一种设置烟道板的隧道素混凝土二次衬砌结构及施工方法

技术领域

本发明涉及钻爆法隧道施工技术领域，一种设置烟道板的隧道素混凝土二次衬砌结构及施工方法。

背景技术

隧道的二次衬砌是在隧道已经进行初期支护的条件下，用混凝土等材料修建的内层衬砌，以达到加固支护、优化路线防排水系统、美化外观、方便设置通讯、照明、监测等设施的作用。对于超长隧道，为满足隧道正常运营下的舒适性，以及极端情况下，如发生火灾时的安全性，一般通过在隧道顶部的闲置空间设置烟道板，以形成排烟道，进而在火灾时便于排出隧道内部浓烟，以为隧道内人员疏散及消防救援提供时间。目前，设置烟道板的隧道，其二次衬砌结构中使用的钢筋较多，结构过于保守不经济，造成资源浪费，增加隧道修建成本。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种设置烟道板的隧道素混凝土二次衬砌结构及施工方法，旨在解决现有设置烟道板的隧道，其二次衬砌结构中使用的钢筋较多，结构过于保守不经济，造成资源浪费，增加隧道修建成本的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种设置烟道板的隧道素混凝土二次衬砌结构，包括：

多个拱形钢梁骨架，沿纵向依次布设；

两个支撑牛腿钢筋骨架，沿纵向延伸，且与多个所述拱形钢梁骨架连接，其中，两个所述支撑牛腿钢筋骨架沿横向间隔且相对设置；以及，

二次衬砌结构，浇筑包覆于多个所述拱形钢梁骨架以及两个所述支撑牛腿钢筋骨架外。

可选地，所述设置烟道板的隧道素混凝土二次衬砌结构还包括沿横向依次间隔设置的多个连接钢筋，多个所述连接钢筋均沿纵向延伸，且与多个所述拱形钢梁骨架依次交错连接。

可选地，相邻两个所述连接钢筋之间的距离为L，其中1m≤L≤2m。

可选地，每一所述拱形钢梁骨架包括多个拱形钢骨架单元，多个所述拱形钢骨架单元沿纵向依次间隔设置。

可选地，每一所述拱形钢骨架单元的横截面为等腰三角形。

可选地，每一所述拱形钢骨架单元中相邻设置的两个边框之间设有加强筋条。

可选地，每一所述支撑牛腿钢筋骨架包括：

多根环箍，沿纵向依次布设；以及，

多根主筋，沿所述环箍的内侧分布，多根所述主筋沿纵向延伸，与多根所述环箍交错连接。

可选地，每一所述支撑牛腿钢筋骨架还包括沿纵向依次布设的多个拉筋组，每一所述拉筋组包括沿横向依次分布的多个拉筋，每一所述拉筋用以连接沿所述环箍的高度方向间隔设置的两根所述主筋。

可选地，所述设置烟道板的隧道素混凝土二次衬砌结构还包括牵引筋条，所述牵引筋条的两端分别与所述拱形钢梁骨架和所述支撑牛腿钢筋骨架连接。

本发明还提出一种设置烟道板的隧道素混凝土二次衬砌结构的施工方法，包括以下步骤：

在隧道初期支护结构的内侧，沿纵向依次布设多个拱形钢梁骨架；

在多个所述拱形钢梁骨架的内侧，安装两个支撑牛腿钢筋骨架，并使两个所述支撑牛腿钢筋骨架在横向上间隔且相对设置；

在多个所述拱形钢梁骨架以及两个所述支撑牛腿钢筋骨架外，浇筑素混凝土，以形成二次衬砌结构。

本发明的技术方案中，设置烟道板的隧道素混凝土二次衬砌结构包括多个拱形钢梁骨架、两个支撑牛腿钢筋骨架和二次衬砌结构，多个所述拱形钢梁骨架，沿纵向依次布设；两个所述支撑牛腿钢筋骨架沿纵向延伸，且与多个所述拱形钢梁骨架连接，其中，两个所述支撑牛腿钢筋骨架沿横向间隔且相对设置；所述二次衬砌结构，浇筑包覆于多个所述拱形钢梁骨架以及两个所述支撑牛腿钢筋骨架外。通过沿隧道纵向依次布设所述拱形钢梁骨架，以形成隧道二次衬砌的骨架结构，相比密设排布钢筋的钢筋混凝土二次衬砌，布设所述拱形钢梁骨架，保证隧道二次衬砌安全性的同时，减少钢筋用量，节约钢筋用量，更为经济实惠，浇筑素混凝土形成所述二次衬砌结构，保证钻爆法隧道二次衬砌素混凝土地段烟道板设置的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供的设置烟道板的隧道素混凝土二次衬砌结构的一实施例的结构示意图；

图2为本发明提供的设置烟道板的隧道素混凝土二次衬砌结构的部分结构示意图；

图3为图2的另一视角的结构示意图；

图4为拱形钢梁骨架与支撑牛腿钢筋骨架的装配示意图；

图5为本发明提供的设置烟道板的隧道素混凝土二次衬砌结构的施工方法的一实施例的流程示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

隧道的二次衬砌是在隧道已经进行初期支护的条件下，用混凝土等材料修建的内层衬砌，以达到加固支护、优化路线防排水系统、美化外观、方便设置通讯、照明、监测等设施的作用。对于超长隧道，为满足隧道正常运营下的舒适性，以及极端情况下，如发生火灾时的安全性，一般通过在隧道顶部的闲置空间设置烟道板，以形成排烟道，进而在火灾时便于排出隧道内部浓烟，以为隧道内人员疏散及消防救援提供时间。目前，设置烟道板的隧道，其二次衬砌结构中使用的钢筋较多，结构过于保守不经济，造成资源浪费，增加隧道修建成本。

鉴于此，本发明提出一种设置烟道板的隧道素混凝土二次衬砌结构，通过沿隧道纵向依次布设所述拱形钢梁骨架，以形成隧道二次衬砌的骨架结构，相比密设排布钢筋的钢筋混凝土二次衬砌，布设所述拱形钢梁骨架，保证隧道二次衬砌安全性的同时，减少钢筋用量，节约钢筋用量，更为经济实惠，浇筑素混凝土形成所述二次衬砌结构，保证钻爆法隧道二次衬砌素混凝土地段烟道板设置的安全性。如图1至图4所示，为本发明提供的设置烟道板的隧道素混凝土二次衬砌结构的一实施例。

如图1至图3所示，为本发明提供的所述设置烟道板的隧道素混凝土二次衬砌结构100包括多个拱形钢梁骨架1、两个支撑牛腿钢筋骨和二次衬砌结构3，多个所述拱形钢梁骨架1，沿纵向依次布设；两个所述支撑牛腿钢筋骨架2沿纵向延伸，且与多个所述拱形钢梁骨架1连接，其中，两个所述支撑牛腿钢筋骨架2沿横向间隔且相对设置；所述二次衬砌结构3，浇筑包覆于多个所述拱形钢梁骨架1以及两个所述支撑牛腿钢筋骨架2外。

本发明的技术方案中，设置烟道板的隧道素混凝土二次衬砌结构100包括多个拱形钢梁骨架1、两个支撑牛腿钢筋骨架2和二次衬砌结构3，多个所述拱形钢梁骨架1沿纵向依次布设；两个所述支撑牛腿钢筋骨架2沿纵向延伸，且与多个所述拱形钢梁骨架1连接，其中，两个所述支撑牛腿钢筋骨架2沿横向间隔且相对设置；所述二次衬砌结构3，浇筑包覆于多个所述拱形钢梁骨架1以及两个所述支撑牛腿钢筋骨架2外。通过沿隧道纵向依次布设所述拱形钢梁骨架1，以形成隧道二次衬砌的骨架结构，相比密设排布钢筋的钢筋混凝土二次衬砌，布设所述拱形钢梁骨架1，保证隧道二次衬砌安全性的同时，减少钢筋用量，更为经济实惠，浇筑素混凝土形成所述二次衬砌结构3，保证钻爆法隧道二次衬砌素混凝土地段烟道板设置的安全性。

多个所述拱形钢梁骨架1沿纵向依次布设，以形成钻爆法隧道素混凝土二次衬砌的骨架结构，为使多个所述拱形钢梁骨架1之间相互连接成一个整体，设有连接结构。在本实施例中，如图2所示，所述设置烟道板的隧道素混凝土二次衬砌结构100还包括沿横向依次间隔设置的多个连接钢筋4，多个所述连接钢筋4均沿纵向延伸，且与多个所述拱形钢梁骨架1依次交错连接。如此，多个所述连接钢筋4与多个所述拱形钢梁骨架1依次交错连接，以使得多个所述拱形钢梁骨架1相互连接形成一个整体，有助于提高隧道素混凝土二次衬砌骨架的承载能力，保证所述设置烟道板的隧道素混凝土二次衬砌结构100的安全性，

具体地，在本实施例中，相邻两个所述连接钢筋4之间的距离为L，其中1m≤L≤2m。如此，使得沿隧道纵向依次布设的多个所述拱形钢梁骨架1相互连接形成一个整体，同时减少所述连接钢筋4的设置数量，减少施工量，提高工程施工进度。

在本实施例中，如图2所示，每一所述拱形钢梁骨架1包括多个拱形钢骨架单元11，多个所述拱形钢骨架单元11沿纵向依次间隔设置。多个所述拱形钢骨架单元11沿纵向依次间隔设置，以对应形成一所述拱形钢梁骨架1，如此，在保证所述拱形钢梁骨架1的承载能力及安全性的同时，减少所述拱形钢骨架单元11的设置数量，更为经济，施工更为方便。

具体地，在本实施例中，如图2所示，每一所述拱形钢骨架单元11的横截面为等腰三角形。每一所述拱形钢梁骨架1由多个所述拱形钢骨架单元11拼接形成，每一所述拱形钢骨架单元11的横截面为等腰三角形，而三角形的稳定性较好，如此，有助于提高每一所述拱形钢骨架单元11的稳定性，进而保证所述设置烟道板的隧道素混凝土二次衬砌结构100的稳定性和安全性。

为进一步提高所述拱形钢骨架单元11的整体强度，设有加强结构。在本实施例中，如图2和图3所示，每一所述拱形钢骨架单元11中相邻设置的两个边框之间设有加强筋条111。如此，通过设置所述加强筋条111，以提高所述拱形钢骨架单元11上相邻两个边框之间的连接强度，进而提高所述所述拱形钢骨架单元11的整体强度，保证其形成的所述拱形钢梁骨架1的承载能力，进而提高所述设置烟道板的隧道素混凝土二次衬砌结构100的安全性。

在本实施例中，如图1至图3所示，每一所述支撑牛腿钢筋骨架2包括多根环箍21和多根主筋22，多根所述环箍21沿纵向依次布设；多根所述主筋22沿所述环箍21的内侧分布，多根所述主筋22沿纵向延伸，与多根所述环箍21交错连接。如此，所述支撑牛腿钢筋骨架2与多个所述拱形钢梁骨架1焊接，以安装在隧道素混凝土二次衬砌的骨架上，进而为隧道烟道板的设置提供安装位置，以便于在隧道内形成排烟通道，在火灾时便于排出隧道内部浓烟，为隧道内人员疏散及消防救援提供时间。

为进一步提高所述支撑牛腿钢筋骨架2的承载能力，设有补强结构。在本实施例中，如图1至图3所示，每一所述支撑牛腿钢筋骨架2还包括沿纵向依次布设的多个拉筋组23，每一所述拉筋组23包括沿横向依次分布的多个拉筋231，每一所述拉筋231用以连接沿所述环箍21的高度方向间隔设置的两根所述主筋22。在沿所述环箍21的高度方向间隔设置的两根所述主筋22之间设置所述拉筋231，如此，使得两根所述主筋22连接更稳定、刚度更好，进而提高所述支撑牛腿钢筋骨架2的承载能力，防止因所述支撑牛腿钢筋骨架2失效，导致烟道板掉落，保证所述设置烟道板的隧道素混凝土二次衬砌结构100的安全性。

为进一步提高所述拱形钢梁骨架1和所述支撑牛腿钢筋骨架2的连接可靠性，设置牵引连接结构。在本实施例中，如图4所示，所述设置烟道板的隧道素混凝土二次衬砌结构100还包括牵引筋条5，所述牵引筋条5的两端分别与所述拱形钢梁骨架1和所述支撑牛腿钢筋骨架2连接。如此，通过所述牵引筋条5牵拉所述拱形钢梁骨架1和所述支撑牛腿钢筋骨架2，以使得二者之间的连接更稳定可靠，有效防止连接处因长期受力断裂失效，提高所述设置烟道板的隧道素混凝土二次衬砌结构100的安全性。

本发明实施例提供设置烟道板的隧道素混凝土二次衬砌结构100的施工方法，参照图5，图5为本发明提供的设置烟道板的隧道素混凝土二次衬砌结构100的施工方法的一实施例的流程示意图。

本发明还提出一种设置烟道板的隧道素混凝土二次衬砌结构100的施工方法，包括以下步骤：

步骤S10、在隧道初期支护结构的内侧，沿纵向依次布设多个拱形钢梁骨架1；

步骤S20、在多个所述拱形钢梁骨架1的内侧，安装两个支撑牛腿钢筋骨架2，并使两个所述支撑牛腿钢筋骨架2在横向上间隔且相对设置；

步骤S30、在多个所述拱形钢梁骨架1以及两个所述支撑牛腿钢筋骨架2外，浇筑素混凝土，以形成二次衬砌结构3。

隧道二次衬砌在隧道初期支护结构的内侧进行，在进行隧道二次衬砌使，先将多个所述拱形钢梁骨架1沿纵向依次布设，以形成隧道二次衬砌的骨架结构，然后在多个所述拱形钢梁骨架1的内侧，安装两个支撑牛腿钢筋骨架2，并使两个所述支撑牛腿钢筋骨架2在横向上间隔且相对设置，以便于放置隧道烟道板，接着在多个所述拱形钢梁骨架1以及两个所述支撑牛腿钢筋骨架2外，浇筑素混凝土，以形成二次衬砌结构3，如此所述设置烟道板的隧道素混凝土二次衬砌结构100完成施工。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。