既有高速鐵路隧道接長明洞構造的製作方法

2023-05-19 22:58:16 1

專利名稱：既有高速鐵路隧道接長明洞構造的製作方法
技術領域：
本發明涉及高速鐵路，特別涉及一種既有高速鐵路隧道的接長明洞構造。
背景技術：
在既有隧道運營中，需接長隧道通常有如下兩個原因，因山體出露的巖層分化剝 落，產生危巖落石，危及行車安全；在既有隧道洞口附近，需新建公路、鐵路或其他建築物。 隧道接長段一般採用明洞或棚洞，明洞由於拱部為單心圓或三心圓，受力條件較好，能承受 較大的衝擊荷載，故常被優先採用。電氣化鐵路中，牽引變電所輸出的電能，是通過供電線送到接觸網的接觸線上，提 供給電力機車。既有隧道的接觸網由接觸懸掛、支乘裝置及定位器組成。電氣化鐵路接觸網 電壓高達27. 5千伏，這個電壓的閃絡距離約為0. 3米，在此距離內，即使不接觸帶電部位， 人體也可能觸電，所以在既有隧道改建施工中必須保證安全。目前，現有隧道接長段中的拱形構造是在兩側邊牆的頂部通過現澆混凝土形成。 這種構造形式使既有隧道的接長改建的施工只有採用下述兩種方法進行一、利用接觸網維修的「天窗」時間，進行隧道改建「天窗」就是在列車運行圖中空出一段時間不行車，留給接觸網維修用。而「綜合天 窗」就是讓工務、電務等單位都參與進來，在同一時間、同一區段一起進行維修和施工。「天 窗」時間一般為2小時，多在夜間。在天窗點兌現、施工天窗點綜合利用以及大型技術作業 天窗組織等方面，仍存在不少問題，主要表現在(1)天窗點兌現得不到充分保證。繁忙幹線能力十分緊張，客貨列車混跑，運輸波 動較大，造成階段性、季節性、流向上存在不均衡，「吃點」或「無點」等綜合天窗點兌現不足 的現象時有發生；在春暑運、防洪等關鍵時期，由於大量加開臨客或受到水害影響，對正常 運輸幹擾較大，造成天窗兌現率的下降。(2)施工天窗點綜合利用不充分。部分單位施工方案、施工組織、安全措施不落實； 設備管理單位對施工安全協議、安全監督、施工質量把關不嚴，造成綜合天窗點內多工種、 大兵團作戰中沒有施工作業主體單位；各施工單位、作業人員、作業機具缺乏統籌協調；部 分施工單位幹小活，要大點，點內作業量不飽滿，銷點不及時，天窗資源浪費現象較為普遍。(3)大型技術作業天窗組織難度大。由於沒有圖定天窗點，加之大型技術作業接發 列車數量大、方向多，調車作業頻繁，站場道岔多、聯鎖關係複雜，組織難度大；部分客車由 停車改通過，更換提速道岔任務重、聯鎖關係變化大、影響範圍廣。隧道改建在「天窗」時間進行，施工工期長，效率低，生產組織難度大，協調困難，易 產生行車事故，並影響運輸能力。如1991至1998年，全路因既有線上的施工造成行車重大 事故高達40多起。採用此施工方案，若要完成30m長的隧道接長段，預計施工時間為120天。施工的 主要步驟如下①在限速25km/h條件下，先施作邊牆襯砌；
②架設拱部內緣的鋼模板，鋼模板沿隧道縱向長度為6 9m，鋼模板下方須設置 防電板，以保證絕緣； ③綁紮拱部襯砌鋼筋，立側模板和外模板，泵送混凝土澆築；④混凝土養護；重複工序②至④，直到施作完成30m的新建明洞襯砌。⑤施作拱部防水層，對稱分層夯填土石，一次分層厚度0. 3 0. 5m。由於施工時間 均在「天窗」時間進行，工作人員和機具就位和撤離，就需1/3 1/4的時間，故該方案存在 施工工期長，施工組織困難，施工對運營幹擾極大、工作效率低的缺點。另外，由於施工時間 長，易發生安全事故。二、架設防電臺車，進行隧道改建防電臺車也稱多功能框架式防電作業車，長度一般為6 9m，它是用兩側的桁架 來連接固定頂框主梁，頂框主梁的下面設有防電板，為了便於防電臺車的移動，在桁架下端 固定有行走輪。頂框主梁上還有固定的防護網，可裝設鋼模板。採用此組織方案，若要完成30m長的隧道接長段，預計施工時間為70天。施工的 主要步驟如下①在限速25km/h條件下，先進行扣軌，然後架設防電臺車的行走軌；②在「天窗」時間架設防電臺車(含拱部鋼模板)，臺車長度為6m，鋼模板下方須 設置防電板，以保證絕緣；③在防電臺車保護下施作邊牆襯砌；④抬升拱部鋼模板就位，綁紮拱部襯砌鋼筋，立側模板和外模板，泵送混凝土澆築⑤混凝土養護⑥降低鋼模板(脫模)，防電臺車行走到下一個位置；重複工序③ ⑥，直到施作完成新建明洞襯砌；⑦施作拱部防水層，對稱分層夯填土石，一次分層厚度0. 3 0. 5m。該方案就位和拆除防電臺車，如完成長30米的新建明洞需使用15個「天窗」時間， 其餘施工期間通行的列車需限速25km/h。由於施工時間需佔用部分「天窗」時間，且通行的列車需限速25km/h，故該方案存 在施工工期仍然較長，施工組織困難，施工對運營幹擾極大的缺點。在我國大規模高速鐵路建設中，將有大量的隧道工程，受地質、地形、既有建築物 的影響，不可避免地需要改建既有隧道，因此，提供一種適合高速鐵路大斷面隧道、能保證 安全、高效和能避免對鐵路運營幹擾的一種接長既有高速鐵路隧道的明洞結構，將節省大 量的改建投資並有利於充分發揮既有鐵路的運輸效益。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種既有高速鐵路隧道接長明洞構造，該結構 具有安全性、高效性的特點，並能有效地避免對鐵路運營的幹擾。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是本發明既有高速鐵路隧道接長明洞 構造，對接於既有隧道洞口外，其特徵是它包括兩側基礎構造；安裝固定在兩側基礎構造上的拱型型鋼鋼架；安裝固定在拱型型鋼鋼架內弧面上的鋼筋混凝土纖維板；沿型鋼鋼架澆築的鋼筋混凝土拱部。本發明的有益效果是，以封閉拱型型鋼鋼架內弧面的鋼筋混凝土纖維板作為明洞 鋼筋混凝土拱部澆築施工的內模，同時可作為明洞結構的一部分，避免了混凝土施工前立 內模及施工完成後拆除內模的麻煩，因此施工周期短，安全性好；預製拱型型鋼鋼架通過吊 裝就位，能在確保安全性的前提下，大幅度地提高施工進程；除吊裝拱型型鋼鋼架和安裝鋼 筋混凝土纖維板需佔用少量「天窗」時間外，其餘大量工序不需要佔用大量「天窗」時間，故 能有效地避免對高速鐵路運營的幹擾，有利於充分發揮既有鐵路的運輸效益。


本說明書包括如下一幅附圖圖1是本發明既有高速鐵路隧道接長明洞構造的斷面示意圖；圖中部件、部位及所對應的標記樁基10a、樁基10b、託梁11a、託梁lib、混凝土矮 邊牆12a、混凝土矮邊牆12b、拱型型鋼鋼架20、連接底座21、鋼筋混凝土纖維板30、鋼筋混 凝土拱部40。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。參照圖1，本發明既有高速鐵路隧道接長明洞構造，對接於既有隧道洞口外，它包 括兩側基礎構造；安裝固定在兩側基礎構造上的拱型型鋼鋼架20 ；安裝固定在拱型型鋼 鋼架20內弧面上的鋼筋混凝土纖維板30 ；沿型鋼鋼架20澆築的鋼筋混凝土拱部40。以封 閉拱型型鋼鋼架20內弧面的鋼筋混凝土纖維板30作為明洞鋼筋混凝土拱部40澆築施工 的內模，鋼筋混凝土纖維板30同時可作為明洞結構的一部分，避免了混凝土施工前立內模 及施工完成後拆除內模的麻煩，因此施工周期短，安全性好；預製拱型型鋼鋼架通過吊裝就 位，能在確保安全性的前提下，大幅度地提高施工進程；除吊裝拱型型鋼鋼架40和安裝鋼 筋混凝土纖維板30需佔用少量「天窗」時間外，其餘大量工序不需要佔用大量「天窗」時間， 故能有效地避免對高速鐵路運營的幹擾，有利於充分發揮既有鐵路的運輸效益。兩側基礎構造根據地質條件確定，可以是樁基礎或淺基礎。圖1中示出的黃土隧 道宜採用的基礎構造，即所述兩側基礎構造由沿線路方向間隔布設的兩列樁基10a、10b，以 及設置在該兩列樁基10a、10b頂部的兩側託梁IlaUlb構成。參照圖1，為儘量縮短施工周 期和儘量減少佔用少量「天窗」時間，所述兩側託梁IlaUlb內沿線路方向間隔埋設固定有 連接底座21，拱型型鋼鋼架20的兩側拱腳通過螺栓與連接底座21連接。參照圖1，從確保 施工安全性方面考慮，所述兩側託梁IlaUlb上各澆築有將拱型型鋼鋼架20的兩側下部埋 設於其內的混凝土矮邊牆12a、12b，以增強拱型型鋼鋼架20的穩定性。同樣，為儘量縮短施工周期和儘量減少佔用少量「天窗」時間，所述拱型型鋼鋼架 20優選採用的是H型鋼鋼架，所述鋼筋混凝土纖維板30通過螺栓與拱型型鋼鋼架20連接。本發明既有高速鐵路隧道接長明洞構造的通常的施工步驟如下1、施工兩側基礎構造。施工樁基10a、IOb和託梁11a、11b，託梁11a、lib內沿線路 方向間隔預埋固定連接底座21 ；
2、吊裝分段預製的拱型型鋼鋼架20，兩側拱腳通過螺栓、連接底座21連接固定安裝在託梁IlaUlb上；3、在託梁IlaUlb上澆築施工混凝土矮邊牆12a、12b ；4、在拱型型鋼鋼架20的內弧面上用螺栓安裝固定鋼筋混凝土纖維板30，封閉內 弧面；5、在拱型型鋼鋼架20上綁紮拱部鋼筋，以鋼筋混凝土纖維板30作為內模灌注混 凝土，形成鋼筋混凝土拱部40。本發明高速鐵路隧道接長明洞構造具有安全性好、施工周期短的特點，完成長30 米的新建明洞，在施工作好充分準備及完成樁基的前提下，施工工期僅為30天。以上所述只是用圖解說明本發明既有高速鐵路隧道接長明洞構造的一些原理，並 非是要將本發明局限在所示和所述的具體結構和適用範圍內，故凡是所有可能被利用的相 應修改以及等同物，均屬於本發明所申請的專利範圍。
權利要求
既有高速鐵路隧道接長明洞構造，對接於既有隧道洞口外，其特徵是它包括兩側基礎構造；安裝固定在兩側基礎構造上的拱型型鋼鋼架(20)；安裝固定在拱型型鋼鋼架(20)內弧面上的鋼筋混凝土纖維板(30)；沿型鋼鋼架(20)澆築的鋼筋混凝土拱部(40)。
2.如權利要求1所述既有高速鐵路隧道接長明洞構造，其特徵是所述兩側基礎構造 由沿線路方向間隔布設的兩列樁基(10a、10b)，以及設置在該兩列樁基(IOaUOb)頂部的 兩側託梁(IlaUlb)構成。
3.如權利要求2所述既有高速鐵路隧道接長明洞構造，其特徵是所述兩側託梁(11a、 lib)內沿線路方向間隔埋設固定有連接底座(21)，拱型型鋼鋼架(20)的兩側拱腳通過螺 栓與連接底座(21)連接。
4.如權利要求2或3所述既有高速鐵路隧道接長明洞構造，其特徵是所述兩側託梁 (IlaUlb)上各澆築有將拱型型鋼鋼架(20)的兩側下部埋設於其內的混凝土矮邊牆(12a、 12b)。
5.如權利要求1所述既有高速鐵路隧道接長明洞構造，其特徵是所述拱型型鋼鋼架 (20)採用的是H型鋼鋼架。
6.如權利要求5所述既有高速鐵路隧道接長明洞構造，其特徵是所述鋼筋混凝土纖 維板(30)通過螺栓與拱型型鋼鋼架(20)連接。
全文摘要
本發明公開了一種既有高速鐵路隧道接長明洞構造，旨在提高安全性和施工效率，並有效地避免對鐵路運營的幹擾。接長明洞構造對接於既有隧道洞口外，包括兩側基礎構造；安裝固定在兩側基礎構造上的拱型型鋼鋼架(20)；安裝固定在拱型型鋼鋼架(20)內弧面上的鋼筋混凝土纖維板(30)；沿型鋼鋼架(20)澆築的鋼筋混凝土拱部(40)。本發明以封閉拱型型鋼鋼架內弧面的鋼筋混凝土纖維板作為明洞鋼筋混凝土拱部澆築施工的內模，同時可作為明洞結構的一部分，避免了混凝土施工前立內模及施工完成後拆除內模的麻煩，因此施工周期短，安全性好；預製拱型型鋼鋼架通過吊裝就位，能在確保安全性的前提下，大幅度地提高施工進程。
文檔編號E21D9/14GK101806220SQ201010132188
公開日2010年8月18日 申請日期2010年3月25日 優先權日2010年3月25日
發明者喻渝, 楊建民, 王興林, 王樹強, 譚永傑, 趙萬強, 趙東平, 趙勇, 趙輝雄, 鄭小豔, 高楊 申請人:中鐵二院工程集團有限責任公司