一种隧道二衬结构的制作方法

1.本技术涉及隧道施工技术领域，具体而言，涉及一种隧道二衬结构。


背景技术：

2.在隧道建设时，当隧道开挖后对隧道进行初期支护，并在初期支护内侧浇筑一层钢筋混凝土作为二次衬砌进行支护。传统的二衬结构，采用二衬台车进行现场钢筋绑扎和模注浇筑，存在施工速度慢的问题。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供一种隧道二衬结构，以改善施工速度慢的问题。
4.本技术实施例提供了一种隧道二衬结构，二衬结构包括多个预制单元、第一连接部和第二连接部，多个预制单元沿所施工隧道的纵向方向延伸设置，多个预制单元依次连接构成二衬结构。其中，每个预制单元包括多片预制板，多片预制板沿预制单元的弧度方向依次连接构成预制单元。第一连接部设于相邻两预制单元之间，第一连接部用于将相邻两预制单元连接为整体。第二连接部设于相邻两预制板之间，第二连接部用于将在弧度方向的相邻两预制板连接为整体。
5.上述技术方案中，在施工二衬结构时，采用在预制场或工厂内浇筑形成的预制板，运输至施工现场后，只需要通过第一连接部和第二连接部将各个预制板组装，便能得到二衬结构，该二衬结构施工省去了二衬台车的制作拼装，大大提高了施工速度，而且也不需要像传统的二衬结构采用现浇的方式施工，节约了模板的使用，减少了模板的浪费。同时二衬结构采用预制化现场组装进行施工，可多个工作面同步施工，大大提高了施工效率，预制板相较于现场实际现浇而言，预制板在工厂内预制，预制板的厚度和质量更易得到保障，提高了二衬结构的成型质量。
6.在一些实施例中，第一连接部包括第一预埋部和第一后浇部，第一预埋部预设在预制板中并沿纵向方向伸出于预制板外，以用于连接相邻两预制单元，第一后浇部用于填充相邻两预制单元在纵向方向的连接间隙。第二连接部包括第二预埋部和第二后浇部，第二预埋部预设在预制板中并沿弧度方向伸出于预制板外，以用于连接在弧度方向的相邻两预制板，第二后浇部用于填充相邻两预制板在弧度方向的连接间隙。
7.上述技术方案中，通过在预制板上预埋有第一预埋部，这样预埋在预制板中的第一预埋部相比于直接与预制板连接，稳定性更高，抗拉拔能力更强，保证了相邻预制板连接后的连接强度，然后通过第一后浇部可以填充相邻两预制板的连接间隙，从而使两预制板间密封连接，同时第一后浇部将第一预埋部伸出于预制板的部分掩盖，可以起到保护第一预埋部的作用。同理，第二预埋部预埋在预制板中，预埋在预制板中的第二预埋部的稳定性更高，抗拉拔能力更强，保证了相邻预制板连接后的连接强度。通过第二预埋部可以填充相邻两预制单元的连接间隙，从而使两预制单元间密封连接，提高了整个二衬结构的稳定性。
8.在一些实施例中，每个预制板在纵向方向的两侧均设有第一预埋件，在纵向方向
上，相邻两预制单元中的第一预埋件相互连接构成第一预埋部。每个预制板在弧度方向的两侧均设有第二预埋件，在弧度方向上，相邻两预制板中的第二预埋件相互连接构成第二预埋部。
9.上述技术方案中，第一预埋部由相邻预制板的第一预埋件共同构成，这样在进行预制板组装连接时，仅需要将相邻两预制板相对一侧的第一预埋件进行连接，从而便使得相邻两预制板连接完成，这样每个预制板的第一预埋件均具有一定的预埋深度，保证了第一预埋件的抗拉拔能力。同理，第二预埋部由相邻预制板弧度方向的第二预埋件共同构成，这样在进行预制单元组装连接时，仅需要将相邻两预制单元相对一侧的第二预埋件进行连接，从而便使得相邻两预制单元连接完成，这样每个预制板的第二预埋件均具有一定的预埋深度，保证了第二预埋件的抗拉拔能力。
10.在一些实施例中，预制板中的第一预埋件的数量设为多个，多个第一预埋件在预制板沿弧度方向均布设置。预制板中的第二预埋件的数量设为多个，多个第二预埋件在预制板沿纵向方向均布设置。
11.上述技术方案中，多个第一预埋件使得相邻两预制单元的连接强度更高，提高了二衬结构的整体强度，而且多个第一预埋件沿预制板的弧度方向均布设置，使得二衬结构受到外界扰力时，力传递更加均匀。同时，每个预制板中的第二预埋件设为多个，使得相邻两预制板间在弧度方向上的连接强度更高，而且多个第二预埋件在预制板沿纵向方向均布设置，使得预制板受到外界扰力，力传递更加均匀。
12.在一些实施例中，第一预埋件和第二预埋件均为钢筋。
13.上述技术方案中，钢筋的抗拉拔能力更强，能够让相邻两预制板间，以及相邻两预制单元间的连接强度均更高。而且由于预制板为钢筋混凝土结构，钢筋材质的预埋件与预制板的兼容性更强。
14.在一些实施例中，第一后浇部和第二后浇部均为混凝土结构，第一后浇部和第二后浇部中混凝土的强度等级均不低于预制板中混凝土的强度等级。
15.上述技术方案中，可以保证后浇部与预制板间等强度甚至高强度连接，从而保证相邻预制板连接后的连接强度。
16.在一些实施例中，第一连接部还包括第一加强部，第一加强部用于与第一预埋件连接，以增强第一连接部的连接稳定性。第二连接部还包括第二加强部，第二加强部用于与第二预埋件连接，以增强第二连接部的连接稳定性。
17.上述技术方案中，通过第一加强部可以增强第一连接部的连接稳定性，从而使得两预制单元间的连接稳定性更强。同理，通过第二加强部可以增强第二连接部的稳定性，从而使得两预制板间的连接稳定性更强。
18.在一些实施例中，每个预制单元的预制板的数量相等，均为n，且n为大于或等于三的整数。
19.上述技术方案中，每个预制单元的预制板的数量不低于三，使得每块预制板的弧度相对较小，相应减小了预制板的加工难度，同时体积较小，也便于施工现场预制板的吊装和连接。
20.在一些实施例中，二衬结构中预制单元的形状为圆形、半圆形、马鞍形或拱形。
21.本技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
22.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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获得其他相关的附图。
23.图1为本技术一些实施例提供的隧道二衬结构的结构示意图；
24.图2为图1中侧墙预制板的结构示意图；
25.图3为图1中拱肩预制板的结构示意图；
26.图4为图1中第一连接部的结构示意图；
27.图5为图1中第二连接部的结构示意图。
28.图标：10
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侧墙预制板；20
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拱肩预制板；30
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拱顶预制板；40
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第一连接部；41
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第一预埋件；42
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第一分布筋；43
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第一箍筋；50
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第二连接部；51
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第二预埋件；52
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第二分布筋；53
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第二箍筋；100
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二衬结构。
具体实施方式
29.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
30.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
31.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
32.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
33.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
34.实施例
35.本技术实施例提供了一种隧道二衬结构，请参照图1，二衬结构100包括多个预制单元、第一连接部40和第二连接部50，多个预制单元沿所施工隧道的纵向方向延伸设置，多个预制单元依次连接构成二衬结构。其中，每个预制单元包括多片预制板，多片预制板沿预
制单元的弧度方向依次连接构成预制单元。第一连接部40设于相邻两预制单元之间，第一连接部40用于将相邻两预制单元连接为整体。第二连接部50设于相邻两预制板之间，第二连接部50用于将在弧度方向的相邻两预制板连接为整体。
36.上述技术方案中，在施工二衬结构时，采用在预制场或工厂内浇筑形成的预制板，运输至施工现场后，只需要通过第一连接部40和第二连接部50将各个预制板组装，便能得到二衬结构，该二衬结构施工省去了二衬台车的制作拼装，大大提高了施工速度，而且也不需要像传统的二衬结构采用现浇的方式施工，节约了模板的使用，减少了模板的浪费。同时二衬结构采用预制化现场组装进行施工，可多个工作面同步施工，大大提高了施工效率，预制板相较于现场实际现浇而言，预制板在工厂内预制，预制板的厚度和质量更易得到保障，提高了二衬结构的成型质量。
37.具体的，在施工时，先将弧度方向的相邻两预制板通过第二连接部50连接成整体，将多个预制板沿弧度方向依次连接后从而得到预制单元，然后在纵向方向上，再将相邻的预制单元间通过第一连接部40连接成整体，纵向方向的多个预制单元依次连接后，得到二衬结构。
38.在一些实施例中，二衬结构100中预制单元的形状可以为圆形、半圆形、马鞍形或拱形。预制单元的具体形状根据图纸和施工实际情况而定，图1示例性的示出了二衬结构中预制单元为半圆形的情形。
39.在一些实施例中，每个预制单元的预制板的数量相等，均为n，且n为大于或等于三的整数。
40.每个预制单元的预制板的数量不低于三，使得每块预制板的弧度相对较小，相应减小了预制板的加工难度，同时体积较小，也便于施工现场预制板的吊装和连接。
41.本实施例中，每个预制单元的预制板的数量为五。从而使得每块预制板的弧度控制在30
°‑
40
°
之间。图1示例性的示出了每个预制单元中预制板数量为五的情形。
42.在预制单元为半圆形且预制单元中预制板的数量为五的情况下，请参照图2和图3，分布于预制单元中两侧的预制板可以称为侧墙预制板10，分布于预制单元中顶部的预制板可以称为拱顶预制板30，分布于预制单元中拱顶预制板30与侧墙预制板10之间的两块预制板可以称为拱肩预制板20。
43.其中，预制板中混凝土的强度等级可以是c25、c30或c35等。
44.示例性的，本实施例中预制板的混凝土等级为c30。
45.在一些实施例中，第一连接部40包括第一预埋部和第一后浇部，第一预埋部预设在预制板中并沿纵向方向伸出于预制板外，以用于连接相邻两预制单元，第一后浇部用于填充相邻两预制单元在纵向方向的连接间隙。第二连接部50包括第二预埋部和第二后浇部，第二预埋部预设在预制板中并沿弧度方向伸出于预制板外，以用于连接在弧度方向的相邻两预制板，第二后浇部用于填充相邻两预制板在弧度方向的连接间隙。
46.通过在预制板上预埋有第一预埋部，这样预埋在预制板中的第一预埋部相比于直接与预制板连接，稳定性更高，抗拉拔能力更强，保证了相邻预制板连接后的连接强度，然后通过第一后浇部可以填充相邻两预制板的连接间隙，从而使两预制板间密封连接，同时第一后浇部将第一预埋部伸出于预制板的部分掩盖，可以起到保护第一预埋部的作用。同理，第二预埋部预埋在预制板中，预埋在预制板中的第二预埋部的稳定性更高，抗拉拔能力
更强，保证了相邻预制板连接后的连接强度。通过第二预埋部可以填充相邻两预制单元的连接间隙，从而使两预制单元间密封连接，提高了整个二衬结构的稳定性。
47.在一些实施例中，每个预制板在纵向方向的两侧均设有第一预埋件41，在纵向方向上，相邻两预制单元中的第一预埋件41相互连接构成第一预埋部。每个预制板在弧度方向的两侧均设有第二预埋件51，在弧度方向上，相邻两预制板中的第二预埋件51相互连接构成第二预埋部。
48.第一预埋部由相邻预制板的第一预埋件41共同构成，这样在进行预制板组装连接时，仅需要将相邻两预制板相对一侧的第一预埋件41进行连接，从而便使得相邻两预制板连接完成，这样每个预制板的第一预埋件41均具有一定的预埋深度，保证了第一预埋件41的抗拉拔能力。同理，第二预埋部由相邻预制板弧度方向的第二预埋件51共同构成，这样在进行预制单元组装连接时，仅需要将相邻两预制单元相对一侧的第二预埋件51进行连接，从而便使得相邻两预制单元连接完成，这样每个预制板的第二预埋件51均具有一定的预埋深度，保证了第二预埋件51的抗拉拔能力。
49.第一预埋件41和第二预埋件51均可以是钢筋、连接螺杆等连接件。
50.在一些实施例中，第一预埋件41和第二预埋件51均为钢筋。
51.钢筋的抗拉拔能力更强，能够让相邻两预制板间，以及相邻两预制单元间的连接强度均更高。而且由于预制板为钢筋混凝土结构，钢筋材质的预埋件与预制板的兼容性更强。
52.第一预埋件41可以是带肋的第一预埋筋，第二预埋件51可以是带肋的第二预埋筋。
53.其中，相邻预制板中的第一预埋筋之间可以采用搭接焊接、绑扎连接或者机械套筒连等接。同样的，相邻预制板中的第二预埋筋之间也可以采用搭接焊接、绑扎连接或者机械套筒连接等。
54.示例性的，相邻预制板中的两第一预埋筋之间，以及两第二预埋筋之间均采用搭接焊接。
55.第一预埋筋和第二预埋筋的钢筋直径可以是φ12、φ14或φ16等。在本实施例中，第一预埋筋和第二预埋筋的钢筋直径均为φ12。
56.在一些实施例中，预制板中的第一预埋件41的数量设为多个，多个第一预埋件41在预制板沿弧度方向均布设置。预制板中的第二预埋件51的数量设为多个，多个第二预埋件51在预制板沿纵向方向均布设置。
57.多个第一预埋件41使得相邻两预制单元的连接强度更高，提高了二衬结构的整体强度，而且多个第一预埋件41沿预制板的弧度方向均布设置，使得二衬结构受到外界扰力时，力传递更加均匀。同时，每个预制板中的第二预埋件51设为多个，使得相邻两预制板间在弧度方向上的连接强度更高，而且多个第二预埋件51在预制板沿纵向方向均布设置，使得预制板受到外界扰力，力传递更加均匀。
58.其中，第一预埋件41在预制板中的布置方式具有多种布置方式，譬如，可以单层布置，也可以是沿预制板的厚度方向上多层布置。同样的，第二预埋件51在预制板中的布置方式也具有多种布置方式，譬如，可以单层布置，也可以是沿预制板的厚度方向上多层布置。
59.示例性的，第一预埋件41和第二预埋件51在预制板内的布置方式均为双层布置，
图2和图3示例性的示出了第一预埋件41和第二预埋件51在预制板内双层布置的情形。
60.在一些实施例中，第一后浇部和第二后浇部均为混凝土结构，第一后浇部和第二后浇部中混凝土的强度等级均不低于预制板中混凝土的强度等级。
61.可以保证后浇部与预制板间等强度甚至高强度连接，从而保证相邻预制板连接后的连接强度。
62.在预制板的混凝土的强度等级为c30的情况下，第一后浇部和第二后浇部中混凝土的强度等级可以是c30、c35或c40等。
63.示例性的，第一后浇部和第二后浇部中混凝土的强度等级均为c35。
64.在一些实施例中，第一连接部40还包括第一加强部，第一加强部用于与第一预埋件41连接，以增强第一连接部40的连接稳定性。第二连接部50还包括第二加强部，第二加强部用于与第二预埋件51连接，以增强第二连接部50的连接稳定性。
65.通过第一加强部可以增强第一连接部40的连接稳定性，从而使得两预制单元间的连接稳定性更强。同理，通过第二加强部可以增强第二连接部50的稳定性，从而使得两预制板间的连接稳定性更强。
66.在一些实施例中，请参照图4和图5，第一加强部包括第一分布筋42和第一箍筋43，第一分布筋42垂直于第一连接部40的长度方向设置，第一箍筋43用于连接第一预埋件41和第一分布筋42。第二加强部包括第二分布筋52和第二箍筋53，第二分布筋52垂直于第二连接部50的长度方向设置，第二箍筋53用于连接第二预埋件51和第二分布筋52。
67.在第一预埋件41为第一预埋筋且双层布置的情况下，第一分布筋42与第一预埋筋横竖交叉，然后利用第一箍筋43对第一分布筋42和第一预埋筋之间进行连接，提高了第一连接部40的整体强度。同样，在第二预埋件51为第二预埋筋且双层布置的情况下，第二分布筋52与第二预埋筋横竖交叉，然后利用第二箍筋53对第二分布筋52和第二预埋筋之间进行连接，提高了第二连接部50的整体强度。
68.以下为二衬结构的具体施工过程：首先在工厂或预制厂内进行预制板的预制工作，预制完成后将预制板运输到施工现场进行现场组装，在组装时，先根据施工图纸，进行侧墙预制板10、拱肩预制板20和拱顶预制板30的放样并固定，固定可采用千斤顶的方式顶住悬空的拱肩预制板20和拱顶预制板30，然后再进行第二连接部50中的第二预埋件51的钢筋连接，然后在该过程中可以布置第二分布筋52和第二箍筋53，钢筋工程布设完成后，支设第二连接部50的模板(即底模和端模)，模板上可开设有灌注孔，然后通过灌注孔向第二连接部50内灌注混凝土，完成第二后浇部的浇筑，然后依次完成同一预制单元内相邻预制板的各个第二连接部50的施工，得到预制单元。在相邻两预制单元施工完成后，进行相邻两预制单元连接时，将相邻两预制单元地第一连接部40中的第一预埋件41进行连接，可采用焊接方式连接，然后同样也可以布置第一分布筋42和第一箍筋43，然后支设第一连接部40的模板(即底模)，进行第一后浇部的混凝土浇筑，依次完成相邻预制单元的连接后，便得到本方案中的二衬结构100。
69.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例中的特征可以相互结合。
70.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。