拱頂沉管隧道的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種拱頂沉管隧道，它包括至少一個(gè)沉管單體，沉管單體的頂部為拱形結(jié)構(gòu)，沉管單體包括縱向貫通的孔道和縱向貫通的管廊，管廊設(shè)置在孔道上方，管廊與孔道之間設(shè)有通道，管廊內(nèi)設(shè)有排煙道。本發(fā)明是一種改進(jìn)的沉管隧道，具有優(yōu)化隧道頂部結(jié)構(gòu)受力，降低施工難度，縮短工程工期，降低工程造價(jià)的特點(diǎn)。
【專利說明】拱頂沉管隧道
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及沉管隧道【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地指一種拱頂沉管隧道。
【背景技術(shù)】
[0002]沉管隧道已成為當(dāng)前水下大型隧道工程的首選施工方式，合理的隧道斷面形式將有助于提高隧道的空間利用率、滿足隧道結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，并能夠節(jié)省工期，降低工程造價(jià)。隧道斷面形式是基于交通需求和通風(fēng)要求，并考慮來自水壓力和回淤等的荷載而確定的。既有常規(guī)沉管隧道斷面形式多為兩孔一管廊或多孔多管廊橫斷面，孔道或圓或方，孔道與管廊并列一排布置，排煙道及風(fēng)機(jī)安裝在管廊內(nèi)。目前世界上最寬的沉管隧道包含的車道數(shù)為雙向6車道。
[0003]以港珠澳大橋主體工程島隧工程為例，其為雙向6車道沉管隧道，結(jié)構(gòu)斷面形式如圖1所示，它包括兩個(gè)并列設(shè)置的孔道1，每個(gè)孔道I內(nèi)可容納3車道，在孔道I之間設(shè)有兩個(gè)管廊2，兩個(gè)管廊2上下并列設(shè)置，管廊2與孔道I并列一排布置，其橫斷面配筋如圖2所示。此結(jié)構(gòu)的橫斷面設(shè)計(jì)時(shí)，一方面要滿足雙向六車道的設(shè)計(jì)要求，另一方面，中間管廊還應(yīng)滿足排煙和通風(fēng)上的構(gòu)造要求，使得結(jié)構(gòu)最終斷面設(shè)計(jì)寬度已達(dá)37.95m。
[0004]隨著交通要求的增長(zhǎng)，要求沉管隧道承擔(dān)的車道數(shù)也在增加，目前正在規(guī)劃的就有雙向8車道沉管隧道。隨著車道數(shù)的增加，結(jié)構(gòu)斷面橫向尺寸也隨之增大，對(duì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工帶來以下問題:
[0005]傳統(tǒng)的矩形斷面設(shè)計(jì)，頂板受力類似于連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，對(duì)于沉管壁體抗裂的考慮，沉管隧道配筋率相對(duì)其他鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)高出許多，配筋率的增加會(huì)對(duì)施工操作帶來不便，甚至影響振搗，無法保證混凝土密實(shí)度，如在港珠澳大橋主體工程島隧工程的施工中已經(jīng)出現(xiàn)由于配筋率的增加而造成混凝土在澆筑過程中達(dá)到了振搗極限的問題。
[0006]常規(guī)斷面設(shè)計(jì)思路已很難滿足施工要求，設(shè)計(jì)必須以可行的施工為前提，因此如何解決設(shè)計(jì)與施工中存在的矛盾是急需解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的就是要解決上述【背景技術(shù)】的不足，提供一種拱頂沉管隧道。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種拱頂沉管隧道，其特征在于:它包括至少一個(gè)沉管單體，所述沉管單體的頂部為拱形結(jié)構(gòu)，所述沉管單體包括縱向貫通的孔道和縱向貫通的管廊，所述管廊設(shè)置在孔道上方，管廊與孔道之間設(shè)有通道，管廊內(nèi)設(shè)有排煙道。
[0009]進(jìn)一步地，所述沉管單體設(shè)有兩個(gè)，相鄰沉管單體頂部的拱形結(jié)構(gòu)通過直線段過渡。
[0010]進(jìn)一步地，所述孔道包括頂壁、底壁和兩個(gè)側(cè)壁，所述側(cè)壁設(shè)置在頂壁和底壁之間，頂壁、底壁和兩個(gè)側(cè)壁圍成一個(gè)箱型結(jié)構(gòu)；所述管廊包括弧形頂壁，所述弧形頂壁的兩端頂在頂壁的上端面上。
[0011]更進(jìn)一步地，所述頂壁沿豎直向設(shè)有將管廊與孔道聯(lián)通的通道。[0012]優(yōu)選地，所述頂壁、底壁和側(cè)壁之間通過倒角過渡。
[0013]本發(fā)明是一種改進(jìn)的沉管隧道，具有優(yōu)化隧道頂部結(jié)構(gòu)受力，降低施工難度，縮短工程工期，降低工程造價(jià)的特點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是【背景技術(shù)】中沉管隧道結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是圖1所述的沉管隧道橫斷面配筋示意圖；
[0016]圖3是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0018]如圖1、圖2所示現(xiàn)有的沉管隧道，已在【背景技術(shù)】中作了詳細(xì)說明，于此不再贅述。
[0019]根據(jù)【背景技術(shù)】可知，隨著沉管隧道跨徑增大后，如果仍舊采用原有的矩形斷面，沉管隧道橫向尺寸即橫向跨度增加，相應(yīng)的就必須增加配筋以滿足其結(jié)構(gòu)受力要求，而施工操作性控制的配筋率的要求使得配筋無法一直增加，因此從改變截面形式入手以減小沉管隧道橫向尺寸，進(jìn)而減少配筋，是解決這一矛盾的唯一方法。
[0020]在基于上述條件下，本實(shí)施例設(shè)計(jì)的一種拱頂沉管隧道，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示，它包括至少一個(gè)沉管單體，沉管單體的頂部為拱形結(jié)構(gòu)，以改變沉管隧道頂部受力狀況，沉管單體包括縱向貫通的孔道3和縱向貫通的管廊4，在孔道3內(nèi)布置的公路為雙向八車道，管廊4設(shè)置在孔道3上方，管廊4與孔道3之間設(shè)有通道，管廊4內(nèi)設(shè)有排煙道5。
[0021]當(dāng)沉管單體設(shè)有兩個(gè)，相鄰沉管單體頂部的拱形結(jié)構(gòu)通過直線段6過渡。
[0022]本實(shí)施例中的孔道3包括頂壁3.1、底壁3.2和兩個(gè)側(cè)壁3.3，側(cè)壁3.3設(shè)置在頂壁3.1和底壁3.2之間，頂壁3.1、底壁3.2和兩個(gè)側(cè)壁3.3圍成一個(gè)箱型結(jié)構(gòu)，其截面為方向；管廊4的截面為向上凸起的圓弧狀，它包括弧形頂壁4.1，弧形頂壁4.1的兩端頂在頂壁3.1的上端面上，孔道3的頂壁3.1作為管廊4的底壁?？椎?與管廊4均為節(jié)段預(yù)制品O
[0023]頂壁3.1沿豎直向設(shè)有將管廊4與孔道3聯(lián)通的通道7。
[0024]另外，頂壁3.1、底壁3.2和側(cè)壁3.3之間通過倒角3.3過渡。
[0025]本發(fā)明所設(shè)計(jì)的拱頂沉管隧道，其施工方法與常規(guī)施工方法基本相同:沉管隧道采用節(jié)段在工廠或者干塢內(nèi)預(yù)制好，節(jié)段長(zhǎng)度100-200m，兩端密封形成空腔，可以在水中自浮，采用拖輪浮運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)?，F(xiàn)場(chǎng)提前開發(fā)沉管槽道，浮運(yùn)到位的沉管節(jié)段通過在空腔中加水沉放到槽道中，逐節(jié)連接，然后覆蓋卵石等材料在沉管左右及頂面，對(duì)沉管加以固定；其不同之處在于沉管隧道的斷面結(jié)構(gòu)而已
[0026]相比于常規(guī)沉管隧道斷面形式，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0027]1、常規(guī)設(shè)計(jì)思路將開設(shè)排煙道的管廊4與孔道3并排設(shè)計(jì)，本發(fā)明將管廊4設(shè)置在孔道3的上方，管廊的斷面尺寸所受的限制將大幅減少，更有利于排煙，同時(shí)排煙道的面積能夠滿足規(guī)范要求；
[0028]2、從施工角度來講，將常規(guī)斷面頂部從以受彎為主的梁優(yōu)化為以受壓為主的拱頂，可大大減少斷面配筋率，使得混凝土施工過程中的振搗過程更易進(jìn)行，且優(yōu)化了結(jié)構(gòu)受力，并充分發(fā)揮了混凝土材料的抗壓性能；另外也可通過張拉橫向鋼束改善拱頂下橫梁的受力情況；
[0029]3、從構(gòu)造角度來講，如按常規(guī)斷面設(shè)計(jì)思路來進(jìn)行設(shè)計(jì)，在滿足設(shè)計(jì)孔道和通風(fēng)排煙的要求下，沉管隧道的橫斷面跨徑的設(shè)計(jì)尺寸大于采用本發(fā)明提出的設(shè)計(jì)方案的尺寸，相應(yīng)的，橫斷面跨徑的減小減少了基槽開挖，大大降低工程造價(jià)，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。
[0030]本發(fā)明所設(shè)計(jì)的拱頂沉管隧道，其施工方法與常規(guī)施工方法基本相同:沉管隧道采用節(jié)段在工廠或者干塢內(nèi)預(yù)制好，節(jié)段長(zhǎng)度100-200m，兩端密封形成空腔，可以在水中自浮，采用拖輪浮運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)?，F(xiàn)場(chǎng)提前開發(fā)沉管槽道，浮運(yùn)到位的沉管節(jié)段通過在空腔中加水沉放到槽道中，逐節(jié)連接，然后覆蓋卵石等材料在沉管左右及頂面，對(duì)沉管加以固定。
【權(quán)利要求】
1.一種拱頂沉管隧道，其特征在于:它包括至少一個(gè)沉管單體，所述沉管單體的頂部為拱形結(jié)構(gòu)，所述沉管單體包括縱向貫通的孔道(3)和縱向貫通的管廊(4)，所述管廊(4)設(shè)置在孔道(3 )上方，管廊(4 )與孔道(3 )之間設(shè)有通道，管廊(4 )內(nèi)設(shè)有排煙道(5 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拱頂沉管隧道，其特征在于:所述沉管單體設(shè)有兩個(gè)，相鄰沉管單體頂部的拱形結(jié)構(gòu)通過直線段(6)過渡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拱頂沉管隧道，其特征在于:所述孔道(3)包括頂壁(3.1)、底壁(3.2)和兩個(gè)側(cè)壁(3.3)，所述側(cè)壁(3.3)設(shè)置在頂壁(3.1)和底壁(3.2)之間，頂壁(3.1)、底壁(3.2)和兩個(gè)側(cè)壁(3.3)圍成一個(gè)箱型結(jié)構(gòu)；所述管廊(4)包括弧形頂壁(4.1),所述弧形頂壁(4.1)的兩端頂在頂壁(3.1)的上端面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的拱頂沉管隧道，其特征在于:所述頂壁(3.1)沿豎直向設(shè)有將管廊(4)與孔道(3)聯(lián)通的通道(7)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的拱頂沉管隧道，其特征在于:所述頂壁(3.1)、底壁(3.2)和側(cè)壁(3.3)之間通過倒角(3.3)過渡。
【文檔編號(hào)】E02D29/073GK103572780SQ201310567953
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月13日
【發(fā)明者】張鴻, 翟世鴻, 李宗哲, 游新鵬, 曾健, 黃修平, 陳培帥, 李鑫, 高雄 申請(qǐng)人:中交第二航務(wù)工程局有限公司