本實(shí)用新型屬于城市交通設(shè)施，具體涉及一種隧道結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

按照城市道路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、采用鉆爆法或淺埋暗挖法施工、具有拱頂曲墻式內(nèi)輪廓斷面的隧道結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部空間布置方式沿襲了公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)做法，即行車道兩側(cè)設(shè)置檢修道。

檢修道高于行車路面，邊緣立置路緣石；檢修道下放置蓋板，蓋板以下為布設(shè)服務(wù)于隧道營運(yùn)的通風(fēng)、供電、照明、消防、監(jiān)控等管線空間。

隧道內(nèi)按“清濁分離”的原則設(shè)計(jì)洞內(nèi)排水系統(tǒng)。路側(cè)邊溝縱向引排營運(yùn)清洗水、消防水和其他廢水等“濁水”；圍巖裂隙水等“清水”通過埋設(shè)于襯砌背后的環(huán)向(或豎向)導(dǎo)水盲管、縱向排水盲管(溝)，經(jīng)由橫向?qū)?，匯集至路面結(jié)構(gòu)以下敷設(shè)的縱向中心水溝(管)，至洞口外集中排放。

通風(fēng)、供配電、消防、監(jiān)控等設(shè)備箱室采用預(yù)留預(yù)埋等方式嵌入襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)。

隧道內(nèi)壁以瓷磚、涂料、飾面板等進(jìn)行貼覆裝飾，其外觀輪廓與曲線拱墻相一致。

現(xiàn)行隧道結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水溝管、線纜管溝、設(shè)備箱室等內(nèi)部空間布置方式在工程實(shí)施與營運(yùn)管理中尚存在諸多問題難以有效解決。

1)排水溝管

路面結(jié)構(gòu)以下設(shè)置縱向中心水溝集中引排地下水的方式，能夠?qū)⒔?jīng)由襯砌背后環(huán)、縱、橫向?qū)到y(tǒng)匯集而來的圍巖裂隙水快速引排，同時(shí)能夠疏泄來自隧底的地下水，從而防止路面冒水。其設(shè)計(jì)初衷如此，但實(shí)際使用中的缺點(diǎn)宜較明顯。

首先，縱向中心水溝位于行車道以下的位置，不便檢修維護(hù)。

縱向中心水溝極易發(fā)生堵塞，尤其在石灰?guī)r等地質(zhì)條件下，地下水含泥沙較多且易離析產(chǎn)生沉淀物。在隧道防排水設(shè)計(jì)普遍遵循“防排結(jié)合”的原則下，一旦排水通道發(fā)生堵塞則后果嚴(yán)重。地下水排泄不暢將導(dǎo)致襯砌背后水壓升高，地下水或以防水層及防水混凝土的缺陷為通道向襯砌與隧道內(nèi)部形成滲漏，或增大襯砌荷載，或造成路基翻漿冒泥。不論何種現(xiàn)象發(fā)生均將影響隧道正常營運(yùn)與耐久使用。為此，對(duì)排水溝管進(jìn)行經(jīng)常性檢查和清理，是隧道養(yǎng)護(hù)的必要內(nèi)容。

檢查與清理工作通過沿中心水溝縱向間隔設(shè)置的沉砂池、檢查井來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)檢查井(鑄鐵)蓋板與行車道路面齊平時(shí)，將承受車輪的沖擊碾壓，易產(chǎn)生振跳及噪聲，降低行車舒適性或危及行車安全。為防止上述現(xiàn)象發(fā)生，可在檢查井蓋板以上覆以鋼筋混凝土蓋板，使鋼筋混凝土蓋板頂面與行車道路面齊平。當(dāng)隧道內(nèi)路面結(jié)構(gòu)采用瀝青混合料上面層與水泥混凝土下面層組成的復(fù)合式路面時(shí)，鋼筋混凝土蓋板與水泥混凝土下面層等厚，其上再鋪設(shè)瀝青混合料面層。

由于檢查井位于行車道中部，檢查與清理作業(yè)勢(shì)必占用行車道，影響或中斷正常通行，對(duì)于行車安全與檢修人員的安全均是不利的；檢查井蓋板的開合均需破除路面結(jié)構(gòu)層及再修復(fù)，增加了每次檢修作業(yè)的工序、時(shí)長與成本，實(shí)屬不便。

其次，縱向中心水溝不便于施工，主要體現(xiàn)在溝槽敷設(shè)對(duì)其他工序的干擾及在無仰拱時(shí)的開槽施工。

隧道開挖后的隧底及仰拱回填頂面是施工期間車輛的運(yùn)輸通道。為避免排水管被施工機(jī)械碾壓破壞，溝槽開挖后，需先以棄渣回填，待施工路面結(jié)構(gòu)前將棄渣清除后再敷設(shè)管材，使施工工序趨于復(fù)雜，對(duì)于仰拱回填整體澆筑、施工期間車輛通行干擾較大。

當(dāng)隧道拱底設(shè)置仰拱時(shí)，橫向?qū)?、縱向中心水溝埋設(shè)于仰拱回填層內(nèi)，尚較易處理；當(dāng)不設(shè)置仰拱時(shí)，敷設(shè)橫向?qū)?、縱向中心水溝需在主體結(jié)構(gòu)開挖線以外單獨(dú)開槽。由于橫向?qū)艹叽缧　㈤g距密，縱向中心水溝沿隧道縱向呈通長深槽布設(shè)，若采用人工或機(jī)械開挖則費(fèi)時(shí)長、效率低，若以爆破開槽則超欠挖現(xiàn)象不可避免，溝槽斷面輪廓凌亂，破壞了隧道基底的完整與平順。

第三，縱向中心水溝增加工程量。

除縱向中心水溝及與之相連的橫向?qū)荛_挖溝槽的工程量外，由于其縱橫交錯(cuò)布設(shè)于路面結(jié)構(gòu)層以下，對(duì)路面基層的均勻性有所破壞，尚需加強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)整體剛度；另因縱向中心水溝埋設(shè)深度大、位置低，由其匯集的地下水在隧道洞口外排放時(shí)，與相鄰溝槽的高程接順較為困難，當(dāng)洞口外為較長路塹時(shí)，增加的接線距離與工程量更為顯著。

為避免路面層以下設(shè)置縱向中心水溝的缺點(diǎn)，工程中也有將縱向水溝分設(shè)兩側(cè)的做法。與中心水溝相比，分設(shè)側(cè)溝尺寸小，對(duì)路面基層的破壞小，對(duì)仰拱回填施工的干擾少，故易于實(shí)施。

但是，由于斷面寬度有限，排除清洗水、消防水和其他廢水等“濁水”與排除圍巖裂隙水等“清水”的水溝均設(shè)置于路緣帶寬度內(nèi)，難以做到平面位置錯(cuò)開，在“清濁分開”的原則指導(dǎo)下又不宜“共溝混排”，只能豎向疊摞布置，故設(shè)置深埋側(cè)溝方式導(dǎo)致了襯砌邊墻基礎(chǔ)加深或仰拱加深。而且，“濁水在上、清水在下”的斷面布置狀況，也使得為實(shí)現(xiàn)“清濁分開”、避免地下水被污染而采取的復(fù)雜的構(gòu)造措施，因各種接縫或裂縫等質(zhì)量問題的存在而顯得脆弱，更無空間設(shè)置沉砂井或檢查井以進(jìn)行日常維護(hù)。

2)電纜管溝

隨著服務(wù)需求的提高與功能的完善及隧道長度的增加，隧道通風(fēng)、供電、照明、消防、監(jiān)控等管線布設(shè)的空間需求不斷加大，檢修道下電纜溝槽斷面不足的問題日益凸顯。

雖可通過抬升檢修步道高度使得電纜溝槽斷面得以向上擴(kuò)展，但實(shí)際應(yīng)用中空間有限，過高的步道不利于行走其上的檢修人員的安全，對(duì)設(shè)備箱室的操作與消防設(shè)備的取用也十分不便，同時(shí)由于“墻效應(yīng)”的存在，使得駕駛者習(xí)慣于遠(yuǎn)離較高的障礙物行車，也降低了道路斷面的利用率；向下擴(kuò)展斷面，將增加襯砌邊墻基礎(chǔ)或仰拱深度，既不經(jīng)濟(jì)也不利于襯砌結(jié)構(gòu)拱腳部位的受力。

另由于電纜溝底面低于路側(cè)邊溝，使得電纜溝內(nèi)積水難以排出。

3)設(shè)備箱室

設(shè)備箱室嵌入襯砌結(jié)構(gòu)側(cè)墻的方式，主要存在三方面的不足。

首先，襯砌結(jié)構(gòu)斷面及鋼筋構(gòu)造因設(shè)備箱室的存在受到削弱或切斷，須采取措施補(bǔ)強(qiáng)，當(dāng)設(shè)備箱室尺寸需求較大時(shí)，尚需局部擴(kuò)挖。巖層局部擴(kuò)挖時(shí)，若采用人工或機(jī)械開挖則費(fèi)時(shí)長、效率低；若采用爆破開槽時(shí)，則超欠挖現(xiàn)象不可避免，開挖斷面輪廓難以圓順，既不利于側(cè)墻圍巖的穩(wěn)定，也不利于結(jié)構(gòu)合理受力及防水質(zhì)量的保障。

其次，當(dāng)土建結(jié)構(gòu)實(shí)施與設(shè)備招標(biāo)采購不能同步進(jìn)行時(shí)，在主體結(jié)構(gòu)內(nèi)先行預(yù)留預(yù)埋的設(shè)備箱室位置、尺寸及連接管路，存在與最終的方案、設(shè)備、參數(shù)不匹配的風(fēng)險(xiǎn)，也難以適應(yīng)后期可能的變更。

再者，襯砌斷面的曲邊墻拱形斷面與設(shè)備箱室的平開門組合的視覺效果顯得雜亂，難以適應(yīng)城市公共交通設(shè)施美觀要求不斷提升的現(xiàn)實(shí)。

4)內(nèi)部景觀

隨著城市公共交通設(shè)施美觀要求的不斷提升，瓷磚、涂料等裝飾材料逐漸為飾面板材所取代。雖然曲面及異形基面的板材裝飾，在技術(shù)上已無難度，但加工及養(yǎng)護(hù)成本畢竟較平直面板為高。

而且，在拱形側(cè)墻上貼壁施做裝飾，僅起到了裝飾效果，沒有發(fā)揮裝飾層的遮蔽作用。路緣石、電纜溝蓋板等混凝土構(gòu)件、接縫外露過多，其澆筑缺陷及長期使用過程中的破損，暴露無遺。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種拱頂曲墻式隧道結(jié)構(gòu)，以解決傳統(tǒng)的隧道存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜不便于施工、結(jié)構(gòu)不合理檢修麻煩和結(jié)構(gòu)復(fù)雜施工量大，以及襯砌結(jié)構(gòu)斷面及鋼筋構(gòu)造因設(shè)備箱室的存在受到削弱或切斷等技術(shù)問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下：

拱頂曲墻式隧道結(jié)構(gòu)，包括初期支護(hù)結(jié)構(gòu)、二次襯砌結(jié)構(gòu)拱墻與拱腳、二次襯砌結(jié)構(gòu)仰拱、仰拱回填層、路面、路側(cè)排水溝、路緣石或防撞護(hù)欄、縱向排水管、橫向排水管、縱向排水溝、電纜管溝和設(shè)備箱室；隧道內(nèi)行車道兩側(cè)設(shè)置鋼筋混凝土防撞護(hù)欄；防撞護(hù)欄以上安裝直壁式裝飾面板；裝飾面板與襯砌拱墻結(jié)構(gòu)之間為管線安裝空間，該空間設(shè)置有電纜管溝、設(shè)備箱室；所述設(shè)備箱室外表面與裝飾面板齊平或?yàn)檠b飾面板所遮蓋；兩側(cè)防撞護(hù)欄背后分別設(shè)置兩側(cè)的清水排水溝，所述兩側(cè)清水排水溝通過橫向排水管與排除圍巖裂隙水的縱向排水管連接；在隧道內(nèi)行車道的路面兩側(cè)鋪設(shè)有低于所述清水排水溝的路側(cè)濁水排水溝。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)及積極效果：

1)排水溝管

兩側(cè)防撞護(hù)欄背后設(shè)置“清水”排水溝，可以根本地解決排水溝設(shè)置于行車道板以下不便檢修維護(hù)及影響行車安全的問題；由于防撞護(hù)欄外露較高(按規(guī)范要求，其外露高度不低于81cm)，其背后排水溝的埋置位置高于路側(cè)排水邊溝，在實(shí)現(xiàn)“清濁分開”的同時(shí)做到“清上濁下”，更有效地避免地下水被污染，也便于排水溝出洞后與洞外溝渠銜接；由于防撞護(hù)欄背后空間較大，有利于排水溝檢查井的設(shè)置，結(jié)合裝飾面板的分塊拆卸，便于日常疏通維護(hù)；防撞護(hù)欄背后排水溝的位置更貼近襯砌拱墻，縮短了橫向?qū)艿拈L度，有利于圍巖裂隙水經(jīng)襯砌背后的環(huán)、縱排水系統(tǒng)，向排水溝的快速匯集。

2)電纜管溝

將路側(cè)防撞護(hù)欄頂面、直壁式裝飾面板與襯砌拱墻結(jié)構(gòu)合圍的空間，用于隧道內(nèi)各管線布置，由于具有較大空間，便于電纜橋架、掛架等施工，使管線布設(shè)規(guī)整有序，同時(shí)為未來的管線增加、擴(kuò)容留有可能；由于裝飾面板可實(shí)現(xiàn)分塊拆卸，便于背后管線檢修維護(hù)；區(qū)別于現(xiàn)有電纜溝的狹窄封閉，該空間有利于通風(fēng)、降溫，同時(shí)由于防撞護(hù)欄頂面高于路側(cè)排水邊溝，也有利于裝飾面板背后清洗水、消防水等“濁水”的排除。

3)防撞護(hù)欄

由于隧道內(nèi)行車道兩側(cè)設(shè)置有防撞護(hù)欄，可以提高行車安全性，并有效保護(hù)背后管線免受撞擊，避免二次事故的發(fā)生；同時(shí)，滿足相應(yīng)防撞等級(jí)技術(shù)要求的護(hù)欄具有規(guī)范的高度、一致的迎撞面外輪廓，使道路沿線路側(cè)交通安全設(shè)施外形統(tǒng)一，避免隧道內(nèi)外路側(cè)結(jié)構(gòu)外觀形式的雜亂。

4)設(shè)備箱室

隧道工程實(shí)體工程量巨大、施工周期長，自土建結(jié)構(gòu)施工至設(shè)備安裝常需歷經(jīng)數(shù)年，為此，工程中一般采用土建結(jié)構(gòu)在先、設(shè)備采購滯后的招標(biāo)組織方式。由于摒棄了在襯砌拱墻結(jié)構(gòu)內(nèi)嵌入設(shè)備箱室的做法，避免了先行預(yù)留預(yù)埋因與設(shè)備招標(biāo)采購不同步而可能導(dǎo)致的技術(shù)參數(shù)不匹配的風(fēng)險(xiǎn)，使得主體結(jié)構(gòu)施工不再受設(shè)備選型的牽制，降低了可能發(fā)生變更的代價(jià)，更加適應(yīng)慣用的招標(biāo)組織方式，也使得設(shè)備招標(biāo)采購過程中對(duì)于先進(jìn)、質(zhì)優(yōu)、價(jià)廉的設(shè)備選擇更為從容，不必受土建預(yù)留預(yù)埋的禁錮。

由于不需在襯砌結(jié)構(gòu)中預(yù)留大尺寸空間，避免了結(jié)構(gòu)斷面的削弱或突變，避免了結(jié)構(gòu)外輪廓擴(kuò)挖所帶來的施工不便與安全、質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，有利于保持結(jié)構(gòu)圓順及改善結(jié)構(gòu)受力狀況，有利于保障防水層鋪設(shè)基面平順從而保障施工質(zhì)量，并有利于簡化施工步驟以加快施工進(jìn)度。

5)內(nèi)部景觀

采用鉆爆法或淺埋暗挖法施工的隧道通常采用拱頂曲墻式結(jié)構(gòu)內(nèi)輪廓斷面，本實(shí)用新型在路側(cè)防撞護(hù)欄頂面設(shè)立直壁式裝飾面板后，使隧道呈現(xiàn)拱頂直墻式的內(nèi)部空間，裝飾面板遮蔽了背后管線，其分塊可與設(shè)備箱室尺寸、位置相適應(yīng)，避免了視覺凌亂；裝飾面板的安裝工藝便于拆卸與更換，有利于對(duì)背后管線、溝槽的檢修維護(hù)；裝飾面板的材質(zhì)致密、顏色豐富等特性也有利于提升內(nèi)部空間景觀效果。

由于路側(cè)防撞護(hù)欄具有規(guī)范的高度與外輪廓，有利于采用預(yù)制化、工廠化施工而提高外觀質(zhì)量，避免現(xiàn)有技術(shù)因受背后電纜溝尺寸控制而出現(xiàn)的路緣石高度與外觀各異的現(xiàn)象。

6)結(jié)構(gòu)受力

由于不再受到現(xiàn)有技術(shù)布設(shè)電纜溝空間尺寸的制約，可以抬升仰拱位置，尤其是優(yōu)化拱腳處斷面，使拱墻與仰拱的連接更為圓順，有利于改善襯砌結(jié)構(gòu)整體受力狀況，同時(shí)節(jié)約路面以下開挖與結(jié)構(gòu)工程量，提高開挖斷面的有效利用率。

隧道主體結(jié)構(gòu)根據(jù)功能要求常需設(shè)置橫洞，如連接上、下行雙洞的人行(車)行橫通道等。當(dāng)隧道裝飾內(nèi)輪廓采用曲墻斷面時(shí)，橫洞與主洞開挖斷面相貫而成為空間曲線，交叉口段結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜，施工風(fēng)險(xiǎn)高；當(dāng)隧道裝飾內(nèi)輪廓采用直壁式斷面時(shí)，尤其是人行橫通道等開挖高度較低的洞室，可將直壁式側(cè)墻伸入主洞結(jié)構(gòu)輪廓內(nèi)，以直墻作為主洞開洞兩側(cè)的托換柱，有利于改善交叉口段結(jié)構(gòu)受力狀況。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中編號(hào)：1、建筑界限，2、初期支護(hù)結(jié)構(gòu)，3-1、二次襯砌結(jié)構(gòu)-拱墻，3-2、二次襯砌結(jié)構(gòu)-拱腳，3-3、二次襯砌結(jié)構(gòu)-仰拱，4、仰拱回填層，5、路面，6、路側(cè)排水溝，7、路緣石或防撞護(hù)欄，8-1、縱向排水溝，8-2、橫向排水溝，8-3、兩側(cè)清水排水溝，9、電纜管溝，10-1、一側(cè)設(shè)備箱室，10-2、另一側(cè)設(shè)備箱室，11、裝飾板。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)參見圖1所示。所述拱頂曲墻式隧道結(jié)構(gòu)，包括初期支護(hù)結(jié)構(gòu)2、二次襯砌結(jié)構(gòu)拱墻3-1與拱腳3-2、二次襯砌結(jié)構(gòu)仰拱3-3、仰拱回填層4、路面5、路側(cè)排水溝6、路緣石或防撞護(hù)欄7、縱向排水管8-1、橫向排水管8-2、縱向排水溝8-3、電纜管溝9和設(shè)備箱室10-1、10-2.

鋪設(shè)于隧道內(nèi)仰拱回填層4上面的行車道兩側(cè)設(shè)置鋼筋混凝土防撞護(hù)欄7；防撞護(hù)欄7以上安裝直壁式裝飾面板11；裝飾面板11與襯砌拱墻結(jié)構(gòu)之間為管線安裝空間，該空間設(shè)置有靠近襯砌拱墻結(jié)構(gòu)一側(cè)的電纜管溝9、靠近裝飾面板11一側(cè)的設(shè)備箱室10-1、10-2。將路側(cè)防撞護(hù)欄頂面、直壁式裝飾面板與襯砌拱墻結(jié)構(gòu)合圍的空間，用于隧道內(nèi)各管線布置，由于具有較大空間，便于電纜橋架、掛架等施工，使管線布設(shè)規(guī)整有序，同時(shí)為未來的管線增加、擴(kuò)容留有可能。所述裝飾面板可實(shí)現(xiàn)分塊拆卸，便于背后管線檢修維護(hù)。

所述設(shè)備箱室外表面與裝飾面板11齊平或?yàn)檠b飾面板11所遮蓋；兩側(cè)防撞護(hù)欄7背后分別設(shè)置兩側(cè)的清水排水溝8-3，所述兩側(cè)清水排水溝8-3通過橫向排水管8-2與排除圍巖裂隙水的縱向排水管8-1連接；在隧道內(nèi)行車道的路面5兩側(cè)鋪設(shè)有低于所述清水排水溝8-3的路側(cè)濁水排水溝6。裝飾面板11背后排水溝的埋置位置高于路側(cè)排水邊溝，在實(shí)現(xiàn)“清濁分開”的同時(shí)做到“清上濁下”，更有效地避免地下水被污染，也便于排水溝出洞后與洞外溝渠銜接。