本发明公开了一种隧道中隔墙衬砌结构,所述中隔墙是多组连续设置的悬臂板体结构;所述中隔墙的一端部通过一底座墙固定在所述隧道底板上,所述底座墙呈梯台状,所述底座墙的墙体表面与所述隧道底板互成夹角;所述中隔墙相对的另一端部与所述隧道拱顶设置分离,其通过一顶部连接件与所述隧道拱顶连接,所述顶部连接件分别固定在所述中隔墙的顶端和所述隧道拱顶上并与所述中隔墙的顶端、所述隧道拱顶相互围挡形成一具有开口端的空隙;多填充层填充在所述空隙中将所述空隙封闭。采用本发明实施例的隧道中隔墙衬砌结构,能够较佳的保证中隔墙自身的施工质量,易于形成流水线作业,具有施工速度快、工程投入和施工风险低等优点。
1.一种隧道中隔墙衬砌结构,所述中隔墙固定设置在一隧道的隧道拱顶和隧道底板之间用以承受所述隧道内的侧向风压,其特征在于,所述中隔墙是多组连续设置的悬臂板体结构;所述中隔墙的一端部通过一底座墙固定在所述隧道底板上,所述底座墙呈梯台状,所述底座墙的墙体表面与所述隧道底板互成夹角;所述中隔墙相对的另一端部与所述隧道拱顶设置分离,其通过一顶部连接件与所述隧道拱顶连接,所述顶部连接件分别固定在所述中隔墙的顶端和所述隧道拱顶上并与所述中隔墙的顶端、所述隧道拱顶相互围挡形成一具有开口端的空隙;多填充层填充在所述空隙中将所述空隙封闭;对所述空隙进行填充封闭的所述多填充层使用防火材料砌筑和填塞;所述多填充层包括底填充层和顶填充层;所述底填充层靠近所述中隔墙的一端,其主要由轻质砖体和钢筋网组成,所述轻质砖体交错铺砌在所述空隙的中部,所述轻质砖体为多层,所述钢筋网包覆在所述轻质砖体的外周;所述顶填充层靠近所述隧道拱顶的一端,其主要由岩棉和有机防火堵料组成,所述岩棉封堵在所述隧道拱顶和所述轻质砖体之间,所述有机防火堵料包覆设置在所述岩棉的外周。
2.如权利要求1所述的隧道中隔墙衬砌结构,其特征在于,所述底座墙的底面为四方状并自其一端对称渐缩收窄至相对的另一端,所述底座墙各侧面与所述隧道底板所成的夹角范围在30°-60°之间。
3.如权利要求2所述的隧道中隔墙衬砌结构,其特征在于,所述底座墙与所述隧道底板一体浇注成型或所述中隔墙的中部柱体与所述底座墙一体浇注成型。
4.如权利要求1所述的隧道中隔墙衬砌结构,其特征在于,所述顶部连接件与所述中隔墙的顶端、所述隧道拱顶分别使用锚固螺栓连接;所述顶部连接件包括具有垂直弯折角的角钢,所述角钢的表面多处设置用于供螺栓贯穿的螺栓孔。
5.如权利要求4所述的隧道中隔墙衬砌结构,其特征在于,在所述角钢的相对两垂直弯折边上分别开设第一螺栓孔和第二螺栓孔;所述第一螺栓孔呈倒角矩形状,能够与所述中隔墙顶端多处均匀开设的贯通孔的位置相适配对应,所述第二螺栓孔为圆孔,能够与所述隧道拱顶多处均匀开设的螺孔的位置相对应。
6.如权利要求5所述的隧道中隔墙衬砌结构,其特征在于,一螺栓依次贯穿放置在所述中隔墙两侧的所述角钢的所述第一螺栓孔和所述中隔墙具有的所述贯通孔中,并由一螺母旋紧将所述角钢与所述中隔墙固定;一螺栓贯穿所述角钢的所述第二螺栓孔旋入所述隧道拱顶的所述螺孔中,由一螺母旋紧将所述角钢与所述隧道拱顶紧固连接。
7.如权利要求1所述的隧道中隔墙衬砌结构,其特征在于,所述中隔墙的顶端与所述隧道拱顶间的距离设置为200mm。
8.如权利要求1所述的隧道中隔墙衬砌结构,其特征在于,多根悬臂板体结构的中隔墙间的间距设置为5m。技术领域
本发明涉及隧道工程领域,尤其涉及一种隧道中隔墙衬砌结构。
背景技术
目前,在矿山法马蹄型隧道中构建的中隔墙普遍采用脚手架架设模板的分段模筑中墙混凝土的方式,该种方式施工进度较慢,各工序交叉作业影响较大,不但施工进度缓慢,而且经常发生脚手架倒塌的事故,施工风较大。同时,该种方式构建的中隔墙表面的平整度和光感度也不是很理想,经常发生错台、漏浆和蜂窝麻面等现象,中隔墙衬砌施工质量难以保证。现有技术中的中隔墙衬砌设计主要分为两种受力体系,一种做法是中墙与隧道的二衬拱顶进行整体刚性连接,隧道拱顶荷载直接传递到中墙上,这样一来,中墙施工完成后,隧道二衬拱顶的弯矩及剪力分配将发生较大变化,使设计配筋需要考虑两阶段的弯矩和剪力包络图,导致配筋率偏高,同时也不利于隧道拱顶二衬永久结构的受力;另外一种做法是目前应用较为普遍,业内较为认同的做法,亦即中墙与隧道二衬拱顶结构分离,预留一定空隙的方式,该中隔墙结构虽不会改变原有隧道二衬拱顶的受力体系,但因结构不完善无法满足消防安全的需求,存在一定的安全隐患。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于,提供一种隧道中隔墙衬砌结构,能够较佳的保证中隔墙自身的施工质量,易于形成流水线作业,具有施工速度快、工程投入和施工风险低等优点。为了解决上述技术问题,本发明实施例提供了一种隧道中隔墙衬砌结构,所述中隔墙固定设置在一隧道的隧道拱顶和隧道底板之间用以承受所述隧道内的侧向风压,所述中隔墙是多组连续设置的悬臂板体结构;所述中隔墙的一端部通过一底座墙固定在所述隧道底板上,所述底座墙呈梯台状,所述底座墙的墙体表面与所述隧道底板互成夹角;所述中隔墙相对的另一端部与所述隧道拱顶设置分离,其通过一顶部连接件与所述隧道拱顶连接,所述顶部连接件分别固定在所述中隔墙的顶端和所述隧道拱顶上并与所述中隔墙的顶端、所述隧道拱顶相互围挡形成一具有开口端的空隙;多填充层填充在所述空隙中将所述空隙封闭;所述多填充层包括底填充层和顶填充层;所述底填充层靠近所述中隔墙的一端,其主要由轻质砖体和钢筋网组成,所述轻质砖体交错铺砌在所述空隙的中部,所述轻质砖体为多层,所述钢筋网包覆在所述轻质砖体的外周;所述顶填充层靠近所述隧道拱顶的一端,其主要由岩棉和有机防火堵料组成,所述岩棉封堵在所述隧道拱顶和所述轻质砖体之间,所述有机防火堵料包覆设置在所述岩棉的外周。所述底座墙的底面为四方状并自其一端对称渐缩收窄至相对的另一端,所述底座墙各侧面与所述隧道底板所成的夹角范围在30°-60°之间。所述底座墙与所述隧道底板一体浇注成型或所述中隔墙的中部柱体与所述底座墙一体浇注成型。所述顶部连接件与所述中隔墙的顶端、所述隧道拱顶分别使用锚固螺栓连接;所述顶部连接件包括具有垂直弯折角的角钢,所述角钢的表面多处设置用于供螺栓贯穿的螺栓孔。在所述角钢的相对两垂直弯折边上分别开设第一螺栓孔和第二螺栓孔;所述第一螺栓孔呈倒角矩形状,能够与所述中隔墙顶端多处均匀开设的贯通孔的位置相适配对应,所述第二螺栓孔为圆孔,能够与所述隧道拱顶多处均匀开设的螺孔的位置相对应。一螺栓依次贯穿放置在所述中隔墙两侧的所述角钢的所述第一螺栓孔和所述中隔墙具有的所述贯通孔中,并由一螺母旋紧将所述角钢与所述中隔墙固定;一螺栓贯穿所述角钢的所述第二螺栓孔旋入所述隧道拱顶的所述螺孔中,由一螺母旋紧将所述角钢与所述隧道拱顶紧固连接。对所述空隙进行填充封闭的所述多填充层使用防火材料砌筑和填塞。优选的,所述中隔墙的顶端与所述隧道拱顶间的距离设置为200mm。优选的,多根悬臂板体结构的中隔墙间的间距设置为5m。实施本发明实施例的隧道中隔墙衬砌结构,中隔墙是多根连续排列的悬臂柱体,便于中隔墙的集中构建,中隔墙主要承受隧道内的侧向风压,其不改变隧道的整体受力体系,断面配筋只需达到最小的配筋率及构造;同时,该中隔墙结构能够适应隧道拱顶下沉、列车震动和活塞风引起的水平摆动等复杂情况的发生,并且能够满足消防要求;此外,该中隔墙悬臂结构能够较佳的保证其自身的施工质量,易于形成流水线作业,具有施工速度快、工程投入和施工风险低等优点。
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性的前提下,根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。图1是本发明实施例隧道中隔墙衬砌结构第一实施例的的断面结构示意图;图2是本发明实施例隧道中隔墙衬砌结构的第二实施例的断面结构示意图;图3是本发明实施例隧道中隔墙衬砌结构中隔墙顶端空隙的断面结构示意图;图4是本发明实施例隧道中隔墙衬砌结构如图3所示A-A方向的断面结构示意图;图5是本发明实施例隧道中隔墙衬砌结构如图3所示B-B方向的断面结构示意图;图6是本发明实施例隧道中隔墙衬砌结构如图2所示C点的局部放大结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。结合参照图1、图2所示,本发明实施例公开的一种隧道中隔墙衬砌结构,所述中隔墙3固定设置在一隧道4的隧道拱顶42和隧道底板41之间用以承受所述隧道4内的侧向风压,所述中隔墙3是多组连续设置的悬臂板体结构;所述中隔墙3的一端部通过一底座墙31固定在所述隧道底板41上,所述底座墙31呈梯台状,所述底座墙31的墙体表面与所述隧道底板41互成夹角;所述中隔墙3相对的另一端部与所述隧道拱顶42设置分离,其通过一顶部连接件30与所述隧道拱顶42连接,所述顶部连接件30分别固定在所述中隔墙的顶端和所述隧道拱顶42上并与所述中隔墙的顶端、所述隧道拱顶42相互围挡形成一具有开口端的空隙32,多填充层填充在所述空隙32中将所述空隙32封闭。中隔墙3是由一隧道中隔墙模板台车1浇注形成的多根连续排列的悬臂柱体,本实施例所指的悬臂是指浇注完成的中隔墙3只有一端部与隧道底板41间进行紧固固定,而相对的另一端(如图1所示的顶端)在浇注完成后与隧道拱顶42不接触,如图3所示。上述中隔墙3的悬臂结构不但利于使用隧道中隔墙模板台车1进行浇注,亦即隧道中隔墙模板台车1进行立模作业时只需模板台车1一端的模板13相接在隧道底板41上时,而模板13的另一端与隧道拱顶42设置分离的部分刚好可以用于浇注混凝土,该浇注位置可以保证得到中隔墙3的浇注质量;而且,由于中隔墙3的顶端在浇注完成后与隧道拱顶42不接触,使得该悬臂结构不会改变隧道拱顶42的受力体系,进而使各工序交叉作业影响较小,能够加快施工进度。优选的,中隔墙3与所述隧道拱顶间的距离是200mm。中隔墙3是通过隧道中隔墙模板台车1进行整体多根同步浇注的,而浇注成型后也是有序排列的多根,以下仅以单根中隔墙为例对中隔墙的结构以及所起到的作用进行详细说明。中隔墙3整体呈柱状,并与隧道底板41相垂直,其通过一底座墙31固定在隧道底板41上。其中,底座墙31呈梯台状,亦即其底面为四方状并自底座墙31的一端对称渐缩收窄至相对的另一端,其侧体的各墙体表面与隧道底板41互成一定的夹角。本实施例中,底座墙31的高度为300mm、厚度为300mm,底座墙31各侧面与隧道底板41所成的夹角为45°。中隔墙3通过设置底座墙31的形式固定在隧道底板41上,其作用如下:隧道中隔墙在具体实施过程中,由于列车在通过隧道过程中因其自身的振动以及活塞风将引起一定量的沿隧道方向的侧向风压,此过程将会有一定的外力作用在中隔墙3上,由于固定在中隔墙3的底座墙31是四方形并自一端对称渐缩收窄于相对另一端的梯台状,底座墙31可以限制中隔墙的侧向移动和摆动。优选的,底座墙与所述隧道底板一体浇注成型。可以理解的是,底座墙31可以稳固的将中隔墙3固定在隧道底板41上的形状并不限定在上述的梯台状,其各侧面与隧道底板41所成的夹角也并不限定为45°,其可以是能够平衡由于列车通过引起侧向风压进而产生作用力的其他角度和形状。例如,底座墙31可以是圆台,尺寸比中隔墙尺寸略大的方柱等,各侧面与隧道底板所成的夹角角度范围在30°-60°之间。中隔墙3中部的柱体结构是通过隧道中隔墙模板台车1进行立模作业浇注所完成,具体实施时,该中部柱体也可以与上述底座墙31一体浇注成型,以上的成型方式不影响具体的实施,但是,不同的浇注方式将使得中隔墙3形成不同的受力体系。以下是以中隔墙3中部柱体与底座墙31一体浇注成型为例详细介绍说明中隔墙的结构构造。中隔墙中部柱体与底座墙一体浇注成型后,中隔墙3相对的另一端部(如图所示的顶端)在浇注完成后与隧道拱顶42不接触,也就是说,中隔墙3的一端部与所述隧道拱顶42是设置分离的,该分离结构的作用已经在上述描述中已经介绍,此处不再赘述。中隔墙3顶端多处均匀开设用于与顶部连接件30相适配连接的贯通孔39,隧道拱顶42多处均匀开设用于与顶部连接件30相适配连接的螺孔49。本实施例中,设置分离的该端中隔墙通过一顶部连接件30与所述隧道拱顶42连接,结合参见图1、图4以及图5所示。顶部连接件30分别固定在所述中隔墙的分离端和所述隧道拱顶42上并与所述中隔墙的顶端、所述隧道拱顶42相互围挡形成一具有开口端的空隙32,多种防火材料填充在所述空隙32中将所述空隙32封闭。优选的,顶部连接件30与所述中隔墙的顶端、所述隧道拱顶42分别使用锚固螺栓连接。顶部连接件30主要由多组角钢301组成,本实施例中的角钢301是具有垂直弯折角的合金制品,其表面多处分别具有用于供螺栓贯穿的螺栓孔,具体的,处于角钢301相对两垂直弯折边上的位置分别开设第一螺栓孔3011和第二螺栓孔3022,其中,第一螺栓孔3011的形状是具有倒角的矩形,位于角钢301的较长弯折边上且开设的位置刚好与中隔墙3顶端多处均匀开设的贯通孔39的位置相对应;第二螺栓孔3022为圆孔,位于角钢301的较短弯折边上且开设的位置刚好与隧道拱顶42多处均匀开设的螺孔49的位置相对应。具体实施时,将两片角钢301相对对称的预置在中隔墙3的顶端,注意保持角钢301的其他弯折边的朝向相背,通过第一螺栓孔3011能够清晰的看到中隔墙3的贯通孔39、通过第二螺栓孔3022能够清晰的看到隧道拱顶42多处均匀开设的螺孔49即可,将螺栓3021分别贯穿两侧放置的角钢301的第一螺栓孔3011以及中隔墙3的贯通孔39中,再分别将螺母旋紧在螺栓3021的两端实现顶部连接件30与中隔墙分离端的固定;紧接着,再将螺栓3022贯穿角钢301的第二螺栓孔3022旋入隧道拱顶42的螺孔49中,分别将螺母旋紧在螺栓3022的端部将顶部连接件30与隧道拱顶42紧固连接。优选的,上述多组角钢301沿隧道纵向的间距设置为5M。值得说明的是,第一螺栓孔3011设置成具有倒角的矩形的形状的作用是:当螺栓3021分别贯穿第一螺栓孔3011以及中隔墙3的贯通孔39中,再分别将螺母旋紧在螺栓3021的两端实现顶部连接件30与中隔墙分离端的固定后,第一螺栓孔3011在长度方向上比贯通孔39略长的部分将作为中隔墙在竖直方向上的预留空间,如遇隧道拱顶发生沉降(预留变形量)时,角钢301将随着隧道拱顶42的沉降而下降,进而实现在竖直方向上不会因为中隔墙3的安装固定而改变隧道拱顶42的受力体系。可以理解的是,上述角钢301的规格、角钢301上开设第一螺栓孔3011、第二螺栓孔3022的位置、数量以及尺寸,螺栓的类型和尺寸并不限定,只要满足螺栓贯穿第一螺栓孔3011与贯通孔39锁固后,仍有一定的预留空间使角钢301相对中隔墙3顶部的位置发生形变即可,也就是说,第一螺栓孔3011可以设置成倒角矩形形状外的其他形状以满足隧道拱顶42发生沉降(预留变形量)时,不会改变隧道拱顶42的受力体系。而第二螺栓孔3022与螺孔49的形状设置大致相同可以在水平方向限制中隔墙的侧向移动、摆动。顶部连接件30分别固定在所述中隔墙的分离端和所述隧道拱顶42上并与所述中隔墙的顶端、所述隧道拱顶42相互围挡形成一具有开口端的空隙32。参见图6,空隙32是上述顶部连接件30与所述中隔墙的顶端、所述隧道拱顶42使用锚固螺栓连接后,角钢301将中隔墙3与隧道拱顶42间的间隔所围挡而形成的半封闭的填充空间,多填充层填充在所述空隙32中将所述空隙32封闭。本实施例中,对空隙32进行的填充封闭主要分为底填充层(未图示)和顶填充层(未图示)。底填充层靠近中隔墙的一端,其主要由轻质砖体321和钢筋网322组成,轻质砖体321位于中部,钢筋网322包覆在轻质砖体321的外周。实施时,在空隙32靠近中隔墙的一端以实心水泥轻砖321进行铺砌,可以交错铺砌为多层,可以在轻质砖体321与中隔墙间采用砂浆勾缝,最后在轻质砖体321的外周铺砌钢筋网322。轻质砖体321外周铺砌的钢筋网322可以防止轻质砖体321的砌层脱落。顶填充层靠近隧道拱顶42的一端,其主要由岩棉323和有机防火堵料324组成,岩棉323设置在中部封堵在所述隧道拱顶42和所述轻质砖体321之间,有机防火堵料324包覆设置在岩棉323的外周。需要说明的是,底填充层和顶填充层也可以采用其他防火材料填充和封塞。上述对空隙32的填充封闭的方式仅为本发明申请的一个实施例,本发明在具体实施时,对空隙32的填充也可以采用其他填充方式,如可以多于上述的两层填充,每一层的填充也可以使用其他的填充材料以及组合形式,只要满足所填充的材料的耐火性能以及各项指标达到相应的耐火级别即可。本发明实施例的隧道中隔墙衬砌结构在具体实施时,多根连续排列的中隔墙3固定在隧道4中,中隔墙3的一端部通过一底座墙31固定在隧道底板41上,相对的另一端部与所述隧道拱顶42设置分离,该分离端通过一顶部连接件30与所述隧道拱顶42设置连接,该种悬臂结构便于中隔墙的构建,亦即使用隧道中隔墙模板台车1进行立模作业时只需模板台车1一端的模板13相接在隧道底板41上时,而模板13的另一端与隧道拱顶42设置分离的部分刚好可以用于浇注混凝土,该浇注位置可以保证得到中隔墙3的浇注质量;而且,由于中隔墙3的顶端在浇注完成后与隧道拱顶42不接触,使得该悬臂结构不会改变隧道拱顶42的受力体系,进而使各工序交叉作业影响较小,能够加快施工进度。中隔墙3通过设置底座墙31的形式固定在隧道底板41上,而该底座墙31设置为梯台状,当列车在通过隧道过程中因其自身的振动以及活塞风将引起沿隧道方向的侧向风压得过程中将会有一定的外力作用在中隔墙3上,由于固定在中隔墙3的底座墙31是四方形并自一端对称渐缩收窄于相对另一端的梯台状,该底座墙31结构可以限制中隔墙的侧向移动和摆动。中隔墙3顶部连接件30以锚固螺栓连接的方式与所述中隔墙的顶端、所述隧道拱顶42进行连接,而顶部连接件30的角钢301在其垂直弯折边上开设具有倒角的矩形状的第一螺栓孔3011和呈圆形的第二螺栓孔3022,通过螺栓3021分别贯穿两侧放置的第一螺栓孔3011以及中隔墙3的贯通孔39中,再分别将螺母旋紧在螺栓3021的两端实现顶部连接件30与中隔墙分离端的固定,通过螺栓3022贯穿第二螺栓孔3022旋入隧道拱顶42的螺孔49中,并将螺母旋紧在螺栓3022的端部将顶部连接件30与隧道拱顶42紧固连接。第一螺栓孔3011在长度方向上比贯通孔39略长的部分将作为中隔墙在竖直方向上的预留空间,如遇隧道拱顶发生沉降(预留变形量)时,角钢301将随着隧道拱顶42的沉降而下降,进而实现在竖直方向上不会因为中隔墙3的安装固定而改变隧道拱顶42的受力体系;而第二螺栓孔3022与螺孔49的形状设置大致相同可以在水平方向限制中隔墙的侧向移动、摆动。顶部连接件30与中隔墙的顶端、隧道拱顶42相互围挡形成一具有开口端的空隙32,多填充层填充在所述空隙32中将所述空隙32封闭,使得中隔墙衬砌结构所填充的材料的耐火性能以及各项能够指标达到相应的耐火级别,将消防安全隐患降低到最低。实施本发明实施例的隧道中隔墙衬砌结构,中隔墙是多根连续排列的悬臂柱体,便于中隔墙的集中构建,中隔墙主要承受隧道内的侧向风压,其不改变隧道的整体受力体系,断面配筋只需达到最小的配筋率及构造;同时,该中隔墙结构能够适应隧道拱顶下沉、列车震动和活塞风引起的水平摆动等复杂情况的发生,并且能够满足消防要求;此外,该中隔墙悬臂结构能够较佳的保证其自身的施工质量,易于形成流水线作业,具有施工速度快、工程投入和施工风险低等优点。以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明权利要求所作的等同变化,仍属本发明所涵盖的范围。