一种连拱隧道的装配复合式中隔墙结构及其施工方法与流程

本发明涉及隧道工程，尤其涉及一种连拱隧道的装配复合式中隔墙结构及其施工方法。

背景技术：

1、随着国内基础设施建设步伐的加快，在修建高速公路的过程中，经常遇到崇山峻岭的地形地貌，而隧道现今作为一种重要的建设形式，对高速公路穿越崇山峻岭具有重要意义。高速公路的隧道在条件允许情况下建设成上下行分离的连拱隧道，由于连拱隧道具有受地形条件限制小、节约土地、结构整体性好以及综合造价低等特点，因此在穿越崇山峻岭的高速公路修建过程中得到了广泛的应用。

2、连拱隧道中的中隔墙在修建连拱隧道过程开挖的中导洞中占据了很大空间，施工中隔墙时，在中导洞的狭小空间绑扎中隔墙钢筋耗时较长，难以采用机械化施工，况且中隔墙的模板移动不便，施工效率较低，导致中隔墙施工存在所需施工空间大、施工效率低、质量不稳定、工期长、成本高等问题。

3、此外，排水问题一直是连拱隧道施工时需要考虑的重点和难点，同时中隔墙是连拱隧道施工的特殊地带和薄弱环节，中隔墙顶部极易出现渗漏水的病害，因此连拱隧道的中隔墙防排水设计成为了连拱隧道施工的关键点。现有的中隔墙拱顶的防排水措施包括以下两种，（1）采取倒“u”型结构将拱顶积水引向连拱隧道的两侧隧道衬砌上，由此导致衬砌水分集中过多及隧道渗水漏水情形发生，破坏衬砌结构安全；（2）通过横向排水管引入隧道内纵向排水管的方式进行中隔墙拱顶排水，这样的排水结构破坏了衬砌的整体性。

4、目前连拱隧道有整体式中隔墙和复合式中隔墙两种型式。在已经实施的公路连拱隧道当中，无论整体式中隔墙连拱隧道还是复合式中隔墙连拱隧道，在初期支护与中隔墙固定处的拱腰位置常出现开裂现象。对于偏压隧道和地质软弱破碎隧道尤其普遍，有些连拱隧道甚至在二次衬砌施作完以后还出现二次衬砌开裂现象。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种连拱隧道的装配复合式中隔墙结构及其施工方法，通过预制中隔墙节段在中导洞以外的预制场地提前预制，仅需在中导洞内完成拼装和固定就能实现预制中隔墙节段的施工，解决了传统中隔墙施工存在所需施工空间大和施工效率低的问题；通过预制排水管道把积水排出装配复合式中隔墙结构，解决了传统中隔墙施工时的排水问题。

2、实现本发明目的的技术方案如下：

3、一方面，本发明提供了一种连拱隧道的装配复合式中隔墙结构，包括：依次拼接的多个预制中隔墙节段、具备透水性的回填结构、引导所述预制中隔墙节段的顶部排水排放的预制排水管道；

4、所述预制中隔墙节段的顶面高度低于现浇中隔墙的顶面高度，所述回填结构位于所述预制中隔墙节段顶面上方；

5、所述预制排水管道预制在所述预制中隔墙节段的内部，所述预制排水管道从所述预制中隔墙顶面连通至所述预制中隔墙底部，所述回填结构的水分进入所述预制排水管道。

6、基于一方面，在本发明的一种可能的实现方式中，所述预制中隔墙节段包括：作为所述预制中隔墙节段底部的第一预制块、作为所述预制中隔墙节段中部和顶部的第二预制块、设置于所述第一预制块和所述第二预制块的剪力键；

7、所述预制中隔墙节段上开设至少一个先序张拉孔和至少一个后序张拉孔，所述先序张拉孔和所述后序张拉孔均沿所述预制中隔墙节段的长度方向贯穿所述预制中隔墙节段的前侧面及后侧面，所述先序张拉孔和所述后序张拉孔位于所述预制中隔墙节段的不同高度。

8、基于一方面，在本发明的一种可能的实现方式中，所述第一预制块上开设所述先序张拉孔和所述后序张拉孔中的至少一个张拉孔；

9、所述第二预制块上开设所述先序张拉孔和所述后序张拉孔中的至少一个张拉孔。

10、基于一方面，在本发明的一种可能的实现方式中，所述预制中隔墙节段还包括滚轮和轨道滑槽；

11、所述滚轮设置于所述第一预制块和所述第二预制块的底部，所述轨道滑槽设置于所述第一预制块的顶部，所述第二预制块底部的所述滚轮沿所述第一预制块顶部的所述轨道滑槽移动。

12、基于一方面，在本发明的一种可能的实现方式中，所述第一预制块和所述第二预制块之间的左右两侧均设置有连接孔，连接孔内设置有用于连接所述第一预制块和所述第二预制块的连接件。

13、基于一方面，在本发明的一种可能的实现方式中，所述第一预制块上设有灌浆孔，所述第二预制块上设有灌浆排气孔，所述第一预制块和所述第二预制块之间的接缝通过灌浆连接。

14、基于一方面，在本发明的一种可能的实现方式中，所述预制中隔墙节段的顶面形状为两侧高中间逐渐低，所述预制排水管道的进水口位于所述预制中隔墙节段的顶面低处；

15、所述回填结构的底面形状匹配所述预制中隔墙节段的顶面形状。

16、基于一方面，在本发明的一种可能的实现方式中，所述预制排水管道包括：相互连通的预制纵向透水管、预制竖向排水管、以及预制纵向排水管；

17、所述预制纵向透水管预制于所述预制中隔墙节段的顶部低处，所述回填结构的水分进入所述预制纵向透水管；

18、所述预制竖向排水管沿所述预制中隔墙节段的竖向设置，所述预制竖向排水管预制于所述预制中隔墙节段的中部；

19、所述预制纵向排水管预制于所述预制中隔墙节段的底部。

20、基于一方面，在本发明的一种可能的实现方式中，所述预制中隔墙节段与所述回填结构之间设有盖板，所述预制中隔墙节段的顶部设置有中隔墙防水层。

21、另一方面，本发明实施例提供了一种连拱隧道的装配复合式中隔墙结构的施工方法，基于上述的一种连拱隧道的装配复合式中隔墙结构，包括以下步骤：

22、步骤一、在隧道出口段设置预制场地，制备预制中隔墙节段，所述预制中隔墙节段包括第一预制块和第二预制块；

23、步骤二、待中导洞贯通后，施工中导洞混凝土找平层；

24、步骤三、在所述中导洞混凝土找平层的预设位置依次拼装多块第一预制块，拼装过程中使用先序钢绞线将多块第一预制块紧固成一体，不断重复直至若干第一预制块沿中导洞的纵向排列形成预制中隔墙的底部；

25、步骤四、吊装第二预制块到第一预制块上方，多块第二预制块依次滑动到第一预制块上表面的指定位置进行拼装，拼装过程中使用后序钢绞线将多块第二预制块紧固成一体；

26、步骤五、分别在上下相邻的第一预制块和第二预制块之间插装连接件，向第一预制块和第二预制块之间的缝隙中灌浆，

27、步骤六、不断重复步骤四和步骤五直至若干第二预制块沿中导洞的纵向排列形成预制中隔墙的中部和底部；

28、步骤七、在预制中隔墙顶面与中导洞的洞顶之间除预留顶部圆弧区域之外剩下的圆弧区域采用压注水泥浆回填形成回填结构。

29、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

30、1、本发明将常规复合式中隔墙的初期支护和二次衬砌均单独设置成环，去掉初期支护或二次衬砌与中隔墙固定处的接头。不仅施工便利施工质量能得到保证还能有效防止初期支护和二次衬砌拱腰部位开裂现象发生。

31、2、本发明的预制中隔墙节段在中导洞以外的预制场地提前预制，仅需在中导洞内完成拼装和固定就能实现预制中隔墙节段的施工，解决了传统中隔墙施工存在所需施工空间大和施工效率低的问题。

32、3、本发明在预制中隔墙节段顶面施工回填结构，回填结构具备透水性，便于把回填结构表面积水从透水区域导流至预制排水管道，通过预制排水管道把积水排出装配复合式中隔墙结构，解决了传统中隔墙施工时的排水问题，回填结构的透水性在很大程度上杜绝了中隔墙顶部出现渗漏水病害。

33、4、本发明采用第一预制块与第二预制块拼装后剪力键连接、连接件连接和灌浆连接等多种连接方式，提高第一预制块和第二预制块装配稳固性。此外，本发明的第二预制块设置的滚轮托起第二预制块，使得上下相邻的第一预制块和第二预制块之间的相邻面存在一个较小缝隙，因此灌浆过程中不需要再支垫块，第二预制块滑动到位后采用连接件初步固定便可进行灌浆作业，节省了人工和时间，极大降低安装难度。

34、5、本发明在第一预制块和第二预制块上设置先序张拉孔和后序张拉孔，第一预制块和第二预制块拼装过程中使用先序张拉钢绞线和后序张拉钢绞线张拉与锚固，利于相互拼装的第一预制块或相互拼装的第二预制块紧固成一体，方便第一预制块之间或第二预制块之间键连接，以及第一预制块与第二预制块之间的连接件连接和灌浆连接。

35、6、本发明在第一预制块顶部设置轨道滑槽，在第二预制块底部设置滚轮，从隧道地势较高的中导洞口投放预制块，第二预制块装配过程中滚轮沿轨道滑槽移动，利用第二预制块自身重力在水平方向的分力滑动，使第二预制块从第一预制块上表面滑移到指定位置，第二预制块安装省力，节省能耗。

36、7、本发明在预制中隔墙节段顶部采用类似“u”型或“v”型的两侧高中间逐渐低的结构，并在预制中隔墙节段顶部最低处设有预制纵向透水管，并最终通过排水管排出，不仅排水效率高，可靠性好，而且预制中隔墙节段与回填结构结合牢固，确保装配复合式中隔墙结构与中导洞初期支护结合良好并且山体压力能均匀传递到装配复合式中隔墙结构上，装配复合式中隔墙结构的受力合理，不易发生整体失稳破坏，同时回填结构具有透水性，有利于装配复合式中隔墙结构的墙顶积水快速排出，避免导致衬砌水分集中过多及隧道渗水漏水。

37、8、本发明利用中导洞开挖的时间进行预制中隔墙节段的预制施工，节约了施工工期；采用预制中隔墙节段的预制解决了施工空间小、模板架设困难的问题，保证装配复合式中隔墙结构的施工质量；预制中隔墙节段采用装配化施工方法施工，简单高效，减少人力投入与施工风险。