[发明专利]预埋式球铁框架-钢筋混凝土组合隧道壁板

说明书

本发明涉及地下工程重要基础设施的拱壁及内壁支承防护加固构件领域，具体为一种预埋式球铁框架‑钢筋混凝土组合隧道壁板。该组合隧道壁板包括：球铁框架、钢筋网架组合件、钢筋混凝土构件，球铁框架的一侧与钢筋网架组合件连接组合，组合后的球铁框架与钢筋网架组合件置于定形模板中充填混凝土养生凝固，形成牢固结合为预埋式球铁框架‑钢筋混凝土组合隧道壁板。本发明主要用于隧道施工中遇到地质结构断层、流砂、松软、黄土、高地应力特殊及不良地质地段拱壁的加强性、一次性衬砌拱壁支承防护体系，以解决传统钢筋混凝土衬砌拱壁存在的安全质量可靠性低，使用寿命低，施工效率低的问题。

技术领域

本发明涉及地下工程(含铁路、公路、江河水下、城市和海底隧道、地下油库、粮库、果菜库、停车场、城市地下公用管道、核电站防护墙、人防工程、竖井工程、隐蔽工程、桥梁支柱、水库堤坝等)重要基础设施的拱壁及内壁支承防护加固构件领域，具体为一种预埋式球铁框架-钢筋混凝土组合隧道壁板。

背景技术

目前，国内主要依据新奥法的基本原理进行隧道设计施工，特别对水下水道和城市地铁、地下管道工程，多是重点采用浅埋暗挖法设计施工，海底隧道则多是采用TBM法和钻爆法设计施工，其核心技术都是在施工中采用多种辅助技术措施先加固围岩土体，充分利用周边围岩的自承能力，开挖后及时支护、封闭成环，进行一次衬砌拱壁作为主体承载结构，然后作二次衬砌拱壁作为安全储备、装饰等，使其与围岩共同作用形成联合支护体系，是一种有效抑制围岩发生过大变形的配套技术，这是国内多年使用的传统施工方法，两次衬砌都是厚度有所不同的钢筋混凝土弧形管片，公路隧道则多是采用现场洞内支模一次浇筑钢筋混凝土。

过去由于我国没有引进盾构机挖掘施工，主要依靠人工钻爆法挖掘，施工进度比较缓慢，大跨距公路隧道施工需要满堂脚手架支模浇筑混凝土，为避免大跨距挖掘容易出现坍方危险，也常用倒洞法施工，不管哪种施工方法，拱壁衬砌都是采用钢筋混凝土结构，而衬砌拱壁的费用约占全部隧道投资的1/3到1/2，施工工艺较为复杂，施工周期长，建设费用较高。例如：厦门翔安6公里公路、海底隧道修建5年才完工，建设周期很长。

同时由于高强混凝土具有脆性大、延性差等缺点，抗压强度虽然较高，但其抗拉强度仅是其抗压强度的1/10，隧道拱壁衬砌一般选用C50级高强混凝土材料，尽管事先在混凝土弧板内增加钢筋网架提高强度，但也是抵抗不住外加荷载(如：地震作用力等)，使隧道发生局部垮坍。汶川在地震就使许多周边铁路、公路、隧道垮坍，垮坍点位达1000多处以上，堵塞救援通道，造成大量人员伤亡就是严重教训。因此，设法提高各类隧道衬砌构件的结构强度和使用寿命是隧道工程建设所面临的重要研究课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种预埋式球铁框架-钢筋混凝土组合隧道壁板，主要用于隧道施工中遇到地质结构断层、流砂、松软、黄土、高地应力特殊及不良地质地段拱壁的加强性、一次性衬砌拱壁支承防护体系，以解决传统钢筋混凝土衬砌拱壁存在的安全质量可靠性低，使用寿命低，施工效率低的问题。

本发明的技术方案是：

一种预埋式球铁框架-钢筋混凝土组合隧道壁板，该组合隧道壁板包括：球铁框架、钢筋网架组合件、钢筋混凝土构件，球铁框架一侧与钢筋网架组合件连接组合，组合后的球铁框架与钢筋网架组合件置于定形模板中充填混凝土经养生凝固，形成牢固结合的预埋式球铁框架-钢筋混凝土组合隧道壁板。

所述的预埋式球铁框架-钢筋混凝土组合隧道壁板，预埋式球铁框架-钢筋混凝土组合隧道壁板的轴向边框和径向边框上分别开设有连接孔，轴向边框上的连接孔为轴向连接孔，径向边框上的连接孔为径向连接孔；根据隧道要求的直径大小，预埋式球铁框架-钢筋混凝土组合隧道壁板等分成单元组合隧道壁板，所述的单元组合隧道壁板之间通过径向连接孔组装连接形成一节整体组合隧道壁板，相邻的所述每节整体组合隧道壁板之间通过轴向连接孔连接拼装。