[发明专利]隧洞全断面预制衬砌的设计和运输施工方法

说明书

隧洞全断面预制衬砌，为预制钢筋混凝土结构。长宽高和开挖隧洞宽高关系：砌外形宽度B_衬外、衬砌的内部净高度H_衬内，运输需裕度A。H_衬内＝B_衬外+A。A＝A₁+A₂。开挖隧洞宽度B_洞内、衬砌的有效长度L_衬关系：B²_洞内﹥B²_衬外+L²_衬。开挖隧洞高度H_洞内、衬砌有效长度L_衬关系：H²_洞内﹥H²_衬外+L²_衬。按照此关系作衬砌。第一个衬砌从开挖隧洞洞口送入，B_衬外竖直，H_衬外水平，翻转：先水平后立起使之设置在开挖隧洞内形成已经衬砌完成的洞段。运输后续衬砌外形宽度B_衬外竖直，H_衬外水平。运到开挖隧洞内翻转：先水平后立起。使大部分的隧洞衬砌工期压缩在隧洞开挖的工期内，缩短整体工期节省工程费用。

技术领域

本发明属于隧洞工程领域，特别涉及隧洞全断面预制衬砌的设计和运输方法，适合应用于隧洞工程的钢筋混凝土衬砌上，避免了使用模板台车衬砌时无法出渣和交通的弊病，能够大幅提高建设速度、缩短施工工期。

背景技术

隧洞工程为了避免出渣运输和模板台车衬砌之间的干扰，均要在隧洞开挖完成后才能进行衬砌施工。有时，在衬砌之前，为了保证施工安全，往往要在开挖后的隧洞内壁上喷锚混凝土进行初期衬砌，而最终衬砌要在整段隧洞(由施工支洞控制的长度，下同)开挖完成后才能开始。隧洞开挖和隧洞衬砌无法同步进行，致使施工工期长，成本高。

预制成钢筋混凝土预制件的衬砌能加快衬砌的速度，但依然要在整段隧洞开挖完成后才能进行，除非用非全断面设计的管片结构形式，全断面的预制衬砌件只能倒退着才能施工安装。由于受管片与管片之间的联接强度的限制和安装要求高，该种结构在实际使用中也受到了极大的限制。

发明内容

本发明的目的是提供隧洞全断面预制衬砌的设计和运输施工方法，全断面预制衬砌结构为全断面、预制结构，以及提供使用此种预制衬砌的运输施工方法。

采用的技术方案为：

隧洞全断面预制衬砌，为预制钢筋混凝土全断面预制衬砌。

其技术要点在于：

全断面预制衬砌的长宽高和开挖隧洞宽高满足下列关系：

全断面预制衬砌的外形宽度B_衬外要小于全断面预制衬砌的内部净高度H_衬内，并预留运输所需裕度A值。即全断面预制衬砌高宽比的具体数值由下式计算确定：

H_衬内＝B_衬外+A。A＝A₁+A₂。

A₁和A₂为全断面预制衬砌的外形宽度B_衬外在全断面预制衬砌的内部净高度H_衬内内运输时，外形宽度B_衬外上下与全断面预制衬砌内部净高度上下的距离。

开挖隧洞宽度B_洞内与全断面预制衬砌的外形宽度B_衬外和有效长度L_衬的关系需满足下式：

B²_洞内﹥B²_衬外+L²_衬。