[发明专利]一种单洞双线隧道拱顶转折形排烟道及施工方法

说明书

本发明涉及隧道工程领域，具体涉及一种单洞双线隧道拱顶转折形排烟道及施工方法，排烟道包括联络排烟道、平行排烟道和若干个竖井式排烟道；竖井式排烟道包括相连通的竖向段和横向段，竖向段与隧道正洞连通，竖井式排烟道的横向段与平行排烟道连通；平行排烟道沿隧道延伸方向设置且位于隧道正洞的斜上方，平行排烟道通过联络排烟道与隧道外部连通。本发明将平行排烟道移至正洞斜上方，缩短了竖井式排烟道的竖直长度，优化了排烟道的空间结构布置；在对竖井式排烟道的竖向段施工时，分层次施工，减小竖向段排烟道施工对已开挖洞室的扰动，降低施工安全风险。

技术领域

本发明涉及隧道工程领域，特别是一种单洞双线隧道拱顶转折形排烟道及施工方法。

背景技术

根据规范要求，对于长度大于20km的隧道，隧道需设置紧急救援站。在隧道紧急救援站的设计中，于隧道拱顶设有排烟道，排烟道的结构形式及施工是关键部分。

目前，在对单洞双线救援站进行排烟道设计时，一般在隧道拱顶上方设有若干等距分布的竖井式排烟道，竖井式排烟道与隧道拱顶垂直，并与隧道连通；然后在距离隧道拱顶一定高度的正上方设置一段平行排烟道，平行排烟道与隧道走向平行，并与竖井式排烟道相连通；最后设置一段连接平行排烟道的联络排烟通道，将烟气排出洞外。隧道正洞与竖井式排烟道、平行排烟道构成一个H形组合结构形式。

当救援站位于地质条件复杂地段，在对平行排烟道和竖井式排烟道施工时，容易产生严重的群洞效应，可能诱发大范围的正洞拱顶塌方，排烟道结构的自稳性能较差。此外，由于竖井式排烟道位于平行排烟道正下方，当以平行排烟道作为施工运输通道，组织竖井式排烟道施工时，交通条件受限，因此只能逐个对竖井式排烟道进行施工。总之，现有的排烟道施工安全风险高、施工组织效率低。

因此，研究一种排烟道结构形式，对于确保紧急救援站区段的隧道结构稳定，降低排烟道的施工风险，提高施工效率具有重要的工程意义和实用价值。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术中排烟道结构形式的稳定性较低，易产生群洞效应的问题，提供一种单洞双线隧道拱顶转折形排烟道及施工方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种单洞双线隧道拱顶转折形排烟道，包括联络排烟道、平行排烟道和若干个竖井式排烟道；竖井式排烟道包括相连通的竖向段和横向段，竖向段与隧道正洞连通，横向段与平行排烟道连通；平行排烟道沿隧道延伸方向设置且位于隧道正洞的斜上方，平行排烟道通过联络排烟道与隧道外部连通。

本发明将竖井式排烟道分段设置，设有竖向段和横向段，竖向段竖向设置，横向段横向设置。竖井式排烟道的竖向段相比现有技术中的竖井式排烟道的长度短，结构更稳定；且平行排烟道不直接以直线形的竖井式排烟道与隧道内部连通，而设置在隧道正洞的斜上方，在平行排烟道的侧壁与竖井式排烟道的横向段连接，平行排烟道底部的围岩受扰动小，受力性能更好。此外，在以平行排烟道为施工通道基础施工横向段时，各横向段排烟道的施工掌子面相对独立，可同时进行多个横向段施工。本发明排烟道的结构更稳定，不易造成拱顶塌方，且施工安全、效率高。

优选地，竖井式排烟道呈倒L形，横向段的轴线与竖向段的轴线之间呈89-100度夹角，保证施工便利。

优选地，竖向段包括上部圈梁、中部圈梁和下部圈梁，下部圈梁与正洞拱顶连接，中部圈梁位于上部圈梁和下部圈梁之间，上部圈梁与横向段连接，用来支护通道，有利于增加结构稳定性。

优选地，竖井式排烟道设有4-8个，适当加大各竖井式排烟道之间的间距，有利于结构稳定和降低群洞效应。

本发明另提供一种施工上述转折形排烟道的方法，包括以下步骤：

S1.以联络排烟道作为施工通道基础，施工平行排烟道；

S2.以平行排烟道作为施工通道基础，施工竖井式排烟道的横向段；