[发明专利]隧道中隔墙顶部组合式限位装置及其施工方法

说明书

本发明涉及隧道中隔墙顶部组合式限位装置及其施工方法，所述组合式限位装置位于隧道中隔墙顶部与隧道拱顶的连接处，包括隧道拱顶内预埋的套筒，套筒外覆盖不锈钢U型板，从不锈钢U型板下方向套筒内插入不锈钢螺栓固定，不锈钢螺栓浇筑在隧道中隔墙内。本发明基于安全可靠、操作便捷和耐久性的理念，在隧道中隔墙顶部采用防火岩棉不锈钢缓冲装置，实现中隔墙与拱顶的可靠连接，能有效约束中隔墙侧向位移，具有较高的经济效益和社会效益，在地铁、铁路和公路隧道等工程中有广泛的应用价值。

技术领域

本发明属于隧道施工工程技术领域，具体涉及一种隧道中隔墙顶部组合式限位装置及其施工方法。

背景技术

目前隧道中隔墙与拱顶的连接方式有铰接和刚接：

1）铰接方式通常采用撑靴，在中隔墙两侧沿区间纵向每隔一段距离设置角钢约束中隔墙的侧向位移，两侧角钢与拱顶采用一定间距的膨胀螺栓相互连接，中隔墙与拱顶间的间隙采用泡沫塑料板填充。此种连接方式存在以下弊端：（1）打设膨胀螺栓时，定位困难，不易操作，且施工环境差；（2）采用此种连接方式对侧墙侧向位移的约束作用较弱，且螺栓暴露在空气中，容易锈蚀，耐久性较；（3）运营期间，中隔墙受车辆振动和风压动荷载的作用，中隔墙顶部与拱顶连接部位的膨胀螺栓和泡沫塑料板会松动脱落。

2）刚接方式通常采用拱顶预留钢筋接驳器或者甩筋与中隔墙共同浇筑，此种做法虽消除螺栓连接的繁琐，亦有诸多缺陷：（1）中隔墙顶部混凝土容易浇不密实；（2）中隔墙需承受拱顶传下来的轴力，中隔墙厚度增加；（3）中隔墙与拱顶节点弯矩较大，大拱受力优势不明显。

基于之前中隔墙与拱顶连接方式的种种弊端，迫切需要一种新型的连接方式，新型的连接方式需要解决以下问题：（1）如何消除列车振动荷载和风荷载等动荷载对中隔墙顶部连接的扰动；（2）避免人工打设膨胀螺栓，改善施工环境；（3）如何防止中隔墙与拱顶的脱离，保证中隔墙与拱顶的可靠连接。

发明内容

本发明的目的是提供一种隧道中隔墙顶部组合式限位装置及其施工方法，能有效约束中隔墙侧向位移，确保中隔墙与拱顶可靠连接，并满足耐久性要求。

本发明所采用的技术方案为：

隧道中隔墙顶部组合式限位装置，其特征在于：

所述组合式限位装置位于隧道中隔墙顶部与隧道拱顶的连接处，包括隧道拱顶内预埋的套筒，套筒外覆盖不锈钢U型板，从不锈钢U型板下方向套筒内插入不锈钢螺栓固定，不锈钢螺栓浇筑在隧道中隔墙内。

套筒垂直预埋于隧道拱顶内，套筒底部设置有L形锚筋。

不锈钢U型板的开口向上，与隧道拱顶之间垫有防火岩棉。

每片不锈钢U型板上设置有两个不锈钢螺栓，对应的隧道拱顶处设置两处套筒，两个套筒内的L形锚筋弯脚相反对称设置。

不锈钢螺栓通过螺母固定。

不锈钢螺栓外套有PVC套管。

不锈钢螺栓外浇筑有纵向的构造圈梁，构造圈梁浇筑在隧道中隔墙顶部内。

隧道中隔墙顶部组合式限位装置的施工方法，其特征在于：

所述方法包括以下步骤：

步骤一：隧道拱顶绑扎钢筋时，在隧道中隔墙位置预埋M20不锈钢套筒，采用I级套筒，沿隧道纵向间距1m；

步骤二：隧道拱顶混凝土浇筑完成并达到设计强度后，安装防火岩棉和不锈钢U型板，采用M20不锈钢螺栓及M22螺母固定，不锈钢螺栓外安装PVC套管，螺栓底部预留变形量≥2cm；

步骤三：隧道中隔墙绑扎钢筋，中隔墙顶主筋位于不锈钢螺栓外侧，构造圈梁采用d10@200的箍筋沿中隔墙纵向布置，浇筑隧道中隔墙及构造圈梁混凝土。