具体实施方式

下面结合附图并通过具体的实施例进一步的说明本发明的技术方案：

实施例1

(1)结构的组成

如图1，运营公路隧道隧底处治的UHPC装配式预制隧底结构，由布设于所施工运营隧道内的预制UHPC装配式隧底结构、隧底排水系统、电缆槽和路面铺装层组成；如图1、图2、图3，预制UHPC装配式隧底结构由多榀装配式预制件拼接而成，多榀装配式预制件的结构和尺寸均相同且其沿所施工运营隧道的纵向延伸方向由后向前布设；如图18、图19、图20，隧底排水系统包括左侧HDPE纵向双壁打孔波纹管6-1、右侧HDPE纵向双壁打孔波纹管6-2、HDPE横向双壁波纹管5和设置于中部UHPC预制件3的中心排水管4，左侧HDPE纵向双壁打孔波纹管6-1、右侧HDPE纵向双壁打孔波纹管6-2和中心排水管4沿隧道纵向通长设置，HDPE横向双壁波纹管5垂直于隧道纵向间隔设置；如图1，路面铺装层由置于UHPC装配式预制隧底结构顶面的素混凝土调平层12和沥青混凝土面层11组成；如图1、图21、图22，电缆槽由左侧现浇混凝土槽身13-1、右侧现浇混凝土槽身13-2和预制UHPC电缆槽盖板14组成。

(2)预制UHPC装配式隧底结构及连接

前后两榀之间纵向连接：如图1、图3，多榀预制UHPC装配式隧底结构呈水平布设，前后两榀UHPC隧底结构之间通过十六个纵向高强曲螺栓15和十六个高强直螺栓16紧固连接，每个纵向高强曲螺栓和高强直螺栓均沿所施工运营隧道的纵向延伸方向布设，其中多个纵向高强曲螺栓和高强直螺栓均布设于同一个隧道横断面上；前后两榀UHPC隧底结构纵向高强曲螺栓的连接分为结构底部和结构顶部两排连接，结构底部和结构顶部连接部位均为预制件水平面和竖直面变截面处，结构底部高强曲螺栓连接状态示意图如图4，结构顶部高强曲螺栓连接状态示意图如图5，高强曲螺栓结构示意图如图6；前后两榀UHPC隧底结构纵向高强直螺栓16布设于前后两榀UHPC隧底结构两个预制件竖向中部，预制件预制时预留高强直螺栓螺栓孔，拼装时对位放置20cm×20cm×1cm钢垫板17，用高强直螺栓16将前后两榀UHPC隧底结构相邻两个预制件连接紧固，如图8，其他相邻预制件同上，高强直螺栓结构示意图如图9。

每榀预制UHPC装配式隧底结构及连接：如图1、图10、图11、图12，每榀预制UHPC装配式隧底结构均包括左右两个对称布设的左侧部UHPC预制件1-1和右侧部UHPC预制件1-2、左右两个对称布设的左中侧部UHPC预制件2-1和右中侧部UHPC预制件2-2，以及一个布设于隧道中线的中部UHPC预制件3。两个侧部预制件运营隧道中线侧竖直板、四个中侧部预制件竖直板、两个中部UHPC预制件3竖直板厚度均为5cm，两个侧部预制件运营隧道顶部水平板、两个中侧部预制件顶部水平板、一个中部UHPC预制件3顶部水平板厚度均为10cm，两个侧部预制件运营隧道底部弧形板、两个中侧部预制件底部弧形板、一个中部UHPC预制件3底部弧形板厚度均为15cm，两个侧部预制件设置实心牛腿。

如图1、图2，中部UHPC预制件3与两个中侧部预制件连接，两个中侧部预制件对称与两个侧部预制件连接，UHPC隧底结构中部UHPC预制件3、两个中侧部预制件和两个侧部预制件的纵向长度均相同，详见图10、图11及图12。

每榀预制UHPC装配式隧底结构相邻两个预制件之间均通过高强曲螺栓15和高强直螺栓16连接；如图2，高强曲螺栓连接分为结构底部和结构顶部两排连接，结构底部和结构顶部连接部位均为预制件水平面和竖直面变截面处，结构底部高强曲螺栓15连接状态示意图如图4，结构顶部高强曲螺栓15连接状态示意图和结构示意图如图5所示；如图2，高强直螺栓16设于相邻两个UHPC隧底结构预制件竖向板块中部，预制件预制时预留高强直螺栓螺栓孔，拼装时对位放置20cm×20cm×1cm钢垫板17，用高强直螺栓16将前后两榀UHPC隧底结构相邻两个预制件连接紧固，如图8，其他相邻预制件同上，高强直螺栓结构示意图如图9；中部UHPC预制件3、中侧部预制件和侧部预制件均为UHPC超高性能混凝土预制而成，中部UHPC预制件3呈水平沿运营隧道中线布设；每榀UHPC装配式隧底结构中两个中侧部预制件及两个侧部预制件的外端上表面均为水平面且二者的外端上表面位于同一水平面上。

侧部预制件细部连接：如图1、图3、图16，每榀UHPC装配式隧底结构中左右两个侧部预制件与既有二衬混凝土连接处沿运营隧道纵向于侧部预制件边侧布设预埋[型连接钢筋8-1和8-2，水平布设方式为每块侧部预制件边侧两边，连接钢筋外露部分对位插入既有衬砌钻孔中，孔内注入植筋胶锚固紧密；如图1、图17、图21，每榀UHPC装配式隧底结构中左右两个侧部预制件与现浇电缆槽13-1和13-2连接处沿运营隧道纵向于侧部预制件1-1和1-2边上侧预制预埋[型连接钢筋7-1和7-2，水平布设方式为每块侧部预制件边上侧两边。

(3)纵横向连接螺栓连接特征

每榀UHPC装配式隧底结构中中部UHPC预制件3、两个中侧部预制件和两个侧部预制件之间均通过布设于预制件顶部和底部的两排横向高强曲螺栓15和布设于预制件中部的一排高强直螺栓16紧固连接，横向与纵向高强曲螺栓和高强直螺栓呈垂直布设。

(4)预制件拼装吊环及拼装方式

如图13、图14，每个预制件顶面对角设置用于预制件吊装的预留吊装环19，由于每个预制块体积小、重量轻，现场可采用机械配合人工方式通过吊装环19进行拼装；如图15，预留吊装环采用φ28HRB400钢筋穿过每个预制块顶部水平板，采用螺栓进行紧固；拼装步骤：①先用机械和人工通过吊装环将中部UHPC预制件3准确放置于运营隧道中线设计高程；②再将两个中侧部预制件2-1和2-2紧邻中部UHPC预制件3放置于设计高程，由于预制件为空腔结构，可人工通过空腔迅速将横向相邻两个预制件高强曲螺栓和高强直螺栓连接紧固；③然后通过同样的方式将中侧部预制件和侧部预制件连接紧固；④一榀预制UHPC装配式隧底结构已连接为整体，还需采用垫块、钢筋等对整体结构进行固定，防止位置移动；⑤相邻榀预制UHPC装配式隧底结构拼装。

(5)隧底排水系统

如图1、图18、图19，隧底排水系统由预制于中部UHPC预制件3内的φ400mm中心排水管4、沿运营隧道纵向布设的φ110mmHDPE纵向双壁打孔波纹管6-1和6-2、横向间隔布设的φ110mm HDPE横向双壁波纹管5和用于连通HDPE纵向双壁打孔波纹管及HDPE横向双壁波纹管的三通20组成；HDPE纵向双壁打孔波纹管沿运营隧道两侧拱脚纵向布设，位于两侧侧部预制件顶面之上的现浇混凝土槽身13-1和13-2内，双壁打孔波纹管由土工布(350g/m2)包裹；HDPE横向双壁波纹管在运营隧道内横向间隔布设，横向间距5～10m，双壁波纹管由土工布包裹，HDPE横向双壁波纹管穿过预留于UHPC装配式隧底结构预制件的孔洞设置；HDPE横向双壁波纹管与HDPE纵向双壁打孔波纹管通过三通连接通畅，如图20；HDPE横向双壁波纹管与中心排水管连接采用自然连通方式，即将横向双壁波纹管通过预留于中心排水管上部两侧的孔洞延伸入中心排水管中。

(6)电缆槽

如图1，电缆槽由现浇混凝土槽身13-1和13-2和预制UHPC电缆槽盖板14组成，沿运营隧道两侧纵向通长布设；如图21，电缆槽槽身采用混凝土现浇方式，一是可以将运营隧道拱脚由于开挖造成的二衬和预制UHPC装配式隧底结构空隙填充密实，二是将预埋与侧部预制件1-1和1-2中的[型连接钢筋7-1和7-2预留接头浇筑密实，使预制UHPC装配式隧底结构与电缆槽可靠连接，将预制UHPC装配式隧底结构位置固定；如图21，现浇混凝土槽身浇筑时，顶部预留用于放置预留UHPC电缆槽盖板的槽口；如图21、图22，预制UHPC电缆槽盖板放置于现浇混凝土槽身预留的槽口中，每块预制UHPC电缆槽盖板长边两侧设置用于安装和更换的扣槽。

(7)路面铺装层

如图1，与由混凝土调平层、水泥混凝土面板和双层沥青混凝土路面组成的传统隧道路面结构形式不同，该运营公路隧道隧底处治的UHPC装配式预制隧底结构路面铺装层仅由现浇素混凝土调平层12和沥青混凝土铺装11组成；该路面铺装层沿运营隧道纵向通长布设，整体设置于预制UHPC装配式隧底结构之上，沥青混凝土面层置于现浇素混凝土调平层之上。

(8)施工方法

图23所示的一种运营公路隧道隧底处治的UHPC装配式预制隧底结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤一、运营隧道既有管线改移，电缆槽拆除：沿所施工运营隧道的纵向延伸方向，由后向前先拆除两侧电缆槽盖板及电缆槽，采用临时托架将电缆槽内通信、线路及电缆线等挂于两侧边墙，拆除该段消防管道。

步骤二、隧底结构拆除，虚渣清理：沿所施工运营隧道纵向通长铣刨开挖既有沥青混凝土路面，再在步骤一中由后向前既有管线改移、电缆槽拆除过程中，沿所施工运营隧道的纵向延伸方向，由后向前对所施工运营隧道既有隧底结构进行跳槽拆除，对开挖底面虚渣采用小型机械配合人工方式进行清理，获得开挖成型的隧道洞弧形底部。

步骤三：隧底喷射混凝土整平：步骤二中由后向前既有结构拆除、虚渣清理过程中，沿所施工运营隧道的纵向延伸方向，在开挖成型的隧道洞弧形底部喷射3～4cm厚混凝土18，使形成薄壳，确保预制UHPC装配式隧底结构与拱底密贴。

步骤四：预制UHPC装配式隧底结构拼装施工：步骤三中由后向前对跳槽开挖成型的运营隧道隧底喷射混凝土整平过程中，由后向前在既有二衬拱脚混凝土底面钻植筋孔，由后向前对预制UHPC装配式隧底结构进行拼装；预制UHPC装配式隧底结构中位于最后侧的一榀装配式隧底结构为后端。

对预制UHPC装配式隧底结构进行拼装时，由后向前对多榀预制UHPC装配式隧底结构分别拼装，过程如下：

步骤401、后端预制UHPC装配式隧底结构拼装：将组成后端预制UHCP装配式隧底结构的中部UHPC预制件3、两个中侧部预制件2-1和2-2和两个侧部预制件1-1和1-2通过预制吊装环19均移动到位，并通过横向曲螺栓15和直螺栓16将移动到位的中部UHPC预制件3与两个中侧部预制件2-1和2-2连接，再通过横向曲螺栓15和直螺栓16将移动到位的两个中侧部预制件2-1和2-2与两个侧部预制件1-1和1-2连接，使5块预制件连接成为一个整体，完成后端预制UHPC装配式隧底结构的拼装过程。

步骤402、下一榀预制UHPC装配式隧底结构拼装：将组成当前所拼装预制UHPC装配式隧底结构中的中部UHPC预制件3、两个中侧部预制件2-1和2-2和两个侧部预制件1-1和1-2通过预制吊装环19均移动到位，并通过横向曲螺栓和直螺栓将移动到位的中部UHPC预制件3与两个中侧部预制件连接，再通过横向曲螺栓15和直螺栓16将移动到位的两个中侧部预制件与两个侧部预制件连接，使5块预制件连接成为一个整体，同时通过纵向曲螺栓将当前所拼装预制UHPC装配式隧底结构与上一榀已拼装预制UHPC装配式隧底结构连接为一体，完成当前所拼装预制UHPC装配式隧底结构的拼装过程。

所述上一榀已拼装预制UHPC装配式隧底结构为一榀位于当前所拼装预制UHPC装配式隧底结构后侧且与当前所拼装预制UHPC装配式隧底结构相邻的预制UHPC装配式隧底结构。

步骤403、按跳槽开挖顺序，一次或多次重复步骤401和402，直至完成预制UHPC装配式隧底结构中所有预制UHPC装配式隧底结构的拼装过程。

步骤五、排水系统安设：步骤四中由后向前对跳槽开挖成型的隧道弧形底部拼装预制UHPC装配式隧底结构过程中，由后向前对排水系统进行安设。

排水系统由后向前安设过程如下：

步骤501、HDPE纵向双壁打孔波纹管安装：由后向前对跳槽开挖成型并已拼装隧底结构段落内两侧HDPE纵向双壁打孔波纹管6-1和6-2分别进行安装，HDPE纵向双壁打孔波纹管纵向间分段采用直通将波纹管连接畅通，波纹管外壁包裹土工布；

步骤502、HDPE横向双壁波纹管安装：由后向前对跳槽开挖成型并已拼装隧底结构段落内HDPE横向双壁波纹管5横向间隔分别进行安装，波纹管穿过预制块预留孔洞安装，HDPE横向双壁波纹管与HDPE纵向双壁打孔波纹管通过三通20连接通畅，HDPE横向双壁波纹管与中心排水管4连接采用自然连通方式，即将横向双壁波纹管通过预留于中心排水管上部两侧的孔洞延伸入中心排水管中，波纹管外壁包裹土工布，完成当前排水系统安设过程。

步骤503、按跳槽开挖顺序，一次或多次重复步骤501和502，直至完成排水系统中所有排水系统安设过程。

步骤六、电缆槽施工：步骤一～步骤五全部完成后，由后向前施工电缆槽，电缆槽槽身13-1和13-2采用现浇混凝土现场支模浇筑而成，电缆槽槽身强度达到设计强度后，由后向前将预制UHPC电缆槽盖板14放置于现浇混凝土槽身预留的槽口中。

步骤七、调平层及铺装层施工：步骤一～步骤六全部完成后，由后向前进行调平层施工，调平层12为现浇素混凝土，施工完成后在调平层顶面喷洒粘层，再由后向前机械铺筑沥青混凝土面层11，路面铺装层沿运营隧道纵向通长布设，整体设置于预制UHPC装配式隧底结构之上，沥青混凝土面层置于现浇素混凝土调平层之上。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。