一種採用非封閉二次襯砌的盾構隧道襯砌結構的製作方法
2023-05-05 10:56:36 2
專利名稱：一種採用非封閉二次襯砌的盾構隧道襯砌結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及隧道類，具體涉及一種採用非封閉二次襯砌的盾構隧道襯砌結構。
背景技術：
盾構隧道是一種採用盾構機掘進同時拼裝管片形成的結構，該結構一般為圓形。 目前世界上已有的盾構隧道結構有單層管片襯砌和雙層襯砌，其中雙層襯砌的二次襯砌是在管片襯砌內採用現澆的方式修建全封閉鋼筋混凝土結構。管片襯砌是在盾構機盾體內將管片拼裝成環並推出盾體而成。管片襯砌由若干管片環組成，每個管片環由若干塊管片拼成(如附圖1中1所示)。雙層襯砌的二次襯砌設置在管片襯砌的內側，一般是在管片襯砌拼裝完成，且對盾構機施工基本無幹擾的情況下施工。目前已採用的雙層襯砌的二次襯砌一般沿盾構隧道圓形橫截面圓周方向成封閉環狀設置(如附圖1中2所示)。上述雙層襯砌的盾構隧道在實際使用過程中存在如下問題1、二次襯砌成環狀布置時，隧道直徑需要增加。如附圖1中的隧道斷面布置控制點4所示，其中隧道功能使用空間3距離隧道的最近距離L需滿足施工、運營等要求。二次襯砌成環布置時較不設置二次襯砌時需增加隧道斷面直徑。2、隧道外徑增大，工程投資增加。由於盾構隧道二次襯砌結構往往比管片結構滯後較長時間才能施工，施工期仍然需要依靠管片襯砌承受外部荷載，隧道斷面增大將使管片襯砌結構受力更為不利，有可能需要增大結構厚度和增加配筋量，與此同時隧道直徑增大必然造成盾構機直徑更大，工程投資自然更多。3、施工質量較難控制。二次襯砌結構一般在管片襯砌拼裝完成後現場澆注而成， 受施工工藝制約往往在隧道拱部會出現澆注不密實的情況，影響了雙層襯砌結構整體受力的效果。
發明內容
本發明的目的是為了解決上述背景技術存在的不足，提出一種採用非封閉二次襯砌的盾構隧道襯砌結構，使其能避免因全環設置二次襯砌增加隧道斷面，同時改善運營期結構受力，增強隧道防水效果。為實現上述目的，本發明採用如下技術方案一種採用非封閉二次襯砌的盾構隧道襯砌結構，包括管片襯砌和二次襯砌，其特徵在於所述二次襯砌是在管片襯砌內表面修建的沿盾構隧道圓形橫截面圓周方向非封閉的鋼筋混泥土結構。優選地，所述二次襯砌是採用現澆方式修建的。優選地，所述二次襯砌設置在盾構隧道斷面底部或/和側部富餘空間，對於受隧道使用功能控制的部分不設置二次襯砌。在上述方案中，所述非封閉二次襯砌與隧道內部的至少一個內部結構可以連接為整體結構，共同承受荷載，在這種情況下所述非封閉二次襯砌與隧道內部的內部結構的連接方式可以為一次整體澆注方式，也可以為鉸接方式。在上述方案中，所述非封閉二次襯砌與隧道內部的內部結構也可以不連接為整體結構，即非封閉二次襯砌與隧道內部的內部結構為各自獨立的結構。在上述方案中，所述的非封閉二次襯砌與管片襯砌之間的連接可以採用疊合方式，即非封閉二次襯砌與管片襯砌之間對應的接觸面之間直接接觸，並設置抗剪鋼筋將管片襯砌中的鋼筋與非封閉二次襯砌中的鋼筋連接在一起；也可以採用複合方式，即非封閉二次襯砌與管片襯砌之間對應的接觸面之間設置具有防水功能的隔離層或不設隔離層。本發明採用在隧道功能所需的空間範圍外設置非封閉的二次襯砌方式，其非封閉二次襯砌可根據隧道功能、斷面布置、結構受力及結構防水等要求設置。一方面隧道直徑與不設置任何二次襯砌時完全相同，避免因全環設置二次襯砌引起隧道斷面直徑增大，大幅度降低了雙層襯砌盾構隧道的施工成本。另一方面，隧道內設置的橫向、豎向內部結構(如行車道板及支撐牆、煙道板等)可以與非封閉二次襯砌連接為整體，共同承受荷載，改善了運營期結構受力狀態，提高了結構的整體穩定性，增強隧道防水效果。
圖1為現有盾構隧道二次襯砌橫截面結構示意圖；圖2為本發明實施例1非封閉二次襯砌橫截面結構示意圖；圖3為本發明實施例2非封閉二次襯砌橫截面結構示意圖；(頂部有橫向內部結構時)圖4為本發明實施例3非封閉二次襯砌橫截面結構示意圖；在圖中，1-管片襯砌、2-全封閉二次襯砌、3-限界、4-隧道斷面布置控制點、5-下部內部結構、6-上部內部結構、7-隔離層、8-非封閉二次襯砌。具體技術方案以下結合附圖通過實施例對本發明的特徵及相關特徵做進一步詳細說明，以便於同行業技術人員的理解實施例1 如圖2所示，本實施例涉及一種採用非封閉二次襯砌的盾構隧道襯砌結構。隧道斷面由滿足隧道使用功能要求的限界3控制，其中在限界3的控制點4與隧道結構最近距離L由隧道施工、運營要求控制。非封閉二次襯砌8設置在盾構隧道管片襯砌1 內底部和側向富餘空間。非封閉二次襯砌8不影響隧道斷面布置。為達到隧道功能要求在隧道限界3下設置的下部內部結構5與非封閉二次襯砌8 連接，形成整體受力結構。下部內部結構5可以是行車道板，它與非封閉二次襯砌8之間連接方式可採用鉸接方式。所謂鉸接方式連接是指下部內部結構5與非封閉二次襯砌8之間可以微量轉動，以適應結構變形的需要。本實施例的非封閉二次襯砌8與管片襯砌1之間的連接採用疊合方式，即非封閉二次襯砌與管片襯砌之間對應的接觸面之間直接接觸，並設置抗剪鋼筋將管片襯砌中的鋼筋與非封閉二次襯砌中的鋼筋連接在一起。實施例2 如圖3所示，本實施例與實施例1基本相同，不同之處在於，當隧道頂部設置橫向布置的上部內部結構6時，上部內部結構6與管片襯砌1連接，與非封閉二次襯砌 8共同形成整體受力體系。上部內部結構6可以是煙道板等。本實施例的非封閉二次襯砌8不與上部內部結構6連接，只與下部內部結構5鉸接。實施例3，如圖4所示，本實施例與實施例1基本相同，不同之處在於，非封閉二次襯砌8與管片襯砌間1採用複合式的連接方式，即在非封閉二次襯砌與管片襯砌之間對應的接觸面之間設置的由土工布製成的具有防水功能的隔離層7。本實施例的非封閉二次襯砌8與下部內部結構5採用一次整體澆注方式連接，所謂一次整體澆注方式連接是指下部內部結構5與非封閉二次襯砌8之間為剛性連接，不能轉動。綜上所述，本發明是在盾構隧道採用雙層襯砌時，根據隧道功能、斷面布置、結構受力及結構防水等要求設置非封閉二次襯砌，避免因全環設置二次襯砌增加隧道斷面直徑，降低工程造價，改善運營期結構受力，增強隧道防水效果。
權利要求
1.一種採用非封閉二次襯砌的盾構隧道襯砌結構，包括管片襯砌和二次襯砌，其特徵在於所述二次襯砌是在管片襯砌內表面修建的沿盾構隧道圓形橫截面圓周方向非封閉的鋼筋混泥土結構。
2.根據權利要求1所述的一種採用非封閉二次襯砌的盾構隧道襯砌結構，其特徵在於所述二次襯砌是採用現澆方式修建的。
3.根據權利要求1所述的一種採用非封閉二次襯砌的盾構隧道襯砌結構，其特徵在於所述二次襯砌設置在盾構隧道斷面底部或/和側部富餘空間，對於受隧道使用功能控制的部分不設置二次襯砌。
4.根據權利要求1所述的一種採用非封閉二次襯砌的盾構隧道襯砌結構，其特徵在於所述非封閉二次襯砌與隧道內部的至少一個內部結構連接為整體結構，共同承受荷載。
5.根據權利要求4所述的一種採用非封閉二次襯砌的盾構隧道襯砌結構，其特徵在於所述非封閉二次襯砌與隧道內部的內部結構的連接方式為一次整體澆注方式。
6.根據權利要求4所述的一種採用非封閉二次襯砌的盾構隧道襯砌結構，其特徵在於所述非封閉二次襯砌與隧道內部的內部結構的連接方式為鉸接方式。
7.根據權利要求1所述的一種採用非封閉二次襯砌的盾構隧道襯砌結構，其特徵在於所述非封閉二次襯砌與隧道內部的內部結構為各自獨立的結構。
8.根據權利要求1-7中至少一項權利要求所述的一種採用非封閉二次襯砌的盾構隧道襯砌結構，其特徵在於所述的非封閉二次襯砌與管片襯砌之間的連接採用疊合方式，即非封閉二次襯砌與管片襯砌之間對應的接觸面之間直接接觸，並設置抗剪鋼筋將管片襯砌中的鋼筋與非封閉二次襯砌中的鋼筋連接在一起。
9.根據權利要求1-7中至少一項權利要求所述的一種採用非封閉二次襯砌的盾構隧道襯砌結構，其特徵在於所述的非封閉二次襯砌與管片襯砌之間的連接採用複合方式，即非封閉二次襯砌與管片襯砌之間對應的接觸面之間設置具有防水功能的隔離層或不設隔 1 層。
全文摘要
本發明涉及一種採用非封閉二次襯砌的盾構隧道襯砌結構，包括管片襯砌和二次襯砌，其特徵在於所述二次襯砌是在管片襯砌內表面修建的沿盾構隧道圓形橫截面圓周方向非封閉的鋼筋混泥土結構。本發明可根據隧道功能、斷面布置、結構受力及結構防水等要求設置非封閉二次襯砌，避免因全環設置二次襯砌增加隧道斷面直徑，降低工程造價，改善運營期結構受力，增強隧道防水效果。
文檔編號E21D11/10GK102155240SQ20111011164
公開日2011年8月17日 申請日期2011年4月29日 優先權日2011年4月29日
發明者季大雪, 焦齊柱, 王騰飛, 肖明清, 鄧朝輝, 魯志鵬 申請人:中鐵第四勘察設計院集團有限公司