一種雙層襯砌盾構隧道管片與內襯疊合結構的製作方法

2023-11-11 07:28:02

專利名稱：一種雙層襯砌盾構隧道管片與內襯疊合結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及盾構隧道，尤其涉及一種雙層襯砌盾構隧道管片與內襯疊合結構，適用於採用雙層襯砌的盾構隧道管片與內襯的連接。
背景技術：
目前國內修建的盾構隧道採用雙層襯砌的實例較少，僅廣深港鐵路獅子洋隧道及部分採用盾構法修建的輸水隧道，雙層襯砌在防火、防水、防爆、抗震、抗沉降方面均具有較大優勢，特別是在高烈度地震區、軟土或軟硬不均地層修建的盾構隧道，採用雙層襯砌的結構型式具有諸多好處。但是現有的雙層襯砌隧道管片與內襯之間均設置為複合結構，即內襯與管片之間各成體系，因此存在以下問題1、由於管片襯砌為採用高強度混凝土預製的結構，表面平整精度較高，管片表面鑿毛困難，因此內襯與管片粘結力較差，無法有效形成疊合結構，隧道抗震、抗沉降能力較弱，極限承載能力相對較低。2、內襯結構往往只作為隧道的儲備結構，不參與荷載分配，因此，造成管片結構較厚，經濟性較差。3、內襯與管片之間的結構面為弱抗剪連接，是結構受力不明確，在荷載發生巨大變化時，如河床衝淤變化、地震等，結構面易破壞，進而是內襯破壞。

發明內容
本發明的目的是針對上述背景技術的不足之處，提出一種能增強結構的剛度和抗沉降性能，提高防水效果和抵抗特殊荷載的衝擊的雙層襯砌盾構隧道管片與內襯疊合結構，使其在兩層結構之間提供足夠的抗剪能力。為實現上述目的，本發明採用如下技術方案一種雙層襯砌盾構隧道管片與內襯疊合結構，所述的疊合結構是由盾構隧道的管片襯砌1和鋼筋混凝土現澆內襯2疊合在一起的結構，相鄰管片襯砌1之間採用管片連接螺栓4連接，在每一個管片襯砌中設有沿管片環形方向布置的管片受力鋼筋6和沿徑向布置的管片拉筋8，在每一個內襯2中設有沿內襯環形方向布置的內襯受力鋼筋7和沿徑向布置的內襯拉筋9，其特徵在於，在管片襯砌的內弧面上預留抗剪凸起物或下凹的凹坑。優選地，相鄰管片襯砌1之間的管片連接螺栓4與內襯拉筋9之間焊接。進一步說，所述的管片連接螺栓4採用手孔較大的直螺栓、彎螺栓或斜螺栓。所述的管片連接螺栓4採用手孔較大的直螺栓、彎螺栓或斜螺栓。優選地，在部分管片拉筋8的內側端預留鋼筋接駁器10，該鋼筋接駁器直接與內襯拉筋9相連。在上述方案中，所述抗剪凸起物或下凹的凹坑橫截面形狀可以為正方形、矩形、圓形、三角形、直線或曲線。優選地，在內襯2中，內襯拉筋9與內襯受力鋼筋7相連；在管片襯砌1中，管片受
3力鋼筋6和管片拉筋8相連。本發明將管片連接螺栓作為與內襯拉筋連接的載體，把內襯的部分拉筋與管片連接螺栓焊接，提高內襯與管片之間的抗剪強度，因此，此類結構一般採用手孔較大的直螺栓或彎螺栓，但也不限制使用斜螺栓。本發明在管片部分拉筋靠內表面上預留鋼筋接駁器，直接與內襯拉筋相連，接駁器可以沿接縫兩側也可以全內表面布置。本發明在管片內弧面上預留抗剪凸起物或下凹的凹坑，增強內襯與管片的粘結力。本發明優點是1)本發明通過設置疊合型式的雙層襯砌，降低了軟土或軟硬不均地層盾構隧道的不均勻沉降和提高了隧道的抗震、防水和抵抗特殊荷載衝擊力的性能，保證了隧道的運營安全，具有良好的社會效益。2)由於採用了疊合結構，可以適當減薄盾構管片襯砌的厚度，具有較高的經濟效益。3)本發明僅僅對現有的管片進行小範圍的改造，利用既有的手孔、螺栓、及部分改造鋼模板等，不會增加太多材料，成本較低。


圖1現有雙層襯砌盾構隧道結構圖；圖2現有雙層襯砌盾構隧道結構A節點詳圖；圖3本發明雙層襯砌盾構隧道結構A節點詳圖；圖4本發明管片內弧面抗剪凸起物或下凹的凹坑詳圖；圖5本發明管片內弧面抗剪凸起物或下凹的凹坑與內襯連接圖。
具體實施例方式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如圖所示，1為管片襯砌，2為內襯，3為管片接縫，4為管片連接螺栓，5為螺栓手孔，6為管片受力鋼筋，7為內襯受力鋼筋，8為管片拉筋，9為內襯拉筋，10為鋼筋接駁器，11 為抗剪凸起物或下凹的凹坑。實施例1 本發明主要涉及一種雙層襯砌盾構隧道管片與內襯疊合結構，所述的疊合結構是由盾構隧道的管片襯砌1和鋼筋混凝土現澆內襯2疊合在一起的結構，相鄰管片襯砌1之間採用管片連接螺栓4連接。在每一個管片襯砌1中設有沿管片環形方向布置的管片受力鋼筋6和沿徑向布置的管片拉筋8，管片受力鋼筋6和管片拉筋8相連。在每一個內襯2中設有沿內襯環形方向布置的內襯受力鋼筋7和沿徑向布置的內襯拉筋9，內襯拉筋9與內襯受力鋼筋7相連。為增強結構的剛度和抗沉降性能及提高隧道的抗震能力，需要將內襯2和外側的管片襯砌1設計成疊合結構。而對於疊合結構而言，需要在兩層結構之間提供足夠的抗剪效果和粘結能力，本實施例主要通過以下技術手段來實現
1)相鄰管片襯砌1之間的連接採用螺栓手孔5較大的管片連接螺栓4型式，如直螺栓或彎螺栓，特殊條件下也可採用斜螺栓。幻在內襯2澆築之前，在管片連接螺栓4上焊接內襯拉筋9，內襯拉筋9與內襯受力鋼筋7相連。3)管片1預製時，在部分管片拉筋8的內側端預留鋼筋接駁器10，在內襯2澆築之前，從管片內側預留的接駁器10上連接內襯拉筋9，並使內襯拉筋9與內襯受力鋼筋7相連。4)管片1預製之前，應通過管片鋼模板設計，在管片內弧面上預留抗剪凸起物或下凹的凹坑11，所述抗剪凸起物或下凹的凹坑橫截面形狀可以為正方形、矩形、圓形、三角形、直線或曲線。抗剪凸起物或下凹的凹坑11的布置應滿足管片吊裝要求。5)在完成上述的實施條件之後，澆築鋼筋混凝土內襯2，形成疊合體系。實施例2 本實施例與實施例1基本相同，不同之處在於1)相鄰管片襯砌1之間的連接採用普通的管片連接螺栓4。2)管片連接螺栓4不與內襯拉筋9焊接。3)在管片拉筋8上不設置鋼筋接駁器10，並不與內襯拉筋9連接。實施例3 本實施例與實施例1基本相同，不同之處在於管片連接螺栓4不與內襯拉筋9焊接。實施例4 本實施例與實施例1基本相同，不同之處在於在管片拉筋8上不設置鋼筋接駁器10，並不與內襯拉筋9連接。本發明所述的盾構隧道管片與內襯的疊合結構，適用於採用雙層襯砌的盾構隧道，特別是在軟土或軟硬不均地層修建的雙層襯砌的盾構隧道，兩層襯砌之間通過設置疊合結構，隧道整體剛度大，抗沉降效果好，抵抗特殊荷載能力強。本發明通過設置疊合型式的雙層襯砌，降低了軟土或軟硬不均地層盾構隧道的不均勻沉降，提高防水效果和抵抗特殊荷載的衝擊，保證了列車運營安全，具有良好的社會經濟效益。
權利要求
1.一種雙層襯砌盾構隧道管片與內襯疊合結構，所述的疊合結構是由盾構隧道的管片襯砌(1)和鋼筋混凝土現澆內襯(2)疊合在一起的結構，相鄰管片襯砌(1)之間採用管片連接螺栓(4)連接，在每一個管片襯砌中設有沿管片環形方向布置的管片受力鋼筋(6)和沿徑向布置的管片拉筋(8)，在每一個內襯O)中設有沿內襯環形方向布置的內襯受力鋼筋(7)和沿徑向布置的內襯拉筋(9)，其特徵在於，在管片襯砌的內弧面上預留抗剪凸起物或下凹的凹坑。
2.根據權利要求1所述的一種雙層襯砌盾構隧道管片與內襯疊合結構，其特徵在於， 相鄰管片襯砌(1)之間的管片連接螺栓(4)與內襯拉筋(9)之間焊接。
3.根據權利要求2所述的一種雙層襯砌盾構隧道管片與內襯疊合結構，其特徵在於， 所述的管片連接螺栓(4)採用手孔較大的直螺栓、彎螺栓或斜螺栓。
4.根據權利要求1所述的一種雙層襯砌盾構隧道管片與內襯疊合結構，其特徵在於， 在部分管片拉筋⑶的內側端預留鋼筋接駁器(10)，該鋼筋接駁器直接與內襯拉筋(9)相連。
5.根據權利要求1所述的一種雙層襯砌盾構隧道管片與內襯疊合結構，其特徵在於， 所述抗剪凸起物或下凹的凹坑橫截面形狀為正方形、矩形、圓形、三角形、直線或曲線。
6.根據權利要求1至5中至少一項權利要求所述的一種雙層襯砌盾構隧道管片與內襯疊合結構，其特徵在於，在內襯(2)中，內襯拉筋(9)與內襯受力鋼筋(7)相連；在管片襯砌 (1)中，管片受力鋼筋(6)和管片拉筋(8)相連。
全文摘要
本發明涉及一種雙層襯砌盾構隧道管片與內襯疊合結構，所述的疊合結構是由盾構隧道的管片襯砌(1)和鋼筋混凝土現澆內襯(2)疊合在一起的結構，相鄰管片襯砌(1)之間採用管片連接螺栓(4)連接，在每一個管片襯砌中設有沿管片環形方向布置的管片受力鋼筋(6)和沿徑向布置的管片拉筋(8)，在每一個內襯(2)中設有沿內襯環形方向布置的內襯受力鋼筋(7)和沿徑向布置的內襯拉筋(9)，其特徵在於，在管片襯砌的內弧面上預留抗剪凸起物或下凹的凹坑。本發明通過設置疊合型式的雙層襯砌，降低了軟土或軟硬不均地層盾構隧道的不均勻沉降，提高防水效果和抵抗特殊荷載的衝擊，保證了列車運營安全，具有良好的社會經濟效益。
文檔編號E21D11/10GK102251784SQ20111014184
公開日2011年11月23日 申請日期2011年5月30日 優先權日2011年5月30日
發明者張迪, 桑中順, 梁豔, 焦齊柱, 肖明清, 薛光橋, 鄧朝輝, 魯志鵬 申請人:中鐵第四勘察設計院集團有限公司