CN102536265B - 盾构隧道预应力衬砌施工方法及所用的预应力管片 - Google Patents
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Abstract
一种预应力管片，管片上设有多个沿轴线分布的钢绞线孔道，多个管片组成的圆周上，相应的钢绞线孔道之间互相联通，每条钢绞线孔道上设有一锚具槽。一种采用上述的预应力管片进行盾构隧道预应力衬砌施工方法，包括以下步骤：一、盾构掘进管片拼装的步骤；二、通过管片上的锚具槽沿钢绞线孔道张拉钢绞线的步骤；三、混凝土回填的步骤；通过上述步骤实现盾构隧道预应力衬砌施工。本发明通过采用上述的结构，施工时可以在盾构掘进时通安装普通管片一样直接拼装，通过锚具槽张拉钢绞线，使管片预受力，以抵抗盾构隧道内部的压力（例如水压力）。采用本发明的盾构预应力隧道施工工期减少一半，投资能够减少一半。
Description
技术领域
本发明涉及盾构预应力隧道的施工领域，特别是一种盾构隧道预应力衬砌施工方法及所用的预应力管片。
背景技术
随着我国盾构施工技术的不断发展，盾构隧道预应力设计已是一种趋势。中国专利201110125181.7公开了一种盾构隧洞预应力复合衬砌输水隧洞，采用分离式设计，先在盾构掘进的过程中进行普通管片拼装，在盾构施工结束后，在普通管片内侧现浇预应力混凝土，这种施工方法较为费工、费时，材料消耗也较大，且由于现浇内衬混凝土表面气泡不易消除，混凝土内部钢筋、波纹管密集造成混凝土浇筑不密实。性价比低、施工时间长，难以满足现代工程的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种盾构隧道预应力衬砌施工方法及所用的预应力管片，可以克服现有技术的不足，操作简便快捷、作业时间短、材料消耗低、能够将工期缩短一半。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种预应力管片，管片上设有多个沿轴线分布的钢绞线孔道，多个管片组成的圆周上，相应的钢绞线孔道之间互相联通，每条钢绞线孔道上设有一用于容纳锚具的锚具槽。
所述的锚具槽向圆周的内侧开口。
一种采用上述的预应力管片进行盾构隧道预应力衬砌施工方法，包括以下步骤：
一、盾构掘进管片拼装的步骤；
二、通过管片上的锚具槽沿钢绞线孔道张拉钢绞线的步骤；
三、混凝土回填的步骤；
通过上述步骤实现盾构隧道预应力衬砌施工。
在步骤一中，从盾构隧道底部向上依次对称拼装和连接管片，钢绞线孔道定位准确，联通没有错台；
将预留锚具槽的管片交错布置在隧道圆环的中下部位，便于穿锚、张拉、回填作业；
最后拼装其他管片成整环，使管片内预留钢绞线孔道联通成环；
预留铁丝在钢绞线孔道内，在铁丝端头设置棉球，通过铁丝端头棉球滑动，检查钢绞线孔道是否畅通。
在步骤二中，利用预留在钢绞线孔道内的铁丝将钢绞线穿锚作业；
安装锚具、千斤顶及张拉设备；
在盾构掘进过程张拉钢绞线，张拉按照两级进行，第1级张拉力为15~30%，第2级张拉达100%，在一环管片范围内钢绞线对称张拉，或按设计要求张拉；
拆除千斤顶及张拉设备。
在步骤三中，根据钢绞线有无粘结，在锚索孔道内压入不同的浆液体，其中有粘结钢绞线使用水泥浆液注浆，无粘结钢绞线采用油脂注浆；
将锚具槽混凝土凿毛后清理干净；
将管片强度相同的干硬性混凝土倒入锚具槽，并用振捣器振捣密实。
本发明提供的一种盾构隧道预应力衬砌施工方法及所用的预应力管片，通过采用上述的结构，施工时可以在盾构掘进时像安装普通管片一样直接拼装，通过锚具槽张拉钢绞线，使管片预受力，以抵抗盾构隧道内部的压力（例如水压力）。
现有技术中的预应力张拉必须在混凝土强度达到设计强度的80％时，方允许张拉。
张拉控制应力采用0～15％σcon、15～30％σcon、 30～60％σcon，60％～103％σcon，持荷5min后应力恢复到100％δcon的多级张拉方式。而本发明中的管片由于预先在工厂定制，因此节省了等待混凝土凝固的时间，且可以减少张拉的级数，通常仅需两级张拉即可满足设计要求，从而大幅提高了施工效率。
采用本发明的盾构预应力隧道施工工期减少一半，投资能够减少一半。施工操作简便快捷、作业时间短、材料消耗低、从而大大降低了施工成本，由于管片采用工厂预制， 钢绞线位置控制精度高，且整体质量高于现场浇筑。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明的主视结构示意图。
图2为本发明的侧视结构示意图。
图3为本发明中单个管片的剖视图。
具体实施方式
一种预应力管片，管片1上设有多个沿轴线分布的钢绞线孔道2，多个管片1组成的圆周上，相应的钢绞线孔道2之间互相联通，每条钢绞线孔道2上设有一锚具槽3。
所述的锚具槽3在圆周上交错布置。
所述的锚具槽3向圆周的内侧开口。
一种采用上述的预应力管片进行盾构隧道预应力衬砌施工方法，包括以下步骤：
一、盾构掘进管片拼装的步骤；
(1) 从盾构隧道底部向上依次对称拼装标准管片和连接管片，钢绞线孔道定位准确，联通没有错台。
(2)将预留锚具槽的管片交错布置在隧道圆环的中下部位，便于穿锚、张拉、回填作业。
(3)最后拼装楔形管片或封顶管片，管片拼成整环，使管片内预留钢绞线孔道联通成环。
(4)预留铁丝在钢绞线孔道内，通过铁丝端头棉球滑动，检查钢绞线孔道是否畅通。
二、通过管片1上的锚具槽3沿钢绞线孔道2张拉钢绞线的步骤；
（1）利用预留在钢绞线孔道内的铁丝将钢绞线穿锚作业。
（2）安装锚具、千斤顶及张拉设备。
（3）在盾构掘进过程张拉钢绞线，张拉可按照两级进行,第1级张拉力为15~30%,第2级张拉达100%，在一环管片范围内钢绞线对称进行张拉或按设计要求张拉。
（4）拆除千斤顶及张拉设备。
三、混凝土回填的步骤；
（1）根据不同设计要求有无粘结，在钢绞线孔道压入不同的浆液体, （有粘结钢绞线使用水泥浆液注浆，无粘结钢绞线采用油脂注浆）；并密闭钢绞线孔道。
（2）将锚具槽混凝土面凿毛后清理干净。
（3）将与管片强度相同的干硬性混凝土倒入锚具槽，并用振捣器振捣密实，将混凝土表面收光。
（4）在混凝土表面涂刷养护液养护。
通过上述步骤实现盾构隧道预应力衬砌施工。
回填的混凝土采用与管片1相同的混凝土。
本发明将现有盾构预应力隧道分管片外衬和预应力混凝土内衬的功能合并，在管片拼装后就可张拉将隧道工期缩短一半，虽然预制的管片厚度需增加，但取消了预应力现浇混凝土的工程量，投资大大减少，同时管片生产为工厂化作业，混凝土质量高于现浇混凝土质量，盾构隧道断面没有气泡麻面等现象，具有结构合理，施工操作方便快捷的优点。
Claims (1)
1.一种盾构隧道预应力衬砌施工方法，包括预应力管片，管片（1）上设有多个沿轴线分布的钢绞线孔道（2），多个管片（1）组成的圆周上，相应的钢绞线孔道（2）之间互相联通，每条钢绞线孔道（2）上设有一用于容纳锚具的锚具槽（3）；所述的锚具槽（3）在圆周上交错布置；所述的锚具槽（3）向圆周的内侧开口;其特征在于包括以下步骤：
一、盾构掘进管片拼装的步骤；
从盾构隧道底部向上依次对称拼装和连接管片（1），钢绞线孔道（2）定位准确，联通没有错台；
将预留锚具槽的管片（1）交错布置在隧道圆环的中下部位，便于穿锚、张拉、回填作业；
最后拼装其他管片（1）成整环，使管片（1）内预留钢绞线孔道（2）联通成环；
预留铁丝在钢绞线孔道（2）内，在铁丝端头设置棉球，通过铁丝端头棉球滑动，检查钢绞线孔道是否畅通；
二、通过管片（1）上的锚具槽（3）沿钢绞线孔道（2）张拉钢绞线的步骤；
利用预留在钢绞线孔道内的铁丝将钢绞线穿锚作业；
安装锚具、千斤顶及张拉设备；
在盾构掘进过程张拉钢绞线，张拉按照两级进行，第1级张拉力为15~30%，第2级张拉达100%，在一环管片范围内钢绞线对称张拉，或按设计要求张拉；
拆除千斤顶及张拉设备；
三、混凝土回填的步骤；
根据钢绞线有无粘结，在锚索孔道内压入不同的浆液体，其中有粘结钢绞线使用水泥浆液注浆，无粘结钢绞线采用油脂注浆；
将锚具槽混凝土凿毛后清理干净；
将管片强度相同的干硬性混凝土倒入锚具槽，并用振捣器振捣密实；
通过上述步骤实现盾构隧道预应力衬砌施工。
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