CN103306685A - 盾构管片结构及盾构隧道 - Google Patents

盾构管片结构及盾构隧道 Download PDF

Info

Publication number
CN103306685A
CN103306685A CN2013102541820A CN201310254182A CN103306685A CN 103306685 A CN103306685 A CN 103306685A CN 2013102541820 A CN2013102541820 A CN 2013102541820A CN 201310254182 A CN201310254182 A CN 201310254182A CN 103306685 A CN103306685 A CN 103306685A
Authority
CN
China
Prior art keywords
arch
shield
jurisdiction
duct piece
inverted arch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2013102541820A
Other languages
English (en)
Inventor
姜弘
潘国庆
张银屏
袁自鸣
包鹤立
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Urban Construction Design Research Institute Co ltd
Original Assignee
Shanghai Urban Construction Design Research Institute Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Urban Construction Design Research Institute Co ltd filed Critical Shanghai Urban Construction Design Research Institute Co ltd
Priority to CN2013102541820A priority Critical patent/CN103306685A/zh
Publication of CN103306685A publication Critical patent/CN103306685A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

本发明公开了一种盾构管片结构及盾构隧道,所述盾构管片结构包括若干管片,所述管片围合拼接形成一整环。其中,所述整环的横断面为中心对称及轴对称的异形面,所述异形面由八段劣弧围合形成,分别为上下相向对称设置的顶仰拱和底仰拱、左右相向对称设置的左边拱和右边拱、以及四个角部,所述管片在整环上呈中心对称分布,相邻所述管片位于所述横断面上的拼接缝与角部内力最大处及对称轴相错开。所述盾构隧道将若干所述盾构管片结构进行对接形成所述盾构隧道,相邻所述盾构管片结构的管片拼接缝相错开设置。本发明的盾构管片结构及盾构隧道能够很好的综合盾构隧道的横向内力分布及纵向管片的连接等因素,使其具有良好整体性、高效性和可实施性。

Description

盾构管片结构及盾构隧道
技术领域
[0001] 本发明涉及隧道结构技术领域,尤其涉及一种盾构管片结构及盾构隧道。
背景技术
[0002] 在软土地区中,传统的盾构隧道由单圆盾构机施工完成,其截面形式为圆形。随着人们对地下道路、轨道交通通行要求的不断提升,盾构规模不断增大,几乎均采用圆形断面形式。圆形断面的盾构隧道虽然技术成熟,但仍存在如下不足:(1)圆形断面的有效使用面积小,无法充分利用结构断面;(2)盾构在开挖过程中产生的土方量大,直接增大了隧道的工程造价;(3)盾构隧道埋深在1.0D (D为盾构直径)左右,增加了盾构工作井、明挖暗埋段的开挖深度,间接提高了工程风险及造价。
[0003] 随着科学技术的发展,国内外一种适用于软土地区的矩形盾构隧道工法得到了深入的研究。现有矩形盾构隧道能够充分利用结构断面,有效减少隧道埋深及造价。但现有的矩形盾构隧道存在如下不足:
[0004] (I)矩形断面受力性能较差,截面内力大,导致结构配筋率过大;
[0005] (2)现有的矩形断面尺寸较小,无法满足城市经济发展和市政建设的需要,特别无法在地下市政道路工程中使用;
[0006] (3)目前大断面矩形盾构隧道内衬仍采用现浇形式,不利于隧道施工工期及质量控制。
[0007]因此,本领域的技术人员综合盾构隧道横向内力分布及纵向管片连接等因素,致力于开发一种具有良好整体性、高效性和可实施性的盾构管片结构及盾构隧道。
发明内容
[0008] 有鉴于现有技术的上述缺陷,本发明提供一种能够综合盾构隧道的横向内力分布及纵向管片的连接等因素,使其具有良好整体性、高效性和可实施性的盾构管片结构及盾构隧道。
[0009]为实现上述目的,本发明提供了一种盾构管片结构,包括若干管片,所述管片围合拼接形成一整环。其中,所述整环的横断面为中心对称及轴对称的异形面,所述异形面由八段劣弧围合形成,分别为上下相向对称设置的顶仰拱和底仰拱、左右相向对称设置的左边拱和右边拱、以及四个角部。所述顶仰拱的两端部分别通过一所述角部倒圆连接在所述左边拱和右边拱的两上端部,所述底仰拱的两端部分别通过一所述角部倒圆连接在所述左边拱和右边拱的两下端部。所述顶仰拱和底仰拱的弦长大于所述左边拱和右边拱的弦长,所述左边拱和右边拱的曲率大于所述顶仰拱和底仰拱的曲率。所述管片在所述整环上呈中心对称分布,相邻所述管片位于所述横断面上的拼接缝与角部内力最大处及对称轴相错开。
[0010] 较佳的,所述顶仰拱和底仰拱的内弧面曲率半径不小于15000mm,所述左边拱和右边拱的内弧面曲率半径不小于5000mm,所述顶仰拱和底仰拱之间的最大净高不小于6000mm,所述左边拱和右边拱之间的最大净宽不小于9500mm。[0011 ] 较佳的,所述角部的内弧面曲率半径为1200mm〜1800mm。
[0012] 较佳的,所述若干管片的断面厚度均相等,所述厚度尺寸为400mm〜600_。
[0013] 本发明还提出一种盾构隧道,包括上述的盾构管片结构,若干所述盾构管片结构进行对接形成所述盾构隧道,相邻所述盾构管片结构的管片拼接缝相错开设置。
[0014] 较佳的,所述管片内设置有用于纵向延伸连接的定位孔,通过在所述定位孔内穿设连接件将若干所述盾构管片结构依次进行对接串联。
[0015] 本发明盾构管片结构及盾构隧道的有益效果如下:
[0016] 1、构筑扁平类矩形的异形横断面,有效的提高了使用率。
[0017] 2、横断面面积减小,施工中开挖产生的土方量减少,有利于降低造价。
[0018] 3、同规格横断面的高度小于圆形,故其埋深可减小,工作井及明挖暗埋段等结构开挖深度相应减少,增加了工程安全性,且有明显的经济效应。
[0019] 4、横断面轮廓采用角部倒圆角形式避免了断面在转角处结构内力过大的缺陷,延续了圆形断面结构受力均匀的优点。
[0020] 5、采用管片拼装工艺有利于矩形盾构隧道的施工工期、质量控制;
[0021] 6、同一整环横断面上的管片拼接缝错开了内力较大的对称轴及角部内力最大处位置,进一步提高其安全可靠性。
[0022] 7、相邻所述盾构管片结构的管片拼接缝相错开设置,有效的提高盾构隧道的纵向管片的连接可靠性。
[0023] 综上所述,本发明的盾构管片结构及盾构隧道能够很好的综合盾构隧道的横向内力分布及纵向管片的连接等因素,使其具有良好整体性、高效性和可实施性。
[0024] 以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明,以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
[0025] 图1为实施例一的盾构管片结构的横断面结构示意图。
[0026] 图2为实施例一所述异形面的结构示意图。
[0027] 图3为实施例二的盾构管片结构的横断面结构示意图。
[0028] 图4为实施例三的盾构隧道的结构示意图。
具体实施方式
[0029] 实施例一:
[0030] 图1为实施例一的盾构管片结构的横断面结构示意图。如图1所示,本发明的一具体实施例一种盾构管片结构,包括若干管片10,管片10围合拼接形成一整环。其中,如图2所示,所述整环的横断面为中心对称及轴对称的异形面,所述异形面由八段劣弧围合形成,分别为上下相向对称设置的顶仰拱I和底仰拱2、左右相向对称设置的左边拱3和右边拱4、以及四个角部5。顶仰拱I的两端部分别通过一角部5倒圆连接在左边拱3和右边拱4的两上端部,底仰拱2的两端部分别通过一角部5倒圆连接在左边拱3和右边拱4的两下端部。顶仰拱I和底仰拱2的弦长大于左边拱3和右边拱4的弦长,左边拱3和右边拱4的曲率大于顶仰拱I和底仰拱2的曲率。如图1所示,管片10在所述整环上呈中心对称分布,相邻管片10位于所述横断面上的拼接缝20与角部内力最大处及对称轴相错开。
[0031] 具体的,如图2所示,本实施例的顶仰拱I和底仰拱2的内弧面曲率半径Rl和R2不小于15000mm,左边拱3和右边拱4的内弧面曲率半径R3和R4不小于5000mm,顶仰拱I和底仰拱2之间的最大净高Hl不小于6000_,左边拱3和右边拱4之间的最大净宽H2不小于9500mm。角部5的内弧面曲率半径R5为1200mm〜1800mm。若干管片10的断面厚度均相等,所述厚度尺寸为400mm〜600mm。
[0032] 示例性的,如图1和图2所示,本实施例的顶仰拱I和底仰拱2的内弧面曲率半径Rl和R2均为15000mm,左边拱3和右边拱4的内弧面曲率半径R3和R4均为5000mm,顶仰拱I和底仰拱2之间的最大净高Hl为6000_,左边拱3和右边拱4之间的最大净宽H2为9500mm,最后通过采用四个曲率半径R5为1500mm的角部5连接各相邻端部,使得圆弧面光滑连接,同时满足通行要求和结构安全的需求。
[0033] 结合图1、图2所示以及上述盾构管片结构,本实施例采用了第一至第八管片进行围设,各管片呈中心对称布置,相邻管片的拼接缝与横断面的四周角部内力最大处以及水平、垂直两对称轴相错开。具体的,位于顶仰拱I位置上的第一管片11和第二管片12的圆心角角度分别为32°和52°,其中第一管片11和第二管片12的拼接缝20与垂直对称轴错开呈10°夹角。位于右边拱4以及其两端角部位置上的第三管片13和第四管片14的圆心角角度分别是43°和53°,其中第三管片13和第四管片14的拼接缝20与水平对称轴错开呈10°夹角,第三管片13和第四管片14拼接同时覆盖整个右边拱4位置和右边拱两端部连接的角部位置,以及与所述角部连接的部分顶仰拱和底仰拱位置。如图1所示,第五至第八管片对应第一至第四管片呈中心对称布置,第五管片15与第四管片14进行拼接,第六管片16与第五管片15进行拼接,第七管片17与第六管片16进行拼接,第八管片18与第七管片17进行拼接,最后由第八管片18与第一管片11进行拼接构筑完成如图1所示的盾构管片结构。
[0034] 实施例二:
[0035]图3为实施例二的盾构管片结构的横断面结构示意图。如图3所示,本实施例二的盾构管片结构与实施例一的不同之处在于管片10圆心角角度的不同,以及改变了相邻管片的拼接缝20的位置。
[0036]当然了,在其他实施例中,盾构管片结构可根据需要来选择管片的数量以及其圆心角角度,此处就不再赘述。
[0037] 实施例三:
[0038] 图4为实施例三的盾构隧道的结构示意图。如图4所示,本实施例的盾构隧道包括上述的盾构管片结构,若干所述盾构管片结构进行对接形成所述盾构隧道,相邻所述盾构管片结构的管片10的拼接缝20相错开设置。管片10内设置有用于纵向延伸连接的定位孔30,通过在定位孔30内穿设连接件将若干所述盾构管片结构依次进行对接串联。
[0039] 示例性的,本实施例的盾构隧道采用实施例一和实施例二的盾构管片结构进行纵向间隔串联拼装,形成整体以错缝形式拼装的扁状类矩形隧道。根据管片10分块的大小均布用作定位孔30的螺孔,再在螺孔内穿设用作连接件的螺栓,保证盾构管片结构的纵向连接。
[0040]由上可见,本发明的盾构管片结构及盾构隧道能够很好的综合盾构隧道的横向内力分布及纵向管片的连接等因素,使其具有良好的整体性和可实施性,是现有圆形隧道和矩形隧道所无法比拟的。
[0041] 以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解,本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此,凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案,皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种盾构管片结构,包括若干管片,所述管片围合拼接形成一整环,其特征在于:所述整环的横断面为中心对称及轴对称的异形面,所述异形面由八段劣弧围合形成,分别为上下相向对称设置的顶仰拱和底仰拱、左右相向对称设置的左边拱和右边拱、以及四个角部,所述顶仰拱的两端部分别通过一所述角部倒圆连接在所述左边拱和右边拱的两上端部,所述底仰拱的两端部分别通过一所述角部倒圆连接在所述左边拱和右边拱的两下端部;所述顶仰拱和底仰拱的弦长大于所述左边拱和右边拱的弦长,所述左边拱和右边拱的曲率大于所述顶仰拱和底仰拱的曲率;所述管片在所述整环上呈中心对称分布,相邻所述管片位于所述横断面上的拼接缝与角部内力最大处及对称轴相错开。
2.如权利要求1所述的盾构管片结构,其特征在于:所述顶仰拱和底仰拱的内弧面曲率半径不小于15000mm,所述左边拱和右边拱的内弧面曲率半径不小于5000mm,所述顶仰拱和底仰拱之间的最大净高不小于6000mm,所述左边拱和右边拱之间的最大净宽不小于9500mm。
3.如权利要求2所述的盾构管片结构,其特征在于:所述角部的内弧面曲率半径为1 200mm 〜1800mm。
4.如权利要求1所述的盾构管片结构,其特征在于:所述若干管片的断面厚度均相等,所述厚度尺寸为400mm〜600mm。
5.一种盾构隧道,其特征在于:包括权利要求1-4中任一所述的盾构管片结构,若干所述盾构管片结构进行对接形成所述盾构隧道,相邻所述盾构管片结构的管片拼接缝相错开设置。
6.如权利要求5所述的盾构隧道,其特征在于:所述管片内设置有用于纵向延伸连接的定位孔,通过在所述定位孔内穿设连接件将若干所述盾构管片结构依次进行对接串联。
CN2013102541820A 2013-06-24 2013-06-24 盾构管片结构及盾构隧道 Pending CN103306685A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2013102541820A CN103306685A (zh) 2013-06-24 2013-06-24 盾构管片结构及盾构隧道

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2013102541820A CN103306685A (zh) 2013-06-24 2013-06-24 盾构管片结构及盾构隧道

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103306685A true CN103306685A (zh) 2013-09-18

Family

ID=49132360

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2013102541820A Pending CN103306685A (zh) 2013-06-24 2013-06-24 盾构管片结构及盾构隧道

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103306685A (zh)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103557014A (zh) * 2013-10-21 2014-02-05 上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司 一种适用于矩形隧道的管片结构及其拼装方法
CN104314590A (zh) * 2014-09-28 2015-01-28 中铁工程装备集团有限公司 能小角度翻转且快速拼装矩形管片的矩形盾构及拼装方法
CN104329101A (zh) * 2014-11-05 2015-02-04 甘肃路桥第四公路工程有限责任公司 准确控制隧道边墙与仰拱间小半径变曲率段曲率和厚度的装置
CN104405408A (zh) * 2014-10-20 2015-03-11 上海市城市建设设计研究总院 装配式矩形盾构隧道衬砌的环向分块结构
CN104500081A (zh) * 2014-12-29 2015-04-08 上海市基础工程集团有限公司 用于地铁隧道施工中的钢后靠
CN104612724A (zh) * 2015-01-09 2015-05-13 同济大学 一种类椭圆带立柱盾构隧道管片拼装结构
CN104747207A (zh) * 2015-03-25 2015-07-01 中铁工程装备集团有限公司 中隔墙矩形隧道管片衬砌及管片拼装方法
CN105507925A (zh) * 2015-12-29 2016-04-20 上海隧道工程有限公司 适用于类矩形盾构隧道的管片结构
CN105909271A (zh) * 2016-05-31 2016-08-31 中国科学院武汉岩土力学研究所 Tbm 隧道轻、重管片衬砌组合结构及其设计方法
CN104314590B (zh) * 2014-09-28 2017-01-04 中铁工程装备集团有限公司 能小角度翻转且快速拼装矩形管片的矩形盾构及拼装方法
CN110514814A (zh) * 2019-09-24 2019-11-29 合肥工业大学 一种桩土隧间相互作用效应的实验装置及实验方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03110298A (en) * 1989-09-25 1991-05-10 Daiho Constr Co Ltd Tunnel
JPH11294091A (ja) * 1998-04-10 1999-10-26 Kumagai Gumi Co Ltd 可変断面シールドの覆工構造
JP2005163381A (ja) * 2003-12-02 2005-06-23 Shimizu Corp シールド掘削機、シールドトンネルの拡大構築方法及びシールドトンネルの縮小築造方法
CN201705365U (zh) * 2010-04-07 2011-01-12 中国石油天然气集团公司 一种盾构隧道贯通口管片结构

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03110298A (en) * 1989-09-25 1991-05-10 Daiho Constr Co Ltd Tunnel
JPH11294091A (ja) * 1998-04-10 1999-10-26 Kumagai Gumi Co Ltd 可変断面シールドの覆工構造
JP2005163381A (ja) * 2003-12-02 2005-06-23 Shimizu Corp シールド掘削機、シールドトンネルの拡大構築方法及びシールドトンネルの縮小築造方法
CN201705365U (zh) * 2010-04-07 2011-01-12 中国石油天然气集团公司 一种盾构隧道贯通口管片结构

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103557014A (zh) * 2013-10-21 2014-02-05 上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司 一种适用于矩形隧道的管片结构及其拼装方法
CN104314590B (zh) * 2014-09-28 2017-01-04 中铁工程装备集团有限公司 能小角度翻转且快速拼装矩形管片的矩形盾构及拼装方法
CN104314590A (zh) * 2014-09-28 2015-01-28 中铁工程装备集团有限公司 能小角度翻转且快速拼装矩形管片的矩形盾构及拼装方法
CN104405408A (zh) * 2014-10-20 2015-03-11 上海市城市建设设计研究总院 装配式矩形盾构隧道衬砌的环向分块结构
CN104329101A (zh) * 2014-11-05 2015-02-04 甘肃路桥第四公路工程有限责任公司 准确控制隧道边墙与仰拱间小半径变曲率段曲率和厚度的装置
CN104500081A (zh) * 2014-12-29 2015-04-08 上海市基础工程集团有限公司 用于地铁隧道施工中的钢后靠
CN104500081B (zh) * 2014-12-29 2019-06-11 上海市基础工程集团有限公司 用于地铁隧道施工中的钢后靠
CN104612724A (zh) * 2015-01-09 2015-05-13 同济大学 一种类椭圆带立柱盾构隧道管片拼装结构
CN104747207B (zh) * 2015-03-25 2017-02-22 中铁工程装备集团有限公司 中隔墙矩形隧道管片衬砌及管片拼装方法
CN104747207A (zh) * 2015-03-25 2015-07-01 中铁工程装备集团有限公司 中隔墙矩形隧道管片衬砌及管片拼装方法
CN105507925A (zh) * 2015-12-29 2016-04-20 上海隧道工程有限公司 适用于类矩形盾构隧道的管片结构
CN105909271B (zh) * 2016-05-31 2017-12-22 中国科学院武汉岩土力学研究所 Tbm隧道轻、重管片衬砌组合结构及其设计方法
CN105909271A (zh) * 2016-05-31 2016-08-31 中国科学院武汉岩土力学研究所 Tbm 隧道轻、重管片衬砌组合结构及其设计方法
CN110514814A (zh) * 2019-09-24 2019-11-29 合肥工业大学 一种桩土隧间相互作用效应的实验装置及实验方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103306685A (zh) 盾构管片结构及盾构隧道
CN203702167U (zh) 一种复合管片结构
CN103277106B (zh) 公路隧道三台阶五步开挖施工方法
CN105370281A (zh) 近距离煤层群的下分层的布置方法及下分层结构
CN103556655A (zh) 一种悬索钢-混组合结构水中悬浮隧道及其施工方法
CN203161244U (zh) 既有地铁暗挖区间隧道保护结构
CN203639944U (zh) 拱顶沉管隧道
CN202280462U (zh) 大直径盾构隧道扩挖建造地铁车站用管片
CN204780904U (zh) 锚索支护结构
CN101832104A (zh) 一种用于旋挖钻的可伸缩底盘结构
CN205875199U (zh) 一种预制装配式管道基础
CN203531923U (zh) 一种隧道沟槽施工用移动模架
CN205135632U (zh) 近距离煤层群的下分层结构
CN203347801U (zh) 大断面隧道横断面结构
CN106558862A (zh) 装配式电缆排管安装结构
CN203035204U (zh) 一种大断面隧道二衬分组模板台车
CN103244129B (zh) 一种立体交叉凹凸支点施工方法
CN203904857U (zh) 一种预制混凝土三圆拱涵管
CN103422871B (zh) 一种特大断面开切眼顶板控制的桁架锚索布置方法
CN202250098U (zh) 用于盾构法隧道能提供连续反力作用面的管片衬砌结构
CN204140087U (zh) 矩形盾构隧道的断面结构
CN204419197U (zh) 顶管机施工井插管装置
CN103572780B (zh) 拱顶沉管隧道
CN104329097B (zh) 矩形盾构隧道的断面结构
CN206099263U (zh) 装配式电缆排管安装结构

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20130918