CN109026062A - 一种双衬砌盾构隧道及施工方法 - Google Patents

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    • E21D11/38—Waterproofing; Heat insulating; Soundproofing; Electric insulating

Abstract

本发明公开了一种双衬砌盾构隧道及施工方法，包括外衬砌、内衬砌以及高聚合物防渗填料，其中外衬砌由预制管片拼装而成，内衬砌由预制管段插接组成，预制管段两端为相配合的插接结构，相邻预制管段的端头配合插接组成依次连接的环状结构，所述高聚合物防渗填料通过预留孔洞注浆至内衬砌与外衬砌之间。本发明能有效增强盾构隧道防渗性能，增加盾构隧道的安全性，提高盾构隧道的承载能力；同时高聚合物防渗填料具有粘弹性高阻尼的特性，达到减震消能的作用；此外内衬砌整体刚度大，抗变形能力强；尤其对于过江盾构隧道、跨海盾构隧道、超深盾构隧道效果明显。

Description

一种双衬砌盾构隧道及施工方法
技术领域
本发明属于盾构隧道技术领域，尤其涉及一种防水性能优越的双衬砌盾构隧道及施工方法。
背景技术
近年来我国经济社会不断发展，地铁建设、大型过江隧道、跨海隧道蓬勃发展，盾构法得到了广泛应用。衬砌结构裂缝和渗漏水是盾构隧道典型的结构危害。混凝土结构在使用期间都处于带裂缝状态中，管片产生裂缝会影响隧道结构的安全性和耐久性，而且还会影响隧道的使用和其他设施的安全性。
盾构隧道不断受到渗漏水危害的困扰。渗漏水不仅会影响隧道结构安全以及耐久性，还会引起隧道不均匀沉降、变形等危害。尤其处于软土地层，地下水丰富地带的盾构隧道，衬砌管片以及螺栓的腐蚀严重，导致隧道承载力下降。
盾构隧道采用盾构管片拼装作为永久支护的衬砌结构，由于管片拼装采用螺栓连接，接头处承载力、刚度较小，常发生应力突变，导致接头处容易破坏。常存在盾构管片整体刚度不连续，接头处出现渗漏的危害，导致隧道渗水的现象。
发明内容
目的：针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种双衬砌盾构隧道及施工方法。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种双衬砌盾构隧道，其特征在于：包括外衬砌、内衬砌以及高聚合物防渗填料；高聚合物防渗填料填充在外衬砌、内衬砌之间；所述的内衬砌由若干个预制管段插接而成，组成依次连接的环状结构，所述的外衬砌由预制管片拼装而成。
进一步的，所述的双衬砌盾构隧道，其特征在于：所述预制管段由钢筋混凝土制成。所述预制管片由钢筋混凝土制成。
所述预制管段（8）包括基体部分和两端端头；两端端头分别为第一端头、第二端头，第一端头与第二端头为相配合的插接结构；相邻的两个预制管段（8），其中一预制管段的第一端头与另一预制管段的第二端头相配合插接。
作为优选方案，所述的双衬砌盾构隧道，其特征在于：所述预制管段在基体部分的内半径与外半径为定值，第一端头的内半径与基体部分的内半径相同，外半径小于基体部分的外半径；第二端头的外半径与基体部分的外半径相同，内半径大于基体部分的内半径；且第一端头的外半径等于第二端头的内半径。
进一步的，所述预制管段整体长度为2～4m，基体部分环厚15～20cm。所述第一端头与第二端头的长度相同，为20～30cm；第一端头的环厚与第二端头的环厚均为基体部分环厚的1/2。
进一步的，所述的双衬砌盾构隧道，其特征在于：所述高聚合物防渗填料的厚度为10～25cm。
进一步的，所述的双衬砌盾构隧道，其特征在于：所述外衬砌、内衬砌之间顶部预留孔洞，用于通过注浆法将高聚合物防渗填料注入。
本发明还提供上述的双衬砌盾构隧道的施工方法，其特征在于，包括：
A：预制管片以及预制管段加工；
B：预制管片拼装成外衬砌，外衬砌背后压注；
C：预制管段插接成内衬砌，并在内衬砌顶部上方预留孔洞；
D：通过预留孔洞将高聚合物防渗填料注入内衬砌与外衬砌之间的空隙，形成双衬砌盾构隧道。
由于采述了上述方案，本发明具有以下有益效果：本发明通过高聚合物防渗填料可有效提高盾构隧道防渗性能，内衬砌采用预制管道插接，整体刚度大，抗变形能力强。双衬砌支护提高了承载能力，从而提高了盾构隧道的安全性能，同时高聚合物防渗填料具有粘弹性高阻尼的特性，达到减震消能的作用；此外内衬砌整体刚度大，抗变形能力强；尤其对于过江盾构隧道、跨海盾构隧道、超深盾构隧道效果明显。
附图说明
图1为一实施例双衬砌盾构隧道的结构示意图；
图2为一实施例中内衬砌预制管段的结构示意图。
图中：1-外衬砌，2-预留孔洞，3-高聚合物防渗填料，4-内衬砌，5-基体部分，6-左端头，7-右端头，8-预制管段。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。
实施例1
如图1所示，一种双衬砌盾构隧道，包括外衬砌1、内衬砌4以及高聚合物防渗填料3，所述外衬砌1为预制管片通过螺栓连接而成，预制管片由钢筋混凝土制成。
如图2所示，所述内衬砌4由预制管段8插接而成，组成依次连接的环状结构，所述预制管段8由钢筋混凝土制成；所述预制管段8包括基体部分5和左端头6、右端头7；预制管段8整体长度为2～4m，基体部分5环厚15～20cm，预制管段8内半径与外半径在基体部分5为定值，左端头6外半径减小，内半径不变，右端头7内半径增大，外半径不变，左端头6与右端头7的长度为20～30cm，外半径减小值与内半径增大值为预制管段8环厚的1/2。相邻的两个预制管段8，其中一预制管段的左端头6与另一预制管段的右端头7相配合插接形成连接部，左端头6环厚与右端头7环厚之和等于基体部分5环厚；因此连接部的内半径、外半径、环厚均与基体部分5相同。
所述的高聚合物防渗填料厚度为10～25cm，在内衬砌4与外衬砌1之间的顶部预留孔洞2，通过注浆法将高聚合物防渗填料3注入。
实施例2
本发明的提供的双衬砌盾构隧道的施工方法如下：
第一步：场地规划，修建临时设施以及临建设施，配置人力资源；
第二步：盾构机选型以及进场；
第三步：盾构掘进施工；
第四步：预制管片以及预制管段8加工；
第五步：预制管片拼装成外衬砌1，外衬砌1背后压注；
第六步：预制管段8插接成内衬砌4，并在内衬砌4顶部上方预留孔洞2；
第七步：在预留孔洞2中将高聚合物防渗填料3注入，形成双衬砌盾构隧道；
第八步：施工过程中测量与监控量测，及时上报监测。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和修饰，这些改进和修饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种双衬砌盾构隧道，其特征在于：包括外衬砌（1）、内衬砌（4）以及高聚合物防渗填料（3）；高聚合物防渗填料（3）填充在外衬砌（1）、内衬砌（4）之间；所述的内衬砌（4）由若干个预制管段（8）插接而成，组成依次连接的环状结构，所述的外衬砌（1）由预制管片拼装而成。
2.根据权利要求1所述的双衬砌盾构隧道，其特征在于：所述预制管段（8）由钢筋混凝土制成。
3.根据权利要求1所述的双衬砌盾构隧道，其特征在于：所述预制管片由钢筋混凝土制成。
4.根据权利要求1所述的双衬砌盾构隧道，其特征在于：所述预制管段（8）包括基体部分（5）和两端端头；两端端头分别为第一端头、第二端头，第一端头与第二端头为相配合的插接结构；相邻的两个预制管段（8），其中一预制管段的第一端头与另一预制管段的第二端头相配合插接。
5.根据权利要求4所述的双衬砌盾构隧道，其特征在于：所述预制管段在基体部分的内半径与外半径为定值，第一端头的内半径与基体部分的内半径相同，外半径小于基体部分的外半径；第二端头的外半径与基体部分的外半径相同，内半径大于基体部分的内半径；且第一端头的外半径等于第二端头的内半径。
6.根据权利要求4所述的双衬砌盾构隧道，其特征在于：所述预制管段（8）整体长度为2～4m，基体部分环厚15～20cm。
7.根据权利要求1所述的双衬砌盾构隧道，其特征在于：所述第一端头与第二端头的长度相同，为20～30cm；第一端头的环厚与第二端头的环厚均为基体部分环厚的1/2。
8.根据权利要求1所述的双衬砌盾构隧道，其特征在于：所述高聚合物防渗填料（3）的厚度为10～25cm。
9.根据权利要求1所述的双衬砌盾构隧道，其特征在于：所述外衬砌（1）、内衬砌（4）之间顶部预留孔洞（2），用于通过注浆法将高聚合物防渗填料（3）注入。
10.根据权利要求1-9任一项所述的双衬砌盾构隧道的施工方法，其特征在于，包括：
A：预制管片以及预制管段（8）加工；
B：预制管片拼装成外衬砌（1），外衬砌（1）背后压注；
C：预制管段（8）插接成内衬砌（4），并在内衬砌（4）顶部上方预留孔洞（2）；
D：通过预留孔洞（2）将高聚合物防渗填料（3）注入内衬砌（4）与外衬砌（1）之间的空隙，形成双衬砌盾构隧道。
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