CN109162729A - 多开口多管节式大断面隧道及建造方法、管节连接结构及连接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于顶管施工法的大断面隧道的管节连接方法及连接结构,包括两个纵向邻接设置的管节、连接零件;在管节内壁两侧的上部分别设有带张拉孔的张拉部,在两个管节的之间设有用于使两个张拉孔密封连通的弹性止水圈;连接零件包括刚性棒体、两个垫块,垫块上设有注浆用孔;通过贯穿张拉孔的连接零件将两节管节固定在一起,张拉孔、弹性止水圈内设有浇注密封体。它便于安装,不易锈蚀,抗剪力效果好。本发明包括采用顶管施工法的建造多管节式大断面隧道;在大断面隧道的侧面设有侧出口,对应管节的张拉部通过前述的大断面隧道的管节连接结构连接成整体,其建造效率高、成本低,沉降均衡,维护成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种隧道,具体涉及一种多开口多管节式大断面隧道。
本发明涉及一种隧道的建造方法,具体涉及一种多开口多管节式大断面隧道的建造方法。
本发明涉及一种隧道管节连接结构,具体涉及一种用于顶管施工法的大断面隧道的管节连接结构。
本发明还涉及一种隧道管节连接方法,具体涉及一种用于顶管施工法的大断面隧道的管节连接方法。
背景技术
随着社会经济的高速发展,城市地面空间日益紧张,地下空间的发展与运用越发受到青睐。正常情况下建造的隧道、地道或涵洞一般有两个开口,但在某些特殊环境中,需要在隧道、地道或涵洞中设置多个开口。例如,地铁出口一般有3~5个出口;地下人行通道也通常设有2~4个出口;地铁隧道的岔线处也需要设置侧线隧道。
随着地下隧道施工技术的飞速发展,大断面矩形顶管隧道作为一种新型的地下隧道施工方式被越发广泛的应用与地下公路隧道、地下人行通道施工领域。这种非开挖工程技术(也称顶管施工法)彻底解决了地下管道、通道埋设施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等难题,在稳定土层和环境保护方面凸显其优势,而且它也是一种低成本的、快速建造隧道的方法。这对交通繁忙、人口密集、地面建筑物众多、地下管线复杂的城市是非常重要的。它将为城市创造一个洁净、舒适和美好的环境。但是随着隧道的长度越来越长,管节断面尺寸越来越大,加之地下空间施工环境日益复杂(周边道路、地下管线、构筑物影响)对顶管施工工艺要求也在不断提高,而且采用顶管施工法建造的隧道中,管节的断面需要受力均衡,因而顶管施工法制作的隧道仅能在两端形成开口。
发明内容
发明人考虑在顶管施工法制作的隧道的某一段的单侧墙壁开口以形成多个出口,此时就需要考虑在隧道侧面的某一段的单侧墙壁开口后对隧道的整体影响。例如:在管节的侧面开口后,管节形成“匚”形结构,由于隧道上方仍存在覆土,这样位于开口处的管节就主要由单侧的侧壁随受压力、剪力,而且,在制作大断面隧道时,剪力与大宽度共同作用会形成非常大的剪力力矩;由于顶管施工法是多节管节沿管节的轴向形成的,还会形成某个或某些管节的沉降,尤其是在管节的侧面开口处的管节是单侧的侧壁承重的,这样,就会形成管节的沉降与其它部分存在明显区别,这些管节还可能会形成承重侧下沉幅度大于开口侧的情形。
考虑上述技术难点,发明人首先考虑将这些管节连成一个整体。目前,现有的管节连接方式有:①管节的接头处内置预埋钢板,在管节拼装完成后将钢板焊接在一起,使相邻的管节连接在一起。②管节的接头处预埋螺母,通过螺栓将对应位置处的螺母连接在一起,使相邻的管节连接在一起,这也是常规盾构隧道普遍采用的一种连接方式。③在管节的上、中、下部预留孔洞,管节拼装完成后,在孔洞内穿锚索,施加预应力,使管节连接成整体。④通过管节首尾连接处预留的倒拔销卡扣,在管节推紧后,前一环管节尾部的倒拔销卡扣与后一环前段扣件锁死,从而实现两环无法分离后退的目的。
但是,在进行不公开的技术验证试验时,采用方式①焊接连接钢板的方式连接管节时,发明人发现在管节的预埋钢板处出现了混凝土炸裂的情况,在仔细研究相关数据后,发明人认为在焊接预埋钢板时,是焊接时的高温造成了这一现象。为避免这一现象,需要控制单次焊接时间防止热量大量聚集,而采用多次焊接耽误施工进度;同时焊接只能在顶部和侧墙,开口处墙体不具备焊接条件,这样就不能形成对称的稳定结构,这样就造成管节施工循环时间较长,无法充分发挥顶管施工法的优点。采用方式②螺栓连接预埋螺母时,其优点在于连接快速,有一定刚性,缺点是管节断面大,随着管节数目的增多,螺栓孔距间误差会被逐节累积,误差效应导致部分孔位无法穿入螺栓,需要重新调整管节的姿态,这样并不能够发挥其连接快速的优点。采用方式③预应力锚索连接时会受预应力锚索长度的限制,且由于锚索为软连接,管节之间的抗剪力效果差,无法降低管节的沉降幅度;而且预应力锚索在矩形隧道要四角对称布置才有效,开口处墙体破除布置条件有限。采用方式④倒拔销连接同样会出现采用方式②螺栓连接预埋螺母时的情形,并且在管节安装过程中也存在一旦管节之间任意一个点锁死后无法进行管节位置微调的弊端。
本发明的发明目的之一是提供一种用于顶管施工法的大断面隧道的管节连接结构,以解决采用顶管施工法建造大断面隧道并在大断面隧道侧面开口后,在隧道的侧面开口区域的管节出现管节沉降不均降,这些管节的侧壁因集重出现管节的底面翘起形成斜面,严重时会造成管节损坏的技术问题。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
设计一种用于顶管施工法的大断面隧道的管节连接结构,包括沿隧道方向纵向邻接设置的至少两节管节,以及连接零件;在所述管节内壁两侧的上部分别设有张拉部,在张拉部内设有张拉孔,在相邻的两节管节之间设有用于使对应的张拉孔密封连通的弹性止水圈;所述连接零件用于将至少两节管节固定连接在一起,包括刚性棒体和垫块,刚性棒体贯穿对应的张拉部上的所述张拉孔设置,垫块有至少两个,分别套装在刚性棒体的两端并贴合于对应的所述张拉部设置,在垫块上设有与对应的所述张拉孔连通的注浆用孔;所述张拉孔和弹性止水圈内设有浇注密封体。
优选的,所述张拉孔由PVC管埋设形成。
优选的,所述弹性止水圈为橡胶止水圈。
优选的,所述连接零件还包括至少两个螺母,所述刚性棒体为双头螺栓,所述连接零件采用高强合金材料制作而成。
优选的,所述连接零件还包括至少两个螺母,所述刚性棒体为双头螺栓,所述连接零件采用高强合金材料制作而成。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:张拉孔内径大,允许误差大,在张拉孔轴线偏差较大的情况下也能够穿过刚性棒体,连接效率高;在注浆工序向张拉孔内注入的材料又能够填充张拉孔与连接零件间的空隙,弹性止水圈作为注浆管道的一部分避免浆液外溢,这样能够低成本的防止的连接零件的锈蚀,并通过刚性棒体、注浆体使管节的连接处具有较高的抗剪力效果。
本发明的发明目的之二是提供一种用于顶管施工法的大断面隧道的管节连接方法,以解决采用顶管施工法建造大断面隧道并在大断面隧道侧面开口后,在隧道的侧面开口区域的管节出现管节沉降不均降,这些管节的侧壁因集重出现管节的底面翘起形成斜面,严重时会造成管节损坏的技术问题。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
设计一种用于顶管施工法的大断面隧道的管节连接方法,包括以下步骤:
获取用于形成大断面隧道的至少两节管节,所述管节内壁两侧的上部分别设有张拉部,在张拉部内设有张拉孔,采用顶管施工法将所述管节沿隧道方向纵向邻接设置,在邻接的管节之间设有用于使对应的张拉孔密封连通的弹性止水圈;
安装连接零件,所述连接零件包括刚性棒体和至少两个垫块,将所述刚性棒体穿过对应的张拉部上的张拉孔,将垫块分别从刚性棒体的两端套装在刚性棒体上,通过所述连接零件将至少两节管节固定连接在一起,所述垫块中均设有用于与所述张拉孔连通的注浆用孔;
从刚性棒体一端的垫块的注浆用孔向所述张拉孔注入注浆材料,当刚性棒体另一端的垫块的注浆用孔溢浆后注浆完成。
优选的,所述注浆材料是复合配方水泥(Emcekrete HP)、添加剂制品(Muraplast120)和水配制而成的。此种注浆材料具有凝结强度稳定,拌合物流动性好,泌水率低,硬化体积微膨胀的特点,具体的测量数据是:扩散度直径900mm以上,28天强度75MPa以上,非常适合张拉注浆施工。
优选的,用于注入所述注浆材料的注浆设备是螺旋式注浆机。与传统活塞式注浆机相比,螺旋式注浆机压力平稳波动小,容易控制注浆过程的压力,活塞式压力波动大瞬间高压容易冲破弹性止水圈形成的密封系统。
优选的,所述张拉孔由PVC管埋设形成。
优选的,所述连接零件还包括至少两个螺母,刚性棒体为双头螺栓,在固定管节时,首先将钢性棒体穿入调整到中心位置,两端分别安装垫块、螺母,紧固螺母以固定钢棒位置;在张拉施工前再次确认张拉区域,检测张拉段,根据张拉施工实际需要施加扭矩;使用扭矩扳手旋紧螺母并施加至实际施加扭矩,允许±1%误差;重复“等待5分钟后检查扭矩值是否达到实际施加扭矩,如果扭矩衰减超过5%,施加扭矩至实际施加扭矩,允许±1%误差”的步骤直至在检查扭矩值是否达到实际施加扭矩,扭矩衰减≤5%。采用扭矩扳手,能够使隧道内的管节间的张拉力一致,在大断面隧道的管节连接结构中,管节间的距离、弹性止水圈的厚度是一致的。
优选的,所述弹性止水圈为橡胶止水圈。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:张拉孔内径大,允许误差大,在张拉孔轴线偏差较大的情况下也能够穿过刚性棒体,连接效率高;在注浆工序向张拉孔内注入的材料又能够填充张拉孔与连接零件间的空隙,弹性止水圈作为注浆管道的一部分避免浆液外溢,这样能够低成本的防止的连接零件的锈蚀,并通过刚性棒体、注浆体使管节的连接处具有较高的抗剪力效果。
本发明的发明目的之三是提供一种多开口多管节式大断面隧道及其建造方法,以解决采用顶管施工法建造方法不能够建造出具有多开口、多管节式大断面隧道的技术问题。
设计一种利用前述的用于顶管施工法的大断面隧道的管节连接方法建造多开口多管节式大断面隧道的建造方法,包括以下步骤:
获取用于形成大断面隧道的管节,采用顶管施工法建造多管节式大断面隧道;
采用前述的用于顶管施工法的大断面隧道的管节连接方法将对应于需要设置侧开口处的管节及与侧开口邻接的管节,以及其它根据大断面隧道的承重需要和沉降幅度要求需要连接的管节的两侧的张拉部连接固定在一起;
在所述侧开口的侧面建造侧出口。
一种多开口多管节式大断面隧道,包括采用顶管施工法建造的多管节式大断面隧道;在所述大断面隧道的侧面设有侧出口,在对应于所述侧开口处的管节及与所述侧开口邻接的管节的两侧的张拉部通过前述的大断面隧道的管节连接结构连接成整体。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:兼顾多开口多管节式大断面隧道的建造速度和建造成本,整体上建造效率高、成本低,在侧开口处沉降均衡,维护成本低。
附图说明
图1为本发明大断面隧道的管节连接结构的侧视图。
图2为沿图1中A-A剖面线的剖视图。
图3为沿图2中B-B剖面线的剖视图。
图中,11-管节,111-张拉部,1111-张拉孔,12-管节,121-张拉部,1211-张拉孔,2-垫块,21-注浆用孔,3-垫块,41-双头螺柱,42-螺母,43-螺母,5-弹性止水圈,6-浇注密封体。
具体实施方式
下面结合附图和实施例来说明本发明的具体实施方式,但以下实施例只是用来详细说明本发明,并不以任何方式限制本发明的范围。
下述实施例中采用的管节规格为:管节截面的外圈尺寸为7.6×5.625m,管节单环长度1.5m,管壁厚度500mm,管节采用强度C50钢筋混凝土预制而成。所用的材料及设备有:水泥浆液试验用具,1套;扭矩扳手,2套;螺旋式注浆机及管路,1套;Emcekrete HP水泥(25KG/包),若干;Muraplast 120 外加剂,若干;高速搅拌器及搅拌容器,1套,搅拌机转速1000-1500rpm。所需要制作的多开口多管节式大断面隧道的侧开口有三个,需要张拉的管节长度分别为19.5m、13.5m、15m。
实施例1:一种用于顶管施工法的大断面隧道的管节连接结构,参见图1-3,包括沿隧道方向纵向邻接设置的至少两节管节管节、连接零件、垫块2、垫块3和弹性止水圈5。
在管节内壁两侧的上部(包括内壁的壁顶和内壁的侧壁上部)分别设有张拉部,两个张拉部最好以完整的管节的受力居中面为对称面对称设置,在张拉部内设有张拉孔,张拉孔也最好以完整的管节的受力居中面为对称面对称设置。这样,可以在张拉角部下方的管节侧壁单侧开口,就能够解决隧道单侧开口后,连接方式无法双侧对称布置的难点。管节沿隧道方向纵向排列,以形成大断面隧道,在该大断面隧道中,在需要连接的这些管节的端头处的管节分别对应于管节11、管节12,也就是说,管节11和管节12中间还可以有1节管节、2节管节或多节管节。在图1-3中,在管节11内壁的两侧上角处对称设有张拉部111,对称面是完整的管节的受力居中面,在张拉部111内设有张拉孔1111。在管节12内壁的两侧上角处对称设有张拉部121,在张拉部121内设有张拉孔1211。具体对应于本实施例中采用的管节规格,在张拉部111和张拉部121的规格均为500×500mm的π/2弧度的扇形体,而且,张拉部111设置在管节11内壁的两侧上角处,张拉部121设置在管节12内壁的两侧上角处,这样,管节角部处的应力分散效果更好,增加管节的强度。张拉孔1111和张拉孔1211均优选为管节制作时预埋的直径100mm的PVC管形成,对应于图1,张拉孔1111的轴线距张拉部111的两个直角边的距离均为170mm,张拉孔1211的轴线距张拉部121的两个直角边的距离均为170mm。
连接零件用于将这些需要固定连接在一起的至少两节管节固定连接在一起,包括刚性棒体41和垫块。本实施例中,连接零件选择螺栓连接件中的双头螺栓连接件,即连接零件还包括两个螺母,刚性棒体对应于双头螺柱41。双头螺柱41可以是高强合金材料制作的,也可以是钢材料制作的,用以形成刚性棒体。现有的高强合金材料有Macalloy S1030,本实施例中,双头螺柱41的直径为40mm。
发明人在选择连接零件类型的确定过程见表1。
表1 不同种类的连接零件的优劣对比
。
在相邻的两节管节之间设有用于使对应的张拉孔密封连通的弹性止水圈5。弹性止水圈5优选橡胶止水圈。
所述刚性棒体贯穿对应的张拉部上的所述张拉孔设置,双头螺柱41贯穿这些需要固定连接在一起的管节上的张拉孔和相邻两个张拉孔之间的弹性止水圈5,双头螺柱41两端的端头分别伸出于张拉孔1111、张拉孔1211。垫块有至少两个,对应于本实施例中的垫块2和垫块3,垫块2套装在刚性棒体一端并贴合于张拉部111的侧面设置,垫块3套装在刚性棒体另一端并贴合于张拉部121的侧面设置,螺母42、螺母43分别旋装在双头螺柱41的两端,并通过扬矩扳手旋装在双头螺柱41上,以将这些管节张拉固定在一起。
在垫块2上设有与对应的张拉孔连通的注浆用孔21,在垫块3上设有与对应的张拉孔连通的注浆用孔,这里的注浆用孔的作用分别对应于注浆口、排气口;张拉孔和弹性止水圈内设有浇注密封体,具体的,利用注浆设备通过注浆用孔21向张拉孔内注入注浆材料,在对应的注浆用孔31或注浆用孔21侧出现溢浆时注浆完成,注浆材料固化后就形成注浆密封体6。
注意:为充分发挥大断面隧道的管节连接结构在大断面隧道中的效果,在建造大断面隧道时,最好是管节内壁两侧的张拉部均通过上述大断面隧道的管节连接结构连接在一起。
实施例2:一种用于顶管施工法的管节连接方法,包括以下步骤:获取大断面隧道用管节,在大断面隧道用管节内壁两侧的上部(包括内壁的壁顶和内壁的侧壁上部)分别设有张拉部,两个张拉部最好以完整的管节的受力居中面为对称面对称设置,在所述张拉部内设有张拉孔,张拉孔也最好以完整的管节的受力居中面为对称面对称设置;采用顶管施工法将所述大断面隧道用管节沿隧道方向纵向排列,需要连接成整体的两端处的管节分别为管节11、管节12,也就是说,管节11和管节12中间还可以有1节管节、2节管节或多节管节,对应于图1-3,在管节11内壁的两侧上角处对称设有张拉部111,在张拉部111内设有张拉孔1111;在管节12内壁的两侧上角处对称设有张拉部121,在张拉部121内设有张拉孔1211;优选的,张拉孔1111和张拉孔1211由制作大断面隧道用管节时埋设的PVC管形成,PVC管规格为φ100mm。
根据需要清洁张拉孔1111和张拉孔1211的内壁,具体可以使用高压水枪冲洗预埋张拉孔洞内部,并用压缩空气吹干残留水体;
对张拉孔1111和张拉孔1211外围的张拉部间接缝处进行密封处理,并对密封处理进行质量验收;由于注浆管道长度均为10m以上,管道注浆压力很大,需要在张拉孔1111与张拉孔1211之间设有弹性止水圈5。优选的,参见图3,弹性止水圈5为橡胶止水圈。沿管节的轴线方向,弹性止水圈的外轮廓与所述张拉部的外轮廓近似,一种选择是,弹性止水圈的外轮廓与所述张拉部的外轮廓平齐。本实施例中,橡胶止水圈规格为内径120mm,外径140mm,厚度25mm,橡胶止水圈与管节混凝土表面通过防水胶水粘贴,并且在张拉过程中管节拉紧会使止水圈与两侧混凝土面更紧密地贴合达到良好的防水防漏效果。
安装连接零件,连接零件包括刚性棒体和至少两个垫块,垫块的厚度根据需要设置,本实施例中,连接零件选用螺栓连接件,并选择由双头螺柱41、螺母42、螺母43、垫块2和垫块3形成的螺栓连接件,连接零件选用高强合金材料或钢材料制作而成,双头螺柱规格为φ40mm。将双头螺柱41依次穿过张拉孔1111、弹性止水圈5、张拉孔1211,并将垫块2、螺母43依次安装在双头螺柱41的一端,将垫块3、螺母42次次安装在双头螺柱41的另一端,以通过连接零件将管节11、管节12固定连接(当管节11和管节12之间还存在管节时,这些管节也同时被固定在一起)。在固定这些管节时,首先穿入将钢性棒体调整到中心位置,两端依次安装垫块、螺母,然后紧固螺母以固定钢棒位置;在张拉施工前再次确认张拉区域,检测张拉段,根据设计计算书确认张拉施工实际施加扭矩;使用扭矩扳手旋紧螺母42和螺母43并施加至实际施加扭矩(允许±1%误差)并等待5分钟;检查扭矩值是否达到实际施加扭矩(允许±5%误差),如果扭矩衰减超过5%,再次施加扭矩至实际施加扭矩(允许±1%误差)并等待5分钟再次检查扭矩衰减情况。如仍不满足要求重复次此步骤直至扭矩衰减满足误差要求。
垫块2设有用于与张拉孔1111连通的注浆用孔21,垫块3中均设有用于与张拉孔1211连通的注浆用孔(图中未显示);从注浆用孔21向张拉孔1111注浆,张拉孔1111、弹性止水圈5和张拉孔1211内的一部分空气经垫块3中的注浆用孔排出,当垫块3的注浆口溢浆后即表示张拉孔1111、张拉孔1211及其间的弹性止水圈5(当管节11和管节12之间还有管节时,还包括这些管节的张拉孔、管节间的弹性止水圈5)内已经注满浆,此时注浆完成。应当明白,注浆方向是根据需要选择的。
注浆时,由于其注浆空间通常为细长、截面狭小的孔道空隙,所以对注入浆液的流动性要求极高。在注浆材料选择上,国内多用硅酸盐或普通硅酸盐水泥加以外加剂(减水剂、膨胀剂等)通过多组试验确定压浆材料及配合比,试验周期长,不同厂家甚至同一厂家不同批次的水泥及外加剂配制出的水泥浆液强度偏差不易掌控。为保证压浆材料强度的稳定性,由注浆用孔21向张拉孔1111注浆时用的注浆材料优选复合配方水泥(EmcekreteHP)、添加剂制品(Muraplast 120)和水配制而成,此种注浆材料具有凝结强度稳定,拌合物流动性好,泌水率低,硬化体积微膨胀的特点,具体的测量数据是:扩散度直径900mm以上,28天强度75MPa以上,非常适合张拉注浆施工。
优选的,注浆用孔21向张拉孔1111注浆时用的注浆设备是螺旋式注浆机,它在注浆口处设有压力传感器实时监测注浆压力并将数据传输到设备内部压力控制微电脑,电脑根据预先设定注浆压力值及注浆口反馈的压力数据调节注浆电机的马力带动螺旋注浆管内叶片旋转匀速注入浆液。
优选的,垫块2、垫块3、连接零件均采用Macalloy S1030型钢材制作。
采用本实施例中的方法具有以下优点:1.张拉施工操作方法简单,可在隧道整体完成后进行,有效的缩减了隧道掘进工期节约施工成本;2.施工空间需求小,施工人员需求少,施工工艺安全环保,且对其他工序影响小;3.有效增强隧道整体稳定性,并加强隧道接缝处抗剪能力; 4.采用了新型注浆材料,提高的水泥浆液的流动性,并且浆液凝固强度也有所提高;5.改良的张拉注浆设备,使得注浆压力平稳均匀,降低了漏浆的风险。
实施例3:一种利用实施例2中的用于顶管施工法的大断面隧道的管节连接方法建造多开口多管节式大断面隧道的建造方法,包括以下步骤:
获取用于形成大断面隧道的管节,采用顶管施工法建造多管节式大断面隧道;
采用实施例2中的用于顶管施工法的大断面隧道的管节连接方法将对应于需要设置侧开口处的管节及与侧开口邻接的管节,以及其它根据大断面隧道的承重需要和沉降幅度要求需要连接的管节的两侧的张拉部均连接固定在一起;
在所述侧开口的侧面建造侧出口。
实施例4:一种多开口多管节式大断面隧道,包括采用顶管施工法的建造的多管节式大断面隧道;在所述大断面隧道的侧面设有侧出口,在对应于所述侧开口处的管节及与所述侧开口邻接的管节的两侧的张拉部通过实施例1中的用于顶管施工法的大断面隧道的管节连接结构连接成整体。
与现有技术相比,实施例3和实施例4的有益效果是:兼顾多开口多管节式大断面隧道的建造速度和建造成本,整体上建造效率高、成本低,在侧开口处沉降均衡,维护成本低。
上面结合附图和实施例对本发明作了详细的说明,但是,所属技术领域的技术人员能够理解,在不脱离本发明宗旨的前提下,还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更,形成多个具体的实施例,均为本发明的常见变化范围,在此不再一一详述。
Claims (10)
1.一种用于顶管施工法的大断面隧道的管节连接结构,包括沿隧道方向纵向邻接设置的至少两节管节,以及连接零件;其特征在于,在所述管节内壁两侧的上部分别设有张拉部,在张拉部内设有张拉孔,在相邻的两节管节之间设有用于使对应的张拉孔密封连通的弹性止水圈;所述连接零件用于将至少两节管节固定连接在一起,包括刚性棒体和垫块,刚性棒体贯穿对应的张拉部上的所述张拉孔设置,垫块有至少两个,分别套装在刚性棒体的两端并贴合于对应的所述张拉部设置,在垫块上设有与对应的所述张拉孔连通的注浆用孔;所述张拉孔和弹性止水圈内设有浇注密封体。
2.如权利要求1所述的用于顶管施工法的大断面隧道的管节连接结构,其特征在于,所述张拉孔由PVC管埋设形成。
3.如权利要求1所述的用于顶管施工法的大断面隧道的管节连接结构,其特征在于,所述连接零件还包括至少两个螺母,所述刚性棒体为双头螺栓,所述连接零件采用高强合金材料制作而成。
4.一种多开口多管节式大断面隧道,包括采用顶管施工法建造的多管节式大断面隧道;在所述大断面隧道的侧面设有侧出口,在对应于所述侧开口处的管节及与所述侧开口邻接的管节的两侧的张拉部通过如权利要求1-3中任一项所述的用于顶管施工法的大断面隧道的管节连接结构连接成整体。
5.一种用于顶管施工法的大断面隧道的管节连接方法,包括以下步骤:
获取用于形成大断面隧道的至少两节管节,所述管节内壁两侧的上部分别设有张拉部,在张拉部内设有张拉孔,通过顶管施工法将所述管节沿隧道方向纵向邻接设置,在邻接的管节之间设有用于使对应的张拉孔密封连通的弹性止水圈;
安装连接零件,所述连接零件包括刚性棒体和至少两个垫块,将所述刚性棒体穿过对应的张拉部上的张拉孔,将垫块分别从刚性棒体的两端套装在刚性棒体上,通过所述连接零件将至少两节管节固定连接在一起,所述垫块中均设有用于与所述张拉孔连通的注浆用孔;
从刚性棒体一端的垫块的注浆用孔向所述张拉孔注入注浆材料,当刚性棒体另一端的垫块的注浆用孔溢浆后注浆完成。
6.如权利要求5所述的用于顶管施工法的大断面隧道的管节连接方法,其特征在于,所述注浆材料是Emcekrete HP型复合配方水泥、Muraplast 120型添加剂和水配制而成的。
7.如权利要求5所述的用于顶管施工法的大断面隧道的管节连接方法,其特征在于,用于注入所述注浆材料的注浆设备是螺旋式注浆机。
8.如权利要求5所述的用于顶管施工法的大断面隧道的管节连接方法,其特征在于,所述连接零件还包括至少两个螺母,刚性棒体为双头螺栓,在固定管节时,首先将钢性棒体穿入调整到中心位置,两端分别安装垫块、螺母,紧固螺母以固定钢棒位置;在张拉施工前再次确认张拉区域,检测张拉段,根据张拉施工实际需要施加扭矩;使用扭矩扳手旋紧螺母并施加至实际施加扭矩,允许±1%误差;重复“等待5分钟后检查扭矩值是否达到实际施加扭矩,如果扭矩衰减超过5%,施加扭矩至实际施加扭矩,允许±1%误差”的步骤直至在检查扭矩值是否达到实际施加扭矩,扭矩衰减≤5%。
9.如权利要求5所述的用于顶管施工法的大断面隧道的管节连接方法,其特征在于,所述弹性止水圈为橡胶止水圈。
10.一种利用权利要求4-9中任一项所述用于顶管施工法的的大断面隧道的管节连接方法建造多开口多管节式大断面隧道的建造方法,包括以下步骤:
获取用于形成大断面隧道的管节,采用顶管施工法建造多管节式大断面隧道;
采用所述的用于顶管施工法的大断面隧道的管节连接方法将对应于需要设置侧开口处的管节及与侧开口邻接的管节,以及其它根据大断面隧道的承重需要和沉降幅度要求需要连接的管节的两侧的张拉部连接固定在一起;
在所述侧开口的侧面建造侧出口。
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