CN110080797A - 适于护盾式tbm的全包钢板式钢组合管片制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适于护盾式TBM的全包钢板式钢组合管片制造方法，按照设计管片尺寸制作上盖板、下盖板、左封板、右封板、前封板和后封板，在上盖板上开设用于浇筑混凝土的灌注孔；在上盖板下表面、下盖板上表面和左、右、前、后封板内表面分别均布焊接多个栓钉；沿下盖板边缘开设焊缝坡口；将下盖板和左、右、前、后封板焊接为一体构成上开口腔室，在上开口腔室内帮扎管片钢筋，然后将上盖板扣合在上开口腔室上，灌注混凝土，养护后完成全包钢板式钢组合管片的制造。本发明实现了管片承受高内水和高外水及高围岩压力、深埋长隧洞一次衬砌成洞施工，省去了二次加固衬砌、钢管衬砌及高压固结灌浆工序，缩短了隧洞施工工期。

Description

适于护盾式TBM的全包钢板式钢组合管片制造方法

技术领域

本发明涉及隧洞衬砌管片，尤其是涉及适于护盾式TBM的全包钢板式钢组合管片制造方法。

背景技术

护盾TBM施工的深埋长隧洞工程，受地质条件限制或高内外水压力影响，为满足隧洞结构安全，目前现有的钢筋混凝土管片衬砌后，仍需进行二次加强衬砌或钢管衬砌或高压固结灌浆，同时管片之间的连接缝还需要采用微膨胀橡胶+微膨胀水泥砂浆的复合止水形式。采用现有混凝土管片衬砌结构型式的隧洞施工工序复杂，工程不仅造价高，同时延长了隧洞施工工期，使得高效安全的护盾TBM优势难以体现，严重影响了护盾TBM在深埋长隧洞工程中的应用。

发明内容

本发明目的在于提供一种适于护盾式TBM的全包钢板式钢组合管片制造方法，实现缩短隧洞衬砌施工工期、提高施工效率。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

本发明所述适于护盾式TBM的全包钢板式钢组合管片制造方法，包括下述步骤：

步骤1，按照设计管片尺寸制作上盖板、下盖板、左封板、右封板、前封板和后封板，在所述上盖板上开设用于浇筑混凝土的灌注孔；

步骤2，在所述上盖板下表面、下盖板上表面和所述左、右、前、后封板内表面分别均布焊接多个栓钉；

步骤3，沿下盖板的边缘开设焊缝坡口；

或，在左、右、前、后封板外表面分别设置拼接槽或/和拼接键；

步骤4，将下盖板和左、右、前、后封板焊接为一体构成上开口腔室，在所述上开口腔室内帮扎管片钢筋，然后将上盖板扣合在上开口腔室上并与左、右、前、后封板焊接构成密闭腔室；

步骤5，采用现有混凝土浇筑方法，通过所述灌注孔向所述密闭腔室内灌注混凝土，养护后完成全包钢板式钢组合管片的制造。

所述拼接键采用抗剪栓钉。

本发明依据大跨度重载楼盖结构、大跨度桥梁结构等领域广泛应用的钢-混凝土组合结构特点，将钢板-混凝土组合结构应用于管片设计中，形成拼装式钢板混凝土组合管片，充分利用混凝土抗压和钢板抗拉的材料性能，实现由钢板混凝土组合管片承受高内水和高外水及高围岩压力，深埋长隧洞一次衬砌成洞施工，省去了因水文地质条件引起的二次加固衬砌、钢管衬砌及高压固结灌浆工序，达到充分发挥护盾TBM一次快速成洞优势，拓宽了护盾TBM在压力洞及大埋深隧洞的应用范围，大大缩短了隧洞施工工期。

附图说明

图1是本发明所述开设有焊缝坡口的全包钢板式钢组合管片的主剖结构示意图。

图2是图1的俯视结构示意图。

图3是图1的A-A向剖面结构示意图。

图4是图3的I部放大结构示意图。

图5是本发明所述设置有拼接槽或/和拼接键的全包钢板式钢组合管片的主视结构示意图。

图6是图5的俯视结构示意图。

图7是图5的B-B向剖面结构示意图。

具体实施方式

如图1-7所示，本发明所述适于护盾式TBM的全包钢板式钢组合管片制造方法，包括下述步骤：

步骤1，按照设计管片尺寸采用钢板制作上盖板1、下盖板2、左封板3、右封板4、前封板5和后封板6，在上盖板1上开设用于浇筑混凝土的灌注孔7；

步骤2，在上盖板1下表面、下盖板2上表面和左、右、前、后封板3、4、5、6内表面分别均布焊接多个栓钉8；

步骤3，沿下盖板2的边缘开设焊缝坡口9，如图4所示；

或，如图5-7所示，在左、右、前、后封板3、4、5、6外表面分别设置拼接槽或/和拼接键；具体说，在用于环间连接的前封板5外表面焊接拼接键10而后封板6外表面开设拼接槽11；同理，在用于同一环管片块间连接的左封板3外表面开设拼接槽12而右封板4外表面焊接拼接键13，拼接键采用抗剪栓钉。

步骤4，将下盖板2和左、右、前、后封板3、4、5、6焊接为一体构成上开口腔室，在上开口腔室内帮扎管片钢筋，然后将上盖板1扣合在上开口腔室上并与左、右、前、后封板3、4、5、6焊接构成密闭腔室；

步骤5，采用现有混凝土浇筑方法，通过灌注孔9向密闭腔室内灌注混凝土14，养护后完成全包钢板式钢组合管片的制造。

本发明用于隧洞衬砌施工时，对于沿下盖板2边缘开设焊缝坡口9结构的全包钢板式钢组合管片，在完成全包钢板式钢组合管片铺设后，采用焊接机器人对全包钢板式钢组合管片所有预留的焊缝坡口9进行快速焊接，之后再进行全包钢板式钢组合管片壁后豆粒石回填、注浆或水泥砂浆，因此省去了普通混凝土管片间的复合止水安装。

本发明用于隧洞衬砌施工时，对于开设有拼接槽11、12和焊接有拼接键10、13的全包钢板式钢组合管片，在完成全包钢板式钢组合管片铺设后，全包钢板式钢组合管片的拼接缝采用无毒防水高性能聚合物一次快速粘接，之后再进行夹层式钢组合管片壁后豆粒石回填注浆或水泥砂浆。

Claims (2)

1.一种适于护盾式TBM的全包钢板式钢组合管片制造方法，其特征在于：包括下述步骤：

步骤1，按照设计管片尺寸制作上盖板、下盖板、左封板、右封板、前封板和后封板，在所述上盖板上开设用于浇筑混凝土的灌注孔；

步骤2，在所述上盖板下表面、下盖板上表面和所述左、右、前、后封板内表面分别均布焊接多个栓钉；

步骤3，沿下盖板的边缘开设焊缝坡口；

或,在左、右、前、后封板外表面分别设置拼接槽或/和拼接键；

步骤4，将下盖板和左、右、前、后封板焊接为一体构成上开口腔室，在所述上开口腔室内帮扎管片钢筋，然后将上盖板扣合在上开口腔室上并与左、右、前、后封板焊接构成密闭腔室；

步骤5，采用现有混凝土浇筑方法，通过所述灌注孔向所述密闭腔室内灌注混凝土，养护后完成全包钢板式钢组合管片的制造。

2.根据权利要求1所述适于护盾式TBM的全包钢板式钢组合管片制造方法，其特征在于：所述拼接键采用抗剪栓钉。