CN110630074A - 盾构隧道工程施工用预制拼装式集土箱 - Google Patents

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范斌
李远青
朱德勇
钮文敖
顾蓓瑛
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Abstract

本发明涉及一种盾构隧道工程施工用预制拼装式集土箱，采用预制构件拼装结构或模块化预制拼装结构，所述预制构件拼装结构包括挡板、连接螺栓、档梁、立柱，所述连接螺栓预埋在现浇混凝土底板上，并用以固定连接档梁，所述档梁拼装挡板、中间立柱、转角立柱形成集土箱框架结构。所述模块化预制拼装结构包括上平板、中平板、下平板、上侧板、下侧板、连接螺栓，所述上、中、下平板均由矩形钢管形成框架，内覆钢板焊接而成；上、下侧板由方形钢管和矩形钢管形成框架，内覆钢板焊接而成，框架之间通过连接螺栓固定形成模块化预制拼装式集土箱。本发明的预制拼装式集土箱，可反复周转使用，延长使用寿命，且符合环保施工理念，避免环境污染。

Description

盾构隧道工程施工用预制拼装式集土箱
技术领域
本发明涉及一种隧道工程施工用的集土箱，尤其涉及一种盾构隧道工程掘进施工弃土用集土箱。
背景技术
随着城市地下管网与轨道交通的快速发展，盾构隧道工程开工量大，在掘进施工期间，大量地下原土被管道结构置换成弃土。
盾构机掘进时，螺旋机出土相对是成形干燥的土质，用土方箱吊至地面倒到工地的临时存放弃土的集土箱内，用土方汽车外运弃土。
但受限于绿色环保建设及城市道路交通畅通保障需求，弃土外运通常安排在夜间作业。由于盾构掘进是夜以继日施工的，盾构机掘进过程的弃土需临时存放在集土箱内。地铁隧道常规土压平衡盾构掘进的弃土集土箱存放量需考虑350㎡-400㎡的体积容量(一般地铁土压平衡盾构每环土方置换量52m3-60m3)。目前，工程施工大都采用现场挖坑浇筑临时混凝土集土箱来存放弃土，一次性不能周转使用，不利于环保，且制作周期长。
因此，研发一种新颖的可反复周转使用、符合环保施工理念的盾构掘进作业弃土用预制拼装式集土箱。
发明内容
本发明的目的是提供一种隧道工程土压平衡盾构机施工用预制拼装式集土箱，可反复周转使用，延长使用寿命，且符合环保施工理念，避免环境污染。
本发明通过以下技术方案予以实现：
一种盾构隧道工程施工用预制拼装式集土箱，采用预制构件拼装结构或模块化预制拼装结构，所述预制构件拼装结构包括挡板、连接螺栓、档梁、立柱，所述连接螺栓预埋在现浇混凝土底板上，并用以固定连接档梁，所述档梁拼装挡板、立柱形成集土箱框架结构。
进一步，所述预制构件拼装结构为预制钢构件拼装结构，挡板为钢挡板、档梁为纵横向钢档梁，立柱为钢立柱，纵横向档梁上部拼装钢挡板，中间拼装钢中间立柱，转角处拼装钢转角立柱形成预制集土箱钢框架结构。
进一步，所述预制构件拼装结构为钢筋混凝土预拼装结构，挡板为预制砼挡板、档梁为预制砼地箍梁，立柱为预制砼立柱。
进一步，所述模块化预制拼装结构包括上平板、中平板、下平板、上侧板、下侧板、连接螺栓，所述上、中、下平板均由矩形钢管形成框架，内覆钢板焊接而成；上、下侧板由方形钢管和矩形钢管形成框架，内覆钢板焊接而成，框架之间通过连接螺栓固定形成模块化预制拼装式集土箱。
进一步，所述盾构隧道工程施工用预制拼装式集土箱高度为3.5m-4.0m，顶口高出地面1.5m-2.0m，便于坑内挖土机的出土作业。
进一步，所述盾构隧道工程施工用预制拼装式集土箱的外壁回填砂土夯实，且开挖土体回填外围基坑。
本发明的有益效果是：
本发明的隧道工程土压平衡盾构机施工用预制拼装式集土箱，可反复周转使用，延长使用寿命，且符合环保施工理念，避免环境污染。
附图说明
图1是预制钢构件拼装式集土箱立面图；
图2是预制钢构件拼装式集土箱平面图；
图3是钢挡板示意图；
其中：(a)为主视图，(b)为左视图，(c)为俯视图；
图4是连接螺栓示意图；
图5是纵横向档梁示意图；
其中：(a)为主视图，(b)为左视图；
图6是中间立柱示意图；
其中：(a)为主视图，(b)为俯视图；
图7是转角立柱示意图；
其中：(a)为主视图，(b)为俯视图；
图8是砼预制拼装式集土箱立面图；
图9是砼预制拼装式集土箱平面图；
图10是预制砼挡板示意图；
其中：(a)为主视图，(b)为左视图，(c)为俯视图；
图11是预制砼转角立柱示意图；
其中：(a)为主视图，(b)为俯视图；
图12是模块化预制钢构件拼装式集土箱立面图；
图13是模块化预制钢构件拼装式集土箱平面图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1：
如图1，2，图3(a)，(b)，(c)，图4，图5(a)，(b)～图7(a)，(b)所示，一种盾构隧道工程施工用预制拼装式集土箱，采用预制的钢构件拼装结构形式，包括钢挡板1、连接螺栓2、纵横向钢档梁3、钢中间立柱4、钢转角立柱5。连接螺栓2预埋在现浇混凝土底板20上，并在四周用连接螺栓2固定连接纵横向档梁3；纵横向档梁3上部拼装钢挡板1、钢中间立柱4、钢转角立柱5形成集土箱框架结构。
实施例2：
如图8，图9，图10(a)，(b)，(c)，图11(a)，(b)所示，一种盾构隧道工程施工用预制拼装式集土箱，采用钢筋混凝土预拼装结构形式，包括预制砼挡板6、预制砼立柱7、预制砼地箍梁8、连接螺栓9及螺栓垫片等部件。
实施例1和实施例2在盾构施工项目现场，根据集土箱大小，开挖略大于集土箱外形尺寸的基坑(预制拼装式集土箱要考虑人员操作空间，见图1)；现场拟现浇混凝土底板，预埋好连接螺栓；安装纵横向档梁3(或预制砼地箍梁8)；然后拼装上部的挡板1(或预制砼挡板6)、中间立柱4、转角立柱5(或预制砼转角立柱7)等形成集土箱框架结构；集土箱外壁回填砂土22夯实。至此，完成集土箱的拼装，土体回填外围基坑21，即可投入使用。集土箱一般高度为3.5m-4.0m，顶口高出地面1.5m-2.0m上下，便于坑内挖土机的出土作业。上述具体尺寸是一种优选尺寸，并非唯一限定尺寸。
实施例3：
如图12，13所示，本发明还提供一种结构更稳定、受力性能好的模块化预制拼装式集土箱，有如下部件组成：上平板11、中平板12、下平板13、上侧板14、下侧板15、连接螺栓16。其中平板由矩形钢管形成框架，内覆钢板焊接而成；侧板由方形钢管和矩形钢管形成框架，内覆钢板焊接而成。
每个预制拼装式集土箱单元结构需牢固稳定，集土箱内中间不宜架设加强撑杆，其会影响弃土从集土箱挖出装车外运作业的难度与速度，以及中间加强撑杆与挖机相碰损坏结构或机械设备。为贯彻落实绿色环保理念，在预制拼装式集土箱挡板上可安装喷淋系统进行喷淋降尘，避免尘土飞扬而发生环境污染。
钢制拼装式集土箱用钢量不小，较适用场地小、一般口径的土压平衡盾构机，土方储量要求不大，基本每天能按时将弃土外运的盾构工程施工项目，周转使用较经济。钢筋混凝土预拼装结构集土箱根据需要，可以满足各种规格、形式的盾构工程项目的施工需求(包括泥水盾构掘进隧道的专用土箱)，但结构自重较大，平时仓储占用场地较大，运输成本同比钢制拼装式集土箱成本高些。

Claims (6)

1.一种盾构隧道工程施工用预制拼装式集土箱，采用预制构件拼装结构或模块化预制拼装结构，其特征在于：所述预制构件拼装结构包括挡板、连接螺栓、档梁、立柱，所述连接螺栓预埋在现浇混凝土底板上，并用以固定连接档梁，所述档梁拼装挡板、立柱形成集土箱框架结构。
2.根据权利要求1所述的盾构隧道工程施工用预制拼装式集土箱，其特征在于：所述预制构件拼装结构为预制钢构件拼装结构，挡板为钢挡板、档梁为纵横向钢档梁，立柱为钢立柱，纵横向档梁上部拼装钢挡板，中间拼装钢中间立柱，转角处拼装钢转角立柱形成预制集土箱钢框架结构。
3.根据权利要求1所述的盾构隧道工程施工用预制拼装式集土箱，其特征在于：所述预制构件拼装结构为钢筋混凝土预拼装结构，挡板为预制砼挡板、档梁为预制砼地箍梁，立柱为预制砼立柱。
4.根据权利要求1所述的盾构隧道工程施工用预制拼装式集土箱，其特征在于：所述模块化预制拼装结构包括上平板、中平板、下平板、上侧板、下侧板、连接螺栓，所述上、中、下平板均由矩形钢管形成框架，内覆钢板焊接而成；上、下侧板由方形钢管和矩形钢管形成框架，内覆钢板焊接而成，框架之间通过连接螺栓固定形成模块化预制拼装式集土箱。
5.根据权利要求1-4任一所述的盾构隧道工程施工用预制拼装式集土箱，其特征在于：所述盾构隧道工程施工用预制拼装式集土箱高度为3.5m-4.0m，顶口高出地面1.5m-2.0m，便于坑内挖土机的出土作业。
6.根据权利要求5所述的盾构隧道工程施工用预制拼装式集土箱，其特征在于：所述盾构隧道工程施工用预制拼装式集土箱的外壁回填砂土夯实，且开挖土体回填外围基坑。
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