CN110966020A - 一种装配式冻结界面加强隧道管片及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种装配式冻结界面加强隧道管片及施工方法,适用于地铁联络通道界面冻结加固。通过铆钉将圆形无缝钢管呈鸭蛋形固定在钢筋混凝土隧道管片外部,沿管片厚度方向开两个孔,将钢管嵌入管片内部,一个端头作为供液端,一个端头作为回液端,进行冻结循环。冻结管布置于管片外部,直接与周围土层接触,提高了冷量传递效率,且布置形状为鸭蛋形,与弧形管片形状相匹配,形成的冻土范围与隧道相贴合,可以加强界面处冻结效果,有效加强界面位置冻结壁强度和厚度,有效防止界面附近含水砂土渗入,规避施工带来的重大风险。
Description
技术领域
本发明涉及一种隧道管片及施工方法,尤其适用于地铁联络通道界面尤其是两条隧道之间联络通道施工冻结加固使用的冻结加固使用的装配式冻结界面加强隧道管片及施工方法。
背景技术
隧道管片目前广泛应用于地铁工程和大型管道工程等中,常用的管片为钢筋混凝土结构,其形状一般为弧形,分块分段进行拼接形成一环隧道结构。
地铁联络通道应用冻结法施工时,由于隧道外部呈圆弧状,在界面处的冻结效果较差,形成的冻结壁强度和厚度均有所欠缺,不能起到较好的封水作用,后期开挖过程中可能会在界面位置出现涌水溃沙现象,从而带来施工风险。因此,发明了一种装配式冻结界面加强隧道管片,将其布置于地铁联络通道冻结法施工所设计的冻结范围内,加强冻结界面的冻结效果,达到规避施工风险,确保安全有效的施工目的。
发明内容
针对上述技术问题,提供一种机构简单,使用灵活且可以重复利用,冻结效果好的装配式冻结界面加强隧道管片及施工方法。
为实现上述技术目的,本发明的装配式冻结界面加强隧道管片,其特征在于:包括多片环绕构成圆形管状结构的钢筋混凝土管片,每片钢筋混凝土管片外侧设有呈鸭蛋形状盘绕固定在钢筋混凝土管片外部的无缝钢管,无缝钢管与弧形结构的钢筋混凝土管片外表面贴合匹配,使用时形成冻土范围与摆放处的隧道面相贴合,无缝钢管的两个端分别插入钢筋混凝土管片并从钢筋混凝土管片内部伸出,一端为供液端、另一端为回液端,钢筋混凝土管片外侧通过铆钉(5)固定。
钢筋混凝土管片构成完整的水泥管结构可根据工程需要,任意调节管片尺寸和拼装块数,相应调整外部冻结管尺寸,实现不同位置处对界面冻结加固的不同需求,每片钢筋混凝土管片上根据需要可以设置不同尺寸的无缝钢管,每片钢筋混凝土管片可以设置一组无缝钢管,也可以设置多组无缝钢管或者将多组无缝钢管跨越两片钢筋混凝土管片设置,并可以根据需要和加固范围,选择不同尺寸的钢筋混凝土管片和组成水泥管结构的,从而有效调整加固范围。
所述钢筋混凝土管片为三片或五片相互组合后形成完整的水泥管结构,三片的顶部加固范围大,五片的顶部加固范围小。
所述外部圆形无缝钢管进行镀锌处理,使得管片在隧道建设中以及后期隧道修复中,需要对界面进行冻结加固处理时,可拆除后重复使用。
一种配式冻结界面加强隧道管片的施工方法,其步骤为:
根据实际隧道施工要求选择组成水泥圆管的钢筋混凝土管片的数量,根据选用的钢筋混凝土管片外表面积将圆形无缝钢管盘绕一圈后使用铆钉固定在钢筋混凝土管片的表面,并保证圆形无缝钢管与钢筋混凝土管片贴合,并在圆形无缝钢管的供液端和回液端处沿着管片厚度方向打两个钻孔,将圆形无缝钢管的供液端和回液端沿钻孔伸入钢筋混凝土管片内,从而形成一块具有界面冻结加强效果的隧道管片;施工时,将安装有无缝钢管的钢筋混凝土管片紧贴隧道需要冻结的壁面安装,并在安装后通过供液端和回液端向无缝钢管中充入液氮进行冷冻。
根据不同的隧道面冻结要求选择将安装有圆形无缝钢管的钢筋混凝土管片设置在需要冻结面上的隧道壁上,如两条隧道之间施工联络通道进行冻结加固,不需要冻结处理的隧道壁上设置未安装圆形无缝钢管的钢筋混凝土管片,冷冻作业时将液氮充入设有圆形无缝钢管中后,即可加强界面位置冻结壁强度和厚度,有效防止界面附近含水砂土渗入,规避施工带来的重大风险。
有益效果:
冻结管布置于钢筋混凝土管片外部,直接与周围地层接触,增加了冻结过程中的冷量传递效率;冻结管呈鸭蛋形布置于钢筋混凝土管片外部,与弧形管片形状相匹配,形成冻土范围与弧形管片相贴合,有效加强了界面处的冻结效果。管片尺寸和拼装块数以及管片布置位置可以根据工程设计方案进行灵活调整,实现不同位置的不同冻结加强效果。圆形无缝钢管根据管片匹配设置并镀锌处理,增加其耐腐蚀性,在隧道建设中或者后期隧道修复过程中,如果需要对界面位置进行冻结加固处理,冻结管可以重复使用,其加强界面位置冻结壁强度和厚度,有效防止界面附近含水砂土渗入,规避施工带来的重大风险。
附图说明
图1为本发明装配式冻结界面加强隧道管片组合为水泥管结构的结构示意图。
图2为本发明装配式冻结界面加强隧道管片侧视图。
图3为本发明装配式冻结界面加强隧道管片主视图。
图4为本发明五片装配式冻结界面加强隧道管片拼装后主视结构示意图。
附图标记说明:钢筋混凝土管片-1,供液端-2,回液端-3,圆形无缝钢管4,铆钉-5。
具体实施方式
以下实施例的说明是参考附图,用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。
如图1、图2和图3所示,本发明的装配式冻结界面加强隧道管片,包括多片环绕构成圆形管状结构的钢筋混凝土管片1,每片钢筋混凝土管片1外侧设有呈鸭蛋形状盘绕固定在钢筋混凝土管片1外部的无缝钢管4,所述外部圆形无缝钢管进行镀锌处理,使得管片在隧道建设中以及后期隧道修复中,需要对界面进行冻结加固处理时,可拆除后重复使用,无缝钢管4与弧形结构的钢筋混凝土管片1外表面贴合匹配,使用时形成冻土范围与摆放处的隧道面相贴合,无缝钢管4的两个端分别插入钢筋混凝土管片1并从钢筋混凝土管片1内部伸出,一端为供液端2、另一端为回液端3,钢筋混凝土管片1外侧通过铆钉5固定。
如图4所示,钢筋混凝土管片1构成完整的水泥管结构可根据工程需要,任意调节管片尺寸和拼装块数,相应调整外部冻结管尺寸,实现不同位置处对界面冻结加固的不同需求,每片钢筋混凝土管片1上根据需要可以设置不同尺寸的无缝钢管4,每片钢筋混凝土管片1可以设置一组无缝钢管4,也可以设置多组无缝钢管4或者将多组无缝钢管4跨越两片钢筋混凝土管片1设置,并可以根据需要和加固范围,选择不同尺寸的钢筋混凝土管片1和组成水泥管结构的,从而有效调整加固范围。所述钢筋混凝土管片1为三片或五片相互组合后形成完整的水泥管结构,三片的顶部加固范围大,五片的顶部加固范围小。
一种配式冻结界面加强隧道管片的施工方法,其步骤为:
根据实际隧道施工要求选择组成水泥圆管的钢筋混凝土管片1的数量,根据选用的钢筋混凝土管片1外表面积将圆形无缝钢管4盘绕一圈后使用铆钉5固定在钢筋混凝土管片1的表面,并保证圆形无缝钢管4与钢筋混凝土管片1贴合,并在圆形无缝钢管4的供液端2和回液端3处沿着管片厚度方向打两个钻孔,将圆形无缝钢管4的供液端2和回液端3沿钻孔伸入钢筋混凝土管片1内,从而形成一块具有界面冻结加强效果的隧道管片;施工时,将安装有无缝钢管4的钢筋混凝土管片1紧贴隧道需要冻结的壁面安装,并在安装后通过供液端2和回液端3向无缝钢管4中充入液氮进行冷冻。
根据不同的隧道面冻结要求选择将安装有圆形无缝钢管4的钢筋混凝土管片1设置在需要冻结面上的隧道壁上,如两条隧道之间施工联络通道进行冻结加固,不需要冻结处理的隧道壁上设置未安装圆形无缝钢管4的钢筋混凝土管片1,冷冻作业时将液氮充入设有圆形无缝钢管4中后,即可加强界面位置冻结壁强度和厚度,有效防止界面附近含水砂土渗入,规避施工带来的重大风险。
Claims (6)
1.一种装配式冻结界面加强隧道管片,其特征在于:包括多片环绕构成圆形管状结构的钢筋混凝土管片(1),每片钢筋混凝土管片(1)外侧设有呈鸭蛋形状盘绕固定在钢筋混凝土管片(1)外部的无缝钢管(4),无缝钢管(4)与弧形结构的钢筋混凝土管片(1)外表面贴合匹配,使用时形成冻土范围与摆放处的隧道面相贴合,无缝钢管(4)的两个端分别插入钢筋混凝土管片(1)并从钢筋混凝土管片(1)内部伸出,一端为供液端(2)、另一端为回液端(3),钢筋混凝土管片(1)外侧通过铆钉(5)固定。
2.根据权利要求1所述的装配式冻结界面加强隧道管片,其特征在于:钢筋混凝土管片(1)构成完整的水泥管结构可根据工程需要,任意调节管片尺寸和拼装块数,相应调整外部冻结管尺寸,实现不同位置处对界面冻结加固的不同需求,每片钢筋混凝土管片(1)上根据需要可以设置不同尺寸的无缝钢管(4),每片钢筋混凝土管片(1)可以设置一组无缝钢管(4),也可以设置多组无缝钢管(4)或者将多组无缝钢管(4)跨越两片钢筋混凝土管片(1)设置,并可以根据需要和加固范围,选择不同尺寸的钢筋混凝土管片(1)和组成水泥管结构的,从而有效调整加固范围。
3.根据权利要求1或2所述的装配式冻结界面加强隧道管片,其特征在于:所述钢筋混凝土管片(1)为三片或五片相互组合后形成完整的水泥管结构,三片的顶部加固范围大,五片的顶部加固范围小。
4.根据权利要求1所述的装配式冻结界面加强隧道管片,其特征在于:所述外部圆形无缝钢管进行镀锌处理,使得管片在隧道建设中以及后期隧道修复中,需要对界面进行冻结加固处理时,可拆除后重复使用。
5.一种使用权利要求1所述的配式冻结界面加强隧道管片的施工方法,其特征在于:
根据实际隧道施工要求选择组成水泥圆管的钢筋混凝土管片(1)的数量,根据选用的钢筋混凝土管片(1)外表面积将圆形无缝钢管(4)盘绕一圈后使用铆钉(5)固定在钢筋混凝土管片(1)的表面,并保证圆形无缝钢管(4)与钢筋混凝土管片(1)贴合,并在圆形无缝钢管(4)的供液端(2)和回液端(3)处沿着管片厚度方向打两个钻孔,将圆形无缝钢管(4)的供液端(2)和回液端(3)沿钻孔伸入钢筋混凝土管片(1)内,从而形成一块具有界面冻结加强效果的隧道管片;施工时,将安装有无缝钢管(4)的钢筋混凝土管片(1)紧贴隧道需要冻结的壁面安装,并在安装后通过供液端(2)和回液端(3)向无缝钢管(4)中充入液氮进行冷冻。
6.根据权利要求5所述的施工方法,其特征在于:根据不同的隧道面冻结要求选择将安装有圆形无缝钢管(4)的钢筋混凝土管片(1)设置在需要冻结面上的隧道壁上,如两条隧道之间施工联络通道进行冻结加固,不需要冻结处理的隧道壁上设置未安装圆形无缝钢管(4)的钢筋混凝土管片(1),冷冻作业时将液氮充入设有圆形无缝钢管(4)中后,即可加强界面位置冻结壁强度和厚度,有效防止界面附近含水砂土渗入,规避施工带来的重大风险。
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