CN111894605B - 一种适用于软土地层的隧道联络通道的结构设计方法 - Google Patents

一种适用于软土地层的隧道联络通道的结构设计方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种适用于软土地层的隧道联络通道的结构设计方法，包括两主隧道和连接两主隧道的联络通道，联络通道采用机械法施工，其技术在安全性、建设工期以及造价方面有较大的优势；同时针对软土地层以及以及位于路面正下方的隧道联络通道来说，具有工期短、对周边环境影响小的特点。

Description

一种适用于软土地层的隧道联络通道的结构设计方法
技术领域
本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种适用于软土地层的隧道联络通道的结构设计方法。
背景技术
一般情况下地铁隧道或铁路隧道为双线隧道，且两隧道间距离比较短，隧道间每隔一定距离需设计联络通道以满足后期服务、避险等多项需求。在软土地层中，传统的联络通道施工通常采用矿山法暗挖施工。存在沉降控制复杂，安全风险高，施工效率低，成本高等特点，迫切需要寻找一种安全、可靠、经济的机械化、智能化设备以完成联络通道的施工。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于软土地层的隧道联络通道的结构设计方法，其旨在解决上述背景技术中的技术问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种适用于软土地层的隧道联络通道的结构设计方法，包括两主隧道和连接两主隧道的联络通道，所述联络通道采用机械法施工，具体包括以下步骤：
S1：主隧道结构洞门处设计；在位于所述主隧道结构洞门处的联络通道处隧道管片采用钢混结合特制管片，并预留可切削部位；在位于所述主隧道结构洞门处的联络通道掘进机掘进位置采用混凝土管片；在位于所述主隧道结构洞门处的其他部位采用钢管片；
S2：联络通道衬砌设计；所述联络通道的衬砌设计为拼装式单层钢筋混凝土衬砌，所述拼装式单层钢筋混凝土衬砌包括盾构法联络通道管片；
S3：联络通道洞口接口设计；所述联络通道洞门接口分为两道，其中第一道为钢板，主隧道与联络通道连接部位采用钢板焊接连接；第二道为钢筋混凝土框架结构。
进一步地，在步骤S1中所述主隧道结构采用3环钢混结合特制管片，全环共分为6块，其环宽均为1500mm，不设楔形量，采用通缝拼装，封顶块均放置于开洞处另一侧45°及112.5°位置，在所述管片拼装前，应采用1500mm的调节环调整隧道里程。
进一步地，在步骤S1中位于所述主隧道结构洞门处的其他部位的钢管片内预留有注浆孔，所述注浆孔用于对主隧道的结构洞门处的地层进行加固。
进一步地，所述主隧道结构洞门处采用套筒法施工，所述主隧道结构洞门处接口为现浇钢筋混凝土结构。
进一步地，在步骤S2中所述盾构法联络通道管片为环形管片，错缝拼装，所述管片的接缝采用螺栓连接，所述管片的接缝上粘贴遇水膨胀的止水条和泡沫条。
进一步地，所述盾构法联络通道管片外径为3150mm，壁厚为250mm，环宽为550mm，混凝土强度为C50、抗渗等级为P10；全环共分为5块，错缝拼装、楔形量为8.7mm；
所述管片接缝采用5.8级M24螺栓连接。
进一步地，在步骤S3中钢筋混凝土框架结构的强度等级为C40，抗渗等级为P10。
进一步地，在步骤3中所述联络通道洞口接口施工方法包括以下步骤：
S31：洞门环拆除；采用专用工具进行洞门环的拆除，先拆一块邻接块，然后再自上而下依次拆除，砂浆凿除采用人工手持风镐施工，凿至洞门圈混凝土内表面完全出露，清理干净，进行下一步施工；
S32：绑扎钢板及钢筋；采用预埋钢筋或打插筋作为固定钢筋，靠近模板的钢筋绑上混凝土预制块，在主隧道与联络通道连接部位采用钢板焊接连接；
S33：立模、浇筑混凝土；模板采用特殊加工的钢模板，确保洞口的尺寸精度，采用泵送直接入模，分层浇筑，插入式振捣器捣固；使其形成钢筋混凝土框架结构。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明提供一种适用于软土地层的隧道联络通道的结构设计方法，其技术在安全性、建设工期以及造价方面有较大的优势。
2、本发明针对软土地层以及以及位于路面正下方的隧道联络通道来说，具有工期短、对周边环境影响小的特点。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为主隧道结构示意图。
图2为主隧道结构主视图。
图3为主隧道结构侧视图。
图4为盾构法联络通道管片结构主视图。
图5为盾构法联络通道管片接缝示意图。
图6为联络通道洞口接口示意图。
附图标记及对应的零部件名称：
1-钢混结合特制管片；2-混凝土管片；3-切削部位；4-盾构法联络通道管片；21-盾构法联络通道管片的止水条；22-盾构法联络通道管片的泡沫条；31-钢板；32-钢筋混凝土框架结构。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
【实施例】
如图1所示，本发明提供一种适用于软土地层的隧道联络通道的结构设计方法，应用于位于路面下方的联络通道和所在地层均为软土地层的联络通道结构设计方法，包括两主隧道和连接两主隧道的联络通道，联络通道采用机械法施工，具体包括以下步骤：
S1：主隧道结构洞门处设计；在位于主隧道结构洞门处的联络通道处隧道管片采用钢混结合特制管片1，并预留可切削部位3；在本方案中，其主隧道结构受力复杂，不同阶段承受的外部荷载不断变化，受力体系也随之发生改变，因此采用钢混结合特制管片可以有效的承载外部荷载变化，同时也可以满足不同工况情况下的受力要求。
在位于主隧道结构洞门处的联络通道掘进机掘进位置采用混凝土管片2；在本方案中，联络通道断面狭小，施工作业区域有限，管片结构型式、拼装方式受到多方面因素的制约，因此，采用混凝土管片可以有效解决上述问题。
在位于主隧道结构洞门处的其他部位采用钢管片；在本方案中联络通道与主隧道结构交叉处为异空间曲面，结构刚度不同、变形协调不一致，且长期承受列出振动荷载，受力特性复杂，为整个体系的薄弱环节，因此，采用钢管片可以有效的保证接头耐久性要求。
S2：联络通道衬砌设计；联络通道的衬砌设计为拼装式单层钢筋混凝土衬砌，拼装式单层钢筋混凝土衬砌包括盾构法联络通道管片4；
S3：联络通道洞口接口设计；联络通道洞门接口分为两道，其中第一道为钢板31，主隧道与联络通道连接部位采用钢板31焊接连接；第二道为钢筋混凝土框架结构32。
进一步地，在步骤S1中位于主隧道结构洞门处的联络通道采用3环钢混结合特制管片1，全环共分为6块，其环宽均为1500mm，不设楔形量，采用通缝拼装，封顶块均放置于开洞处另一侧45°及112.5°位置，在所述管片拼装前，应采用1500mm的调节环调整隧道里程；可以有效的确保接收环与主隧道的相对位置在允许范围内，以及有利于隧道洞门接头的布置；管片块与快间、环与环间均采用螺栓相连；在本方案中采用这种特殊结构有利于结构整体受力和施工便利。
进一步地，在步骤S1中位于主隧道结构洞门处的其他部位的钢管片内预留有注浆孔，所述注浆孔用于对主隧道的结构洞门处的地层进行加固；可以有效的保证地层的稳定性。
进一步地，主隧道结构洞门处采用套筒法施工，主隧道结构洞门处接口为现浇钢筋混凝土结构。
进一步地，在步骤S2中所述盾构法联络通道管片4为环形管片，错缝拼装，管片的接缝采用螺栓连接，管片的接缝上粘贴遇水膨胀的止水条21和泡沫条22；该止水条21可用来止水，该泡沫条22用于固定止水槽内止水条位置。
进一步地，盾构法联络通道管片4外径为3150mm，壁厚为250mm，环宽为550mm，混凝土强度为C50、抗渗等级为P10；全环共分为5块，错缝拼装、楔形量为8.7mm；所述管片接缝采用5.8级M24螺栓连接。
进一步地，在步骤S3中钢筋混凝土框架结构的强度等级为C40，抗渗等级为P10。
进一步地，在步骤3中所述联络通道洞口接口施工方法包括以下步骤：
S31：洞门环拆除；采用专用工具进行洞门环的拆除，先拆一块邻接块，然后再自上而下依次拆除，砂浆凿除采用人工手持风镐施工，凿至洞门圈混凝土内表面完全出露，清理干净，进行下一步施工；
S32：绑扎钢板及钢筋；采用预埋钢筋或打插筋作为固定钢筋，靠近模板的钢筋绑上混凝土预制块，在主隧道与联络通道连接部位采用钢板31焊接连接；
S33：立模、浇筑混凝土；模板采用特殊加工的钢模板，确保洞口的尺寸精度，采用泵送直接入模，分层浇筑，插入式振捣器捣固；使其形成钢筋混凝土框架结构32。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种适用于软土地层的隧道联络通道的结构设计方法，包括两主隧道和连接两主隧道的联络通道，其特征在于，所述联络通道采用机械法施工，具体包括以下步骤：
S1：主隧道结构洞门处设计；在位于所述主隧道结构洞门处的联络通道处隧道管片采用钢混结合特制管片(1)，并预留可切削部位(3)；在位于所述主隧道结构洞门处的联络通道掘进机掘进位置采用混凝土管片(2)；在位于所述主隧道结构洞门处的其他部位采用钢管片；
S2：联络通道衬砌设计；所述联络通道的衬砌设计为拼装式单层钢筋混凝土衬砌，所述拼装式单层钢筋混凝土衬砌包括盾构法联络通道管片(4)；
S3：联络通道洞口接口设计；所述联络通道洞口接口分为两道，其中第一道为钢板(31)，主隧道与联络通道连接部位采用钢板(31)焊接连接；第二道为钢筋混凝土框架结构(32)；
在步骤S3中所述联络通道洞口接口施工方法包括以下步骤：
S31：洞门环拆除；采用工具进行洞门环的拆除，先拆一块邻接块，然后再自上而下依次拆除，砂浆凿除采用人工手持风镐施工，凿至洞门圈混凝土内表面完全出露，清理干净，进行下一步施工；
S32：绑扎钢板及钢筋；采用预埋钢筋或打插筋作为固定钢筋，靠近模板的钢筋绑上混凝土预制块，在主隧道与联络通道连接部位采用钢板(31)焊接连接；
S33：立模、浇筑混凝土；模板采用钢模板，确保洞口的尺寸精度，采用泵送直接入模，分层浇筑，插入式振捣器捣固，形成钢筋混凝土框架结构(32)；
在步骤S1中位于所述主隧道结构洞门处的联络通道采用3环钢混结合特制管片(1)，全环共分为6块，其环宽均为1500mm，不设楔形量，采用通缝拼装，封顶块均放置于开洞处另一侧45°及112.5°位置，在所述钢混结合特制管片(1)拼装前，应采用1500mm的调节环调整隧道里程。
2.根据权利要求1所述的一种适用于软土地层的隧道联络通道的结构设计方法，其特征在于，在步骤S1中位于所述主隧道结构洞门处的其他部位的钢管片内预留有注浆孔，所述注浆孔用于对主隧道的结构洞门处的地层进行加固。
3.根据权利要求2所述的一种适用于软土地层的隧道联络通道的结构设计方法，其特征在于，所述主隧道结构洞门处采用套筒法施工，所述主隧道结构洞门处接口为现浇钢筋混凝土结构。
4.根据权利要求1所述的一种适用于软土地层的隧道联络通道的结构设计方法，其特征在于，在步骤S2中所述盾构法联络通道管片(4)为环形管片，错缝拼装，管片的接缝采用螺栓连接，所述管片的接缝上粘贴遇水膨胀的止水条(21)和泡沫条(22)。
5.根据权利要求4所述的一种适用于软土地层的隧道联络通道的结构设计方法，其特征在于，所述盾构法联络通道管片(4)外径为3150mm，壁厚为250mm，环宽为550mm，混凝土强度为C50、抗渗等级为P10；全环共分为5块，错缝拼装、楔形量为8.7mm；
所述管片的接缝采用5.8级M24螺栓连接。
6.根据权利要求1所述的一种适用于软土地层的隧道联络通道的结构设计方法，其特征在于，在步骤S3中钢筋混凝土框架结构(32)的强度等级为C40，抗渗等级为P10。
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