CN112282788A - 一种铁路tbm施工隧道断面结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铁路TBM施工隧道断面结构，包括盾构管片、道床、现浇翼板和轨下结构，道床位于轨面下方，道床底部铺设固定有现浇翼板，现浇翼板底部沿其长度方向固定有多组轨下结构；每组轨下结构均包括预制中箱涵、预制边箱涵和仰拱预制块，预制边箱涵为两块，且两块预制边箱涵分别对称布置在预制中箱涵两侧，仰拱预制块适配安装于预制中箱涵和两块预制边箱涵底部，且预制中箱涵、预制边箱涵和仰拱预制块之间通过定位拼装进行固定，道床和现浇翼板均固定于预制中箱涵和预制边箱涵的顶端面上。该施工隧道断面结构不仅结构简单，施工工序简单，而且施工效率高，工程投资低，安全性能高，经济效益高，具有良好的应用前景。

Description

一种铁路TBM施工隧道断面结构
技术领域
本发明涉及铁路隧道结构技术领域，更具体的说是涉及一种铁路TBM施工隧道断面结构。
背景技术
21世纪是地下空间的世纪，随着国民经济的快速发展，我国城市化进程不断加快，今后相当长的时期内，国内的城市地铁隧道、水工隧道、越江隧道、铁路隧道、公路隧道、市政管道等隧道工程将需要用到大量的隧道掘进机，而TBM隧道掘进机通常用于岩石地层下的隧道开挖。当前，我国的TBM施工隧道多采用分修方案进行施工，然而，分修方案虽然较为成熟，但其TBM直径往往小小，多为10.2m左右，而合修方案TBM隧道直径较大，约为14m左右，能够较好地满足在不同海拔高度下的隧道断面施工要求。
在采用刚性接触网悬挂的TBM合修隧道断面结构中，刚性悬挂在不同海拔高度下。对隧道断面的要求也各不相同。例如，当海拔高度h≤2000m时，刚性接触网布置的最小断面要求为距离内轨顶面6359mm水平线与隧道二衬内轮廓两交点的水平距离≥7008mm；当海拔高度2000<h≤3000m时，刚性接触网布置的最小断面要求为距离内轨顶面6443mm水平线与隧道二衬内轮廓两交点的水平距离≥7087mm；当海拔高度3000<h≤3500m时，刚性接触网布置的最小断面要求为距离内轨顶面6509mm水平线与隧道二衬内轮廓两交点的水平距离≥7116mm；当海拔高度3500<h≤4000m时，刚性接触网布置的最小断面要求为距离内轨顶面6532mm水平线与隧道二衬内轮廓两交点的水平距离≥7154mm；当海拔高度4000<h≤4500m时，刚性接触网布置的最小断面要求为距离内轨顶面6606mm水平线与隧道二衬内轮廓两交点的水平距离≥7195mm。而现有的TBM隧道施工往往工序繁多，施工空间狭小，施工进度缓慢，工程造价高，尤其针对长距离、特大断面的TBM隧道群的施工，施工效率较低。
因此，提供一种结构简单、施工工序简单、施工进度快、能够有效保证TBM隧道施工安全且能够降低工程投入成本的铁路TBM施工隧道断面结构是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，为了解决现有技术中TBM隧道施工工序繁琐、施工效率低且工程造价高等技术问题，本发明提供了一种结构简单、施工工序简单、施工进度快、能够有效保证TBM隧道施工安全且能够降低工程投入成本的铁路TBM施工隧道断面结构。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种铁路TBM施工隧道断面结构，包括盾构管片、道床、现浇翼板和轨下结构，所述道床位于轨面下方，所述道床底部铺设固定有所述现浇翼板，所述现浇翼板底部沿其长度方向固定有多组所述轨下结构；每组所述轨下结构均包括预制中箱涵、预制边箱涵和仰拱预制块，所述预制边箱涵为两块，且两块所述预制边箱涵分别对称布置在所述预制中箱涵两侧，所述仰拱预制块适配安装于所述预制中箱涵和两块所述预制边箱涵底部，且所述预制中箱涵、所述预制边箱涵和所述仰拱预制块之间通过定位拼装进行固定，所述道床和所述现浇翼板均固定于所述预制中箱涵和所述预制边箱涵的顶端面上。
经由上述的技术方案可知，与现有技术方案相比，本发明公开提供了一种铁路TBM施工隧道断面结构，通过利用轨下结构中预制中箱涵、预制边箱涵和仰拱预制块之间的连接结构，使得该隧道断面结构施工工序简单，易于定位拼装，施工进度快，能够充分利用TBM隧道断面空间，满足隧道功能需要，降低合修TBM隧道的工程投入成本，降低施工难度，提高大直径TBM隧道施工的安全性能。本发明的一种铁路TBM施工隧道断面结构，不仅结构简单，施工工序简单，而且施工效率高，工程投资低，安全性能高，经济效益高，具有良好的应用前景。
进一步的，所述盾构管片包括初期支护、预留变形层、拱墙二次衬砌和预留误差层，所述初期支护、所述预留变形层、所述拱墙二次衬砌和所述预留误差层沿隧道拱部的轮廓线由外而内依次布置且固定连接。
可选地，所述初期支护采用喷射混凝土、型钢钢架、锚杆和刚性悬挂接触网制作而成。
采用上述技术方案产生的有益效果是，使得该施工隧道断面结构安全性高，开挖空间大，便于大型机械作业。
进一步的，所述初期支护的厚度为15-25cm。
采用上述技术方案产生的有益效果是，有效提升了该断面结构的整体安全性能，保证了该施工隧道断面结构施工安全性高。
进一步的，所述预留变形层的厚度为8-12cm。
采用上述技术方案产生的有益效果是，为初期支护提供了合适的预留变形量，进一步保证了该施工隧道断面结构在开挖过程中施工的安全性。
进一步的，所述拱墙二次衬砌的厚度为30-40cm。
采用上述技术方案产生的有益效果是，对初期支护起到进一步加强固定支撑的作用，有效降低施工难度及施工风险，提高施工进度。
进一步的，所述预留误差层的厚度为7-15cm。
采用上述技术方案产生的有益效果是，使得轨下结构中的预制中箱涵、预制边箱涵和仰拱预制块之间易于定位拼装，提高了该施工隧道断面结构的施工效率。
进一步的，所述预制中箱涵中部沿其横断面形成有第一预制口，多个相邻的所述第一预制口之间贯通并形成疏散通道；所述预制边箱涵沿其横断面形成有第二预制口，多个相邻的所述第二预制口之间贯通并形成排水通道。
采用上述技术方案产生的有益效果是，充分优化利用了该施工隧道断面结构的内部空间，提高了该断面结构的稳定性，同时使得该断面结构的功能更加完备。
进一步的，所述第一预制口的断面高度为250-300cm，宽度为180-220cm，所述第二预制口的宽度为200-240cm。
可选地，所述第一预制口的断面高度为270cm，宽度为200cm，所述第二预制口的宽度为220cm。
采用上述技术方案产生的有益效果是，使得该断面结构的结构设计合理，稳定性强且施工进度快。
进一步的，在隧道内沿隧道延伸方向每间隔100m设置有一个由轨面进入轨下所述疏散通道的疏散通道出入口，所述疏散通道出入口设置有用于旅客进出所述疏散通道的疏散楼梯。
采用上述技术方案产生的有益效果是，使得该断面结构设计合理，功能较为完备。
进一步的，所述现浇翼板顶端面上靠近所述预留误差层处开设有相邻布置的第一安装槽和第二安装槽，且所述第一安装槽和所述第二安装槽均沿所述现浇翼板的长度延伸方向平行布置，所述第一安装槽用于穿设安装电力电缆，所述第二安装槽用于穿设安装通信信号电缆，且所述第一安装槽和所述第二安装槽的断面高度均为25-35cm，宽度均为25-35cm。
可选地，所述第一安装槽和所述第二安装槽的断面高度均为30cm，宽度均为30cm。
采用上述技术方案产生的有益效果是，进一步提高了该断面结构的功能完备性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明提供的一种铁路TBM施工隧道断面结构的结构示意图；
图2附图为附图1中A处的局部放大图；
图3附图为本发明提供的一种铁路TBM施工隧道断面结构中轨下结构的结构示意图；
图4附图为本发明提供的一种铁路TBM施工隧道断面结构中预制中箱涵的结构示意图；
图5附图为本发明提供的一种铁路TBM施工隧道断面结构中预制边箱涵的结构示意图；
图6附图为本发明提供的一种铁路TBM施工隧道断面结构中仰拱预制块的结构示意图。
其中：1-盾构管片，11-初期支护，12-预留变形层，13-拱墙二次衬砌，14-预留误差层，2-道床，3-现浇翼板，4-轨下结构，41-预制中箱涵，411-第一预制口，42-预制边箱涵，421-第二预制口，43-仰拱预制块，5-疏散通道，6-排水通道，7-第一安装槽，8-第二安装槽，9-疏散楼梯。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
本发明公开了一种铁路TBM施工隧道断面结构，包括盾构管片1、道床2、现浇翼板3和轨下结构4，道床2位于轨面下方，道床2底部铺设固定有现浇翼板3，现浇翼板3底部沿其长度方向固定有多组轨下结构4；每组轨下结构4均包括预制中箱涵41、预制边箱涵42和仰拱预制块43，预制边箱涵42为两块，且两块预制边箱涵42分别对称布置在预制中箱涵41两侧，仰拱预制块43适配安装于预制中箱涵41和两块预制边箱涵42底部，且预制中箱涵41、预制边箱涵42和仰拱预制块43之间通过定位拼装进行固定，道床2和现浇翼板3均固定于预制中箱涵41和预制边箱涵42的顶端面上。
根据本发明的一个可选实施例，盾构管片1包括初期支护11、预留变形层12、拱墙二次衬砌13和预留误差层14，初期支护11、预留变形层12、拱墙二次衬砌13和预留误差层14沿隧道拱部的轮廓线由外而内依次布置且固定连接；具体地，初期支护11采用喷射混凝土、型钢钢架、锚杆和刚性悬挂接触网制作而成，从而使得该施工隧道断面结构安全性高，开挖空间大，便于大型机械作业。
根据本发明的一个可选实施例，初期支护11的厚度为25cm，从而有效提升了该断面结构的整体安全性能，保证了该施工隧道断面结构施工安全性高。
根据本发明的一个可选实施例，预留变形层12的厚度为10cm，从而为初期支护提供了合适的预留变形量，进一步保证了该施工隧道断面结构在开挖过程中施工的安全性。
根据本发明的一个可选实施例，拱墙二次衬砌13的厚度为35cm，从而对初期支护起到进一步加强固定支撑的作用，有效降低了施工难度及施工风险，提高了施工进度。
根据本发明的一个可选实施例，预留误差层14的厚度为10cm，从而使得轨下结构中的预制中箱涵、预制边箱涵和仰拱预制块之间易于定位拼装，提高了该施工隧道断面结构的施工效率。
根据本发明的一个可选实施例，预制中箱涵41中部沿其横断面形成有第一预制口411，多个相邻的第一预制口411之间贯通并形成疏散通道5；预制边箱涵42沿其横断面形成有第二预制口421，多个相邻的第二预制口421之间贯通并形成排水通道6，从而充分优化利用了该施工隧道断面结构的内部空间，提高了该断面结构的稳定性，同时使得该断面结构的功能更加完备。
根据本发明的一个可选实施例，第一预制口411的断面高度为270cm，宽度为200cm，第二预制口421的宽度为220cm，从而使得该断面结构的结构设计合理，稳定性强且施工进度快。
根据本发明的一个可选实施例，在隧道内沿隧道延伸方向每间隔100m设置有一个由轨面进入轨下疏散通道5的疏散通道出入口，疏散通道出入口设置有用于旅客进出疏散通道5的疏散楼梯9，从而使得该断面结构设计合理，功能较为完备。
根据本发明的一个可选实施例，现浇翼板3顶端面上靠近预留误差层14处开设有相邻布置的第一安装槽7和第二安装槽8，且第一安装槽7和第二安装槽8均沿现浇翼板3的长度延伸方向平行布置，第一安装槽7用于穿设安装电力电缆，第二安装槽8用于穿设安装通信信号电缆，且第一安装槽7和第二安装槽8的断面高度均为30cm，宽度均为30cm，从而进一步提高了该断面结构的功能完备性。
本发明的一种铁路TBM施工隧道断面结构，通过利用轨下结构中预制中箱涵、预制边箱涵和仰拱预制块之间的连接结构，使得该隧道断面结构施工工序简单，易于定位拼装，施工进度快，能够充分利用TBM隧道断面空间，满足隧道功能需要，降低合修TBM隧道的工程投入成本，降低施工难度，提高大直径TBM隧道施工的安全性能。该施工隧道断面结构不仅结构简单，施工工序简单，而且施工效率高，工程投资低，安全性能高，经济效益高，具有良好的应用前景。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种铁路TBM施工隧道断面结构，其特征在于，包括盾构管片(1)、道床(2)、现浇翼板(3)和轨下结构(4)，所述道床(2)位于轨面下方，所述道床(2)底部铺设固定有所述现浇翼板(3)，所述现浇翼板(3)底部沿其长度方向固定有多组所述轨下结构(4)；每组所述轨下结构(4)均包括预制中箱涵(41)、预制边箱涵(42)和仰拱预制块(43)，所述预制边箱涵(42)为两块，且两块所述预制边箱涵(42)分别对称布置在所述预制中箱涵(41)两侧，所述仰拱预制块(43)适配安装于所述预制中箱涵(41)和两块所述预制边箱涵(42)底部，且所述预制中箱涵(41)、所述预制边箱涵(42)和所述仰拱预制块(43)之间通过定位拼装进行固定，所述道床(2)和所述现浇翼板(3)均固定于所述预制中箱涵(41)和所述预制边箱涵(42)的顶端面上。
2.根据权利要求1所述的一种铁路TBM施工隧道断面结构，其特征在于，所述盾构管片(1)包括初期支护(11)、预留变形层(12)、拱墙二次衬砌(13)和预留误差层(14)，所述初期支护(11)、所述预留变形层(12)、所述拱墙二次衬砌(13)和所述预留误差层(14)沿隧道拱部的轮廓线由外而内依次布置且固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种铁路TBM施工隧道断面结构，其特征在于，所述初期支护(11)的厚度为15-25cm。
4.根据权利要求2所述的一种铁路TBM施工隧道断面结构，其特征在于，所述预留变形层(12)的厚度为8-12cm。
5.根据权利要求2所述的一种铁路TBM施工隧道断面结构，其特征在于，所述拱墙二次衬砌(13)的厚度为30-40cm。
6.根据权利要求2所述的一种铁路TBM施工隧道断面结构，其特征在于，所述预留误差层(14)的厚度为7-15cm。
7.根据权利要求1所述的一种铁路TBM施工隧道断面结构，其特征在于，所述预制中箱涵(41)中部沿其横断面形成有第一预制口(411)，多个相邻的所述第一预制口(411)之间贯通并形成疏散通道(5)；所述预制边箱涵(42)沿其横断面形成有第二预制口(421)，多个相邻的所述第二预制口(421)之间贯通并形成排水通道(6)。
8.根据权利要求7所述的一种铁路TBM施工隧道断面结构，其特征在于，所述第一预制口(411)的断面高度为250-300cm，宽度为180-220cm，所述第二预制口(421)的宽度为200-240cm。
9.根据权利要求7所述的一种铁路TBM施工隧道断面结构，其特征在于，在隧道内沿隧道延伸方向每间隔100m设置有一个由轨面进入轨下所述疏散通道(5)的疏散通道出入口，所述疏散通道出入口设置有用于旅客进出所述疏散通道(5)的疏散楼梯(9)。
10.根据权利要求2-9任一项所述的一种铁路TBM施工隧道断面结构，其特征在于，所述现浇翼板(3)顶端面上靠近所述预留误差层(14)处开设有相邻布置的第一安装槽(7)和第二安装槽(8)，且所述第一安装槽(7)和所述第二安装槽(8)均沿所述现浇翼板(3)的长度延伸方向平行布置，所述第一安装槽(7)用于穿设安装电力电缆，所述第二安装槽(8)用于穿设安装通信信号电缆，且所述第一安装槽(7)和所述第二安装槽(8)的断面高度均为25-35cm，宽度均为25-35cm。
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