CN112879033B - 一种与盾构隧道相结合的渡线段隧道结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种与盾构隧道相结合的渡线段隧道结构，包括：按照渡线段隧道的设计路线开挖而成的渡线通道，渡线通道与盾构隧道相邻设置，渡线通道的截面积从靠近工作井的一端至远离工作井的一端逐渐减小；通过部分拆除位于渡线通道内的盾构隧道而形成的开口，盾构隧道通过开口与渡线通道相连通，盾构隧道部分外露于渡线通道内形成连接端部；设于渡线通道内壁面的渡线结构，渡线结构与连接端部的外侧壁和端面固定连接。本申请可以减小开挖的渡线通道的断面和跨度，降低了施工风险，减少了施工量，提高了施工进度，节约了施工成本。

Description

一种与盾构隧道相结合的渡线段隧道结构
技术领域
本发明涉及隧道施工技术领域，特指一种与盾构隧道相结合的渡线段隧道结构。
背景技术
渡线,转辙段，是指用以连接两条平行钢轨的一段铁轨，使行驶于某路线的列车可以换轨至另外一条路线。该类轨道通常会配有一组至多组的转辙器。当前地铁工程施工常采用盾构法施工，渡线段隧道通常采用明挖法或者浅埋暗挖法施工，将渡线轨道转换至主线轨道，渡线段隧道的明挖法施工是指将渡线段与车站合并明挖，该工法占地面积大，对地面交通及周边环境影响较大。渡线段隧道的浅埋暗挖法施工是指对渡线段隧道采用全断面矿山法施工，通常是在渡线段的盾构隧道外围开挖施工断面较大的渡线段隧道，再将渡线段内的隧道管片全部拆除，现有技术中通常将隧道管片的隧道线作为隧道主线，并开挖更大的空间以容纳隧道渡线的转换，因此开挖的渡线段隧道的断面大，跨度大，施工风险较大，对地层要求高，尤其在软土地层中难以实施，而且施工量较大，施工进度慢。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种与盾构隧道相结合的渡线段隧道结构，以解决现有渡线段隧道由于断面大和跨度大而导致施工风险较大、施工量较大、施工进度慢的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种与盾构隧道相结合的渡线段隧道结构，一端位于工作井处，所述渡线段隧道结构包括：
按照渡线段隧道的设计路线开挖而成的渡线通道，所述渡线通道与所述盾构隧道相邻设置，所述渡线通道的截面积从靠近所述工作井的一端至远离所述工作井的一端逐渐减小；
通过部分拆除位于所述渡线通道内的所述盾构隧道而形成的开口，所述盾构隧道通过所述开口与所述渡线通道相连通，所述盾构隧道部分外露于所述渡线通道内形成连接端部；以及
设于所述渡线通道内壁面的渡线结构，所述渡线结构与所述连接端部的外侧壁和端面固定连接。
本发明中由于拆除部分盾构隧道的管片，虽然降低了剩下的盾构隧道的管片的承载力，但是通过使渡线结构与盾构隧道的连接端部的外侧壁和端面固定连接，相当于将盾构隧道吊设于渡线结构上，渡线结构对盾构隧道的连接端部的端面进行支承固定，盾构隧道将荷载传递给渡线结构，使得盾构隧道不会因受力而变形，确保了渡线结构与盾构隧道结合形成的渡线段隧道结构的整体受力性能较佳、承载性能较佳。本申请的渡线段隧道结构利用原有的盾构隧道的部分管片，因此可以减小开挖的渡线通道的断面和跨度，降低了施工风险，由于渡线通道的断面和跨度减小，且只需要拆除部分盾构隧道的管片，从而减少了施工量，提高了施工进度。
本发明与盾构隧道相结合的渡线段隧道结构的进一步改进在于，还包括沿着待开挖的所述渡线通道的四周设置的加固层以及设于所述渡线通道远离所述工作井一端的端部加固结构，所述加固层与所述盾构隧道围合形成封闭区域。
本发明与盾构隧道相结合的渡线段隧道结构的进一步改进在于，还包括对应所述加固层与所述盾构隧道的连接处、竖向地顶撑安装于所述盾构隧道内的管片支撑结构。
本发明与盾构隧道相结合的渡线段隧道结构的进一步改进在于，所述加固层包括沿着渡线段的长度方向打设于所述待开挖的所述渡线通道四周的土体中的若干排超前小导管，呈倾斜状；
通过所述超前小导管向所述渡线通道四周的土体灌注混凝土而形成所述加固层。
本发明与盾构隧道相结合的渡线段隧道结构的进一步改进在于，还包括沿着所述渡线段的长度方向设于所述渡线通道内壁面和所述渡线结构之间的支护结构。
本发明与盾构隧道相结合的渡线段隧道结构的进一步改进在于，所述支护结构包括沿着所述渡线段的长度方向设于所述渡线通道内壁面的若干个钢架以及埋固所述钢架的支护混凝土结构。
本发明与盾构隧道相结合的渡线段隧道结构的进一步改进在于，还包括立设于靠近所述工作井处的所述渡线通道中、且顶撑所述渡线通道的若干个支撑柱，若干个所述支撑柱的排列方向与所述渡线段的长度方向一致。
本发明与盾构隧道相结合的渡线段隧道结构的进一步改进在于，所述盾构隧道的所述连接端部具有伸出所述连接端部外的管片钢筋；
所述渡线结构包括沿着所述渡线段的长度方向绑扎固定且与所述管片钢筋固定连接的结构钢筋以及埋固所述管片钢筋和所述结构钢筋的渡线混凝土结构。
本发明与盾构隧道相结合的渡线段隧道结构的进一步改进在于，还包括设于所述盾构隧道底面和所述渡线结构底面之上的道床。
附图说明
图1为本发明与盾构隧道相结合的渡线段隧道结构的平面图。
图2为本发明与盾构隧道相结合的渡线段隧道施工方法中加固层和盾构隧道的结构示意图。
图3为图1中A-A剖面处的支护结构、渡线通道、加固层和盾构隧道的结构示意图。
图4为图1中B-B剖面处的支护结构、渡线通道、加固层和盾构隧道的结构示意图。
图5为图1中A-A剖面处的渡线结构、支护结构、渡线通道、加固层和盾构隧道的结构示意图。
图6为图1中B-B剖面处的渡线结构、支撑柱、支护结构、渡线通道、加固层和盾构隧道的结构示意图。
图7为图1中A-A剖面处的道床、渡线结构、支护结构、渡线通道、加固层和盾构隧道的结构示意图。
图8为图1中B-B剖面处的道床、渡线结构、支撑柱、支护结构、渡线通道、加固层和盾构隧道的结构示意图。
图中：盾构隧道-1，连接端部-11，管片支撑结构-2，渡线通道-3，渡线结构-4，支护结构-5，加固层-6，支撑柱-7，道床-8，工作井-9。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种与盾构隧道相结合的渡线段隧道结构，用于将渡线通道并入盾构隧道。本发明包括盾构隧道、渡线通道、开口、渡线结构，由于拆除部分盾构隧道的管片，虽然降低了剩下的盾构隧道的管片的承载力，但是通过使渡线结构与盾构隧道的连接端部的外侧壁和端面固定连接，相当于将盾构隧道吊设于渡线结构上，渡线结构对盾构隧道的连接端部的端面进行支承固定，盾构隧道将荷载传递给渡线结构，使得盾构隧道不会因受力而变形，确保了渡线结构与盾构隧道结合形成的渡线段隧道结构的整体受力性能较佳、承载性能较佳。本申请的渡线段隧道结构利用原有的盾构隧道的部分管片，因此可以减小开挖的渡线通道的断面和跨度，降低了施工风险，由于渡线通道的断面和跨度减小，且只需要拆除部分盾构隧道的管片，从而减少了施工量，提高了施工进度。
下面结合附图对本发明与盾构隧道相结合的渡线段隧道结构进行说明。
参见图1和图5，在本实施例中，一种与盾构隧道相结合的渡线段隧道结构，一端位于工作井9处，渡线段隧道结构包括：按照渡线段隧道的设计路线开挖而成的渡线通道3、通过部分拆除位于渡线通道内的盾构隧道1而形成的开口以及设于渡线通道3内壁面的渡线结构4，渡线通道3与盾构隧道1相邻设置，渡线通道3的截面积从靠近工作井9的一端至远离工作井9的一端逐渐减小，盾构隧道1通过开口与渡线通道3相连通，盾构隧道1部分外露于渡线通道3内形成连接端部11，渡线结构4与连接端部11的外侧壁和端面固定连接。
在本实施例中渡线段隧道结构由于拆除部分盾构隧道1的管片，虽然降低了剩下的盾构隧道1的管片的承载力，但是通过使渡线结构4与盾构隧道1的连接端部11的外侧壁和端面固定连接，相当于将盾构隧道1吊设于渡线结构4上，渡线结构4对盾构隧道1的连接端部11的端面进行支承固定，盾构隧道1将荷载传递给渡线结构4，使得盾构隧道1不会因受力而变形，确保了渡线结构4与盾构隧道1结合形成的渡线段隧道结构的整体受力性能较佳、承载性能较佳。本申请的渡线段隧道结构利用原有的盾构隧道1的部分管片，因此可以减小开挖的渡线通道3的断面和跨度，降低了施工风险，由于渡线通道3的断面和跨度减小，且只需要拆除部分盾构隧道1的管片，从而减少了施工量，提高了施工进度。由于有效保留盾构隧道1的部分管片，并使其与渡线结构4连接形成受力整体，减少传统扩挖方式下管片的浪费，节约了施工成本。
参见图2，在本实施例中，渡线段隧道结构还包括沿着待开挖的渡线通道3的四周设置的加固层6以及设于渡线通道4远离工作井9一端的端部加固结构，加固层6与盾构隧道1围合形成封闭区域，通过该加固层6对待开挖的渡线通道3四周的土体进行加固，以及端部加固结构对渡线通道3远离工作井9的一端进行加固，避免开挖土体时土方坍塌。
参见图3和图4，进一步的，渡线段隧道结构还包括对应加固层6与盾构隧道1的连接处、竖向地顶撑安装于盾构隧道1内的管片支撑结构2，管片支撑结构2在浇筑形成渡线结构4之后拆除，在开挖形成渡线通道3之后通过管片支撑结构2对应加固层6与盾构隧道1的连接处进行支撑，从而使得加固层6和管片支撑结构2形成框型结构，避免盾构隧道1因受力过大而形变，确保浇筑渡线结构4之前整体结构的受力性能。
较佳地，通过挖出盾构隧道1上部、下部以及其中一侧部的土体从而形成呈C型状的渡线通道3，拆除部分盾构隧道1后形成C型状的结构，盾构隧道1与呈C型状的渡线结构4形成口字型状的整体受力结构。
较佳地，连接端部11为两个且包括上连接端部和下连接端部，渡线结构4具有第一端部和第二端部，第一端部与上连接端部的外侧壁和端面固定连接，第二端部与下连接端部的外侧壁和端面固定连接，第一端部抵撑上连接端部，第二端部抵撑下连接端部，进而能够防止上连接端部和下连接端部的变形，确保了渡线结构4与盾构隧道1结合形成的渡线段隧道结构的整体受力性能较佳、承载性能较佳。
更进一步的，加固层6包括沿着渡线段的长度方向打设于待开挖的渡线通道3四周的土体中的若干排超前小导管，呈倾斜状，通过超前小导管向渡线通道3四周的土体灌注混凝土而形成加固层6。
参见图3和图4，在本实施例中，渡线段隧道结构还包括沿着渡线段的长度方设于渡线通道3内壁面和渡线结构4之间的支护结构5。
进一步的，支护结构5包括沿着渡线段的长度方向设于渡线通道3内壁面的若干个钢架以及埋固钢架的支护混凝土结构。
参见图6和图8，更进一步的，渡线段隧道结构还包括立设于靠近工作井9处的渡线通道3中、且顶撑渡线通道3的若干个支撑柱7，若干个支撑柱7的排列方向与渡线段的长度方向一致，由于靠近工作井9处的渡线通道3的断面和跨度较大，通过设置支撑柱7对渡线结构4起到支撑作用，确保整体结构的受力性能和稳固性。
在本实施例中，盾构隧道1的连接端部11具有伸出连接端部11外的管片钢筋，渡线结构4包括沿着渡线段的长度方向绑扎固定且与管片钢筋固定连接的结构钢筋以及埋固管片钢筋和结构钢筋的渡线混凝土结构。渡线结构4为呈C型状的结构且具有足够的刚度，相当于将渡线隧道1吊设于渡线结构4的两端之间，盾构隧道1所受的荷载通过管片钢筋传递给结构钢筋，使得渡线结构4能够承受盾构隧道1的荷载，对盾构隧道的管片起到支承的作用，确保了盾构隧道与渡线结构4连接形成的整体结构的受力性能。
参见图7和图8，进一步的，渡线段隧道结构还包括设于盾构隧道1底面和渡线结构4底面之上的道床8。
较佳地，渡线段隧道结构还包括在开挖形成渡线通道3之后于渡线通道3内搭设形成、顶撑于渡线通道3内的渡线支撑结构。
下面对本发明的与盾构隧道相结合的渡线段隧道结构的施工流程进行说明。
将若干排超前小导管沿着渡线段的长度方向倾斜地打入于待开挖的渡线通道四周，通过超前小导管向渡线通道四周的土体灌注混凝土而形成加固层，并于待开挖的渡线通道远离工作井的一端施工端部加固结构，沿着渡线段的长度方向开挖而成的渡线通道，将管片支撑结构对应加固层与盾构隧道的连接处、竖向地顶撑安装于盾构隧道内，于渡线通道内搭设渡线支撑结构，并顶撑于渡线通道内，将若干个钢架沿着渡线段的长度方向设于渡线通道内壁面，于钢架处浇筑混凝土埋固钢架形成支护结构，部分拆除位于渡线段内的盾构隧道而开口，拆除渡线支撑结构，沿着渡线段的长度方向于渡线结构的设置位置处绑扎固定结构钢筋，将管片钢筋与结构钢筋固定连接，于结构钢筋处浇筑混凝土埋固管片钢筋和结构钢筋形成渡线结构，拆除管片支撑结构，于盾构隧道的底面和渡线结构的底面之上浇筑混凝土形成道床。
通过采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
本发明中由于拆除部分盾构隧道的管片，虽然降低了剩下的盾构隧道的管片的承载力，但是通过使渡线结构与盾构隧道的连接端部的外侧壁和端面固定连接，相当于将盾构隧道吊设于渡线结构上，渡线结构对盾构隧道的连接端部的端面进行支承固定，盾构隧道将荷载传递给渡线结构，使得盾构隧道不会因受力而变形，确保了渡线结构与盾构隧道结合形成的渡线段隧道结构的整体受力性能较佳、承载性能较佳。本申请的渡线段隧道结构利用原有的盾构隧道的部分管片，因此可以减小开挖的渡线通道的断面和跨度，降低了施工风险，由于渡线通道的断面和跨度减小，且只需要拆除部分盾构隧道的管片，从而减少了施工量，提高了施工进度。由于靠近工作井处的渡线通道的断面和跨度较大，通过设置支撑柱对渡线结构起到支撑作用，确保整体结构的受力性能和稳固性。

Claims (7)

1.一种与盾构隧道相结合的渡线段隧道结构，一端位于工作井处，其特征在于，所述渡线段隧道结构包括：
按照渡线段隧道的设计路线开挖而成的渡线通道，所述渡线通道与所述盾构隧道相邻设置，所述渡线通道的截面积从靠近所述工作井的一端至远离所述工作井的一端逐渐减小；
通过部分拆除位于所述渡线通道内的所述盾构隧道而形成的开口，所述盾构隧道通过所述开口与所述渡线通道相连通，所述盾构隧道部分外露于所述渡线通道内形成连接端部；以及
设于所述渡线通道内壁面的渡线结构，所述渡线结构与所述连接端部的外侧壁和端面固定连接；
沿着待开挖的所述渡线通道的四周设置的加固层以及设于所述渡线通道远离所述工作井一端的端部加固结构，所述加固层与所述盾构隧道围合形成封闭区域；
对应所述加固层与所述盾构隧道的连接处、竖向地顶撑安装于所述盾构隧道内的管片支撑结构；
所述连接端部为两个且包括上连接端部和下连接端部，浇筑形成的所述渡线结构具有第一端部和第二端部，使所述第一端部与所述上连接端部的外侧壁和端面固定连接，并使所述第二端部与所述下连接端部的外侧壁和端面固定连接。
2.根据权利要求1所述的与盾构隧道相结合的渡线段隧道结构，其特征在于，所述加固层包括沿着渡线段的长度方向打设于所述待开挖的所述渡线通道四周的土体中的若干排超前小导管，呈倾斜状；
通过所述超前小导管向所述渡线通道四周的土体灌注混凝土而形成所述加固层。
3.根据权利要求1所述的与盾构隧道相结合的渡线段隧道结构，其特征在于，还包括沿着所述渡线段的长度方向设于所述渡线通道内壁面和所述渡线结构之间的支护结构。
4.根据权利要求3所述的与盾构隧道相结合的渡线段隧道结构，其特征在于，所述支护结构包括沿着所述渡线段的长度方向设于所述渡线通道内壁面的若干个钢架以及埋固所述钢架的支护混凝土结构。
5.根据权利要求1所述的与盾构隧道相结合的渡线段隧道结构，其特征在于，还包括立设于靠近所述工作井处的所述渡线通道中、且顶撑所述渡线通道的若干个支撑柱，若干个所述支撑柱的排列方向与所述渡线段的长度方向一致。
6.根据权利要求1所述的与盾构隧道相结合的渡线段隧道结构，其特征在于，所述盾构隧道的所述连接端部具有伸出所述连接端部外的管片钢筋；
所述渡线结构包括沿着所述渡线段的长度方向绑扎固定且与所述管片钢筋固定连接的结构钢筋以及埋固所述管片钢筋和所述结构钢筋的渡线混凝土结构。
7.根据权利要求1所述的与盾构隧道相结合的渡线段隧道结构，其特征在于，还包括设于所述盾构隧道底面和所述渡线结构底面之上的道床。
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