CN115341916B - 一种双线隧道拱圆盾构衬砌结构 - Google Patents

一种双线隧道拱圆盾构衬砌结构 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种双线隧道拱圆盾构衬砌结构，T形块、第一邻接块、两块标准块、人字块、中墙块依次连接构成第一线隧道盾构衬砌结构；T形块、第二邻接块、封顶块、两块标准块、人字块、中墙块依次连接构成第二线隧道盾构衬砌结构；第一线隧道盾构衬砌结构与第二线隧道盾构衬砌结构共用从上向下依次设置的T形块、中墙块、人字块，中墙块竖直设置，T形块和第二邻接块顶部连接有双面楔形拱顶块，T形块和第二邻接块顶部与拱顶块匹配贴合，使第一线隧道盾构衬砌结构、第二线隧道盾构衬砌结构、拱顶块构成顶部为拱圆形的双线隧道拱圆盾构衬砌结构。本发明大大提高了双线盾构断面利用率，降低工程投资，且断面受力合理，适应各种埋深隧道工程。

Description

一种双线隧道拱圆盾构衬砌结构
技术领域
本发明属于隧道技术领域，特别涉及一种双线隧道拱圆盾构衬砌结构。
背景技术
随着我国新型城镇化建设的快速发展，城市轨道交通在优化城市空间、缓解城市的交通拥挤、保护环境等方面作用愈加凸显。并已步入了高速发展阶段。盾构法凭借开挖安全、机械化及自动化程度高、施工劳动强度低、无需进行干槽水治理等优势成为区间隧道首选的施工工法。为适应窄道路红线问题盾构隧道由传统的单洞小盾构逐步发展形成双线盾构，目前双线盾构衬砌结构型式较少，如圆形大盾构、双圆盾构、类矩形盾构等，但以上断面型式均存在各种问题：圆形大盾构断面如图1所示，圆形大盾构断面利用率低，对地下空间尤其竖向空间影响大，且内部结构工程量大，整体造价高；双圆盾构断面如图2所示，双圆盾构法拱顶位置倒三角型土体在盾构掘进过程中不稳定，极易坠落形成空腔，进而造成较大的地表沉降，且双圆盾构法中隔墙最后拼装，拼装难度大、工效低、易造成海鸥块破裂。类矩形盾构断面如图3所示，类矩形盾构断面受力差，不适用于大埋深的隧道。以上双线盾构衬砌型式在当前轨道交通埋深逐步加大，线路纵向交叉多，地面、建构筑物及地下管线变形控制要求逐渐提高的形势下，很难胜任新的地铁建设。因此，亟需研究、开发新的双线盾构衬砌结构型式。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种双线隧道拱圆盾构衬砌结构，丰富了双线盾构衬砌结构型式，大大提高了双线盾构断面利用率，降低工程投资；顶部微拱的设置避免了形成拱顶倒三角土体，地表沉降小；且断面受力合理，适应各种埋深隧道工程。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明提供了一种双线隧道拱圆盾构衬砌结构，包括人字块、标准块、第一邻接块、第二邻接块、中墙块、T形块、封顶块、拱顶块；
所述T形块、第一邻接块、两块标准块、人字块、中墙块依次连接构成第一线隧道盾构衬砌结构；
所述T形块、第二邻接块、封顶块、两块标准块、人字块、中墙块依次连接构成第二线隧道盾构衬砌结构；
所述第一线隧道盾构衬砌结构与第二线隧道盾构衬砌结构共用从上向下依次设置的T形块、中墙块、人字块，所述中墙块竖直设置，所述T形块和第二邻接块顶部连接有双面楔形拱顶块，所述T形块和第二邻接块顶部与所述拱顶块匹配贴合，使第一线隧道盾构衬砌结构、第二线隧道盾构衬砌结构、拱顶块构成顶部为拱圆形的双线隧道拱圆盾构衬砌结构；
所述双线隧道拱圆盾构衬砌结构的拼装顺序如下：
人字块、对称拼装4个标准块、第一邻接块、T形块、第二邻接块、中墙块、封顶块、拱顶块。
作为优选，纵向上每隔300m，所述中墙块上设置一处防火门。
作为优选，所述拱顶块采用混凝土预制或利用盾尾进行同步注浆填充制作，注浆填充的注浆材料为双液浆或豆砾石和双液浆组合。
作为优选，所述拱顶块设置有止水系统。
作为优选，相邻双线隧道拱圆盾构衬砌结构环错缝拼装。
作为优选，所述人字块、标准块、第一邻接块、第二邻接块、中墙块、T形块、封顶块上均设置有手孔，双线隧道拱圆盾构衬砌结构的环缝、纵缝通过弯螺栓或直螺栓连接。
本发明具有如下有益效果：
本发明所提供的双线隧道拱圆盾构衬砌结构，创造性的提出全新的拱圆盾构衬砌结构，它由两个半圆和顶部微拱组成，断面受力非常合理，结构厚度大幅减小，可适用于各种埋深，并且断面利用率很高，工程适用性很强；顶部微拱的设置避免了形成拱顶倒三角土体，地表沉降小；拱圆盾构设置有封顶块，且封顶块最后拼装，提高了拼装工效，避免了中墙块拼装易造成T形块破裂的问题。拱圆盾构衬砌结构作为一套全新的盾构结构型式，解决了现有双线盾构衬砌结构型式存在的各种问题，为地下工程机械法施工迈出了坚实的一步。本发明大大提高了双线盾构断面利用率，降低工程投资，且断面受力合理，适应各种埋深隧道工程，推动了地下工程机械化的发展。本发明适用于所有地下双线隧道，应用范围甚广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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实施例的一些实施例。
图1为现有的圆形大盾构衬砌结构断面图；
图2为现有的双圆盾构衬砌结构断面图；
图3为现有的类矩形盾构衬砌结构断面图；
图4为本发明实施例双线隧道拱圆盾构衬砌结构的断面图（甲环）；
图5为本发明实施例双线隧道拱圆盾构衬砌结构的断面图（乙环）；
图6为本发明实施例双线隧道拱圆盾构衬砌结构的拱顶块防水图；
图7为本发明实施例双线隧道拱圆盾构衬砌结构拼装顺序图。
附图标记说明：
1.人字块；2.标准块；31.第一邻接块；32.第二邻接块；4.T形块；5.中墙块；6.封顶块；7.拱顶块；71.纵向止水条；72.环向止水条。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。
本实施例提供了一种双线隧道拱圆盾构衬砌结构，如图1至图7所示，包括人字块1、标准块2、第一邻接块31、第二邻接块32、中墙块5、T形块4、封顶块6、拱顶块7；所述T形块4、第一邻接块31、两块标准块2、人字块1、中墙块5依次连接构成第一线隧道盾构衬砌结构；所述T形块4、第二邻接块32、封顶块6、两块标准块2、人字块1、中墙块5依次连接构成第二线隧道盾构衬砌结构；所述第一线隧道盾构衬砌结构与第二线隧道盾构衬砌结构共用从上向下依次设置的T形块4、中墙块5、人字块1，所述中墙块5竖直设置，所述T形块4和第二邻接块32顶部连接有双面楔形拱顶块7，T形块4和第二邻接块32顶部与拱顶块7匹配贴合，拱顶块7填充了第一线隧道盾构衬砌结构、第二线隧道盾构衬砌结构与盾构的空隙，避免了形成拱顶倒三角土体，地表沉降小。使第一线隧道盾构衬砌结构、第二线隧道盾构衬砌结构、拱顶块7构成顶部为拱圆形的双线隧道拱圆盾构衬砌结构。
所述双线隧道拱圆盾构衬砌结构的拼装顺序如下：
人字块1（如图7中（a）所示）、对称拼装4个标准块2（如图7中（b）所示）、第一邻接块31（如图7中（c）所示）、T形块4（如图7中（d）所示）、第二邻接块32（如图7中（e）所示）、中墙块5（如图7中（f）所示）、封顶块6（如图7中（g）所示）、拱顶块7（如图7中（h）所示）。
所述人字块1呈“人”字形，位于第一线隧道盾构衬砌结构与第二线隧道盾构衬砌结构衔接处底部。所述中墙块5作为竖向承重构件设置于两线隧道洞室之间，并起到分隔作用，纵向上每隔300m，所述中墙块5上设置一处防火门，使得两线隧道互为安全疏散通道。待人字块1、标准块2、第一邻接块31、第二邻接块32、T形块4、中墙块5拼装完成后，拼装双面楔形的封顶块6并封闭断面。所述拱顶块7主要作用为回填盾构与两线隧道盾构衬砌结构顶部空隙，拱顶块7可采用预制混凝土结构，待人字块1、4个标准块2、第一邻接块31、T形块4、第二邻接块32、中墙块5、封顶块6拼装成环后在前方插入拱顶块7，也可采用利用盾尾进行同步注浆填充方式制作，注浆填充的注浆材料为双液浆或豆砾石和双液浆组合。所述人字块1、T形块4位于第一线隧道盾构衬砌结构与第二线隧道盾构衬砌结构衔接处，T形块4与第二邻接块32设置有与拱顶块7的衔接结构，所述衔接结构指接缝处T形块4与第二邻接块32局部凸起加厚，改善拱顶块7形状，避免出现尖角。人字块1和T形块4中心加厚节点区细部结构根据受力确定。人字块1和T形块4中心部位受力集中且复杂，中心加厚有效提高结构承载能力，且T形块4中心加厚缩减了拱顶块7的体积，有利于拱顶块7的抓举与拼装。
所述封顶块6的圆心角为20°，所述标准块2的圆心角为80°。所述拱顶块7设置有止水系统，止水系统包括纵向止水条71和环向止水条72，阻止地下水和泥浆渗入盾构机仓，如图6所示。所述人字块1、标准块2、第一邻接块31、第二邻接块32、中墙块5、T形块4、封顶块6上均设置有手孔，双线隧道拱圆盾构衬砌结构的环缝、纵缝通过弯螺栓或直螺栓连接。相邻双线隧道拱圆盾构衬砌结构环错缝拼装，相邻的甲环、乙环错缝拼装，双线隧道拱圆盾构衬砌结构的结构断面图（甲环）如图4所示，双线隧道拱圆盾构衬砌结构的结构断面图（乙环）如图5所示。
由以上技术方案可以看出，本实施例提供的一种双线隧道拱圆盾构衬砌结构，断面受力非常合理，结构厚度大幅减小，可适用于各种埋深，并且断面利用率很高，工程适用性很强；顶部微拱的设置避免了形成拱顶倒三角土体，地表沉降小；拱圆盾构设置有封顶块，且封顶块最后拼装，提高了拼装工效，避免了中墙块拼装易造成T形块破裂的问题。大大提高了双线盾构断面利用率，降低工程投资，且断面受力合理，适应各种埋深隧道工程，推动了地下工程机械化的发展。适用于所有地下双线隧道，应用范围甚广。
以上通过实施例对本发明实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明实施例的示例性实施例，不能被认为用于限定本发明实施例的实施范围。本发明实施例的保护范围由权利要求书限定。凡利用本发明实施例所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明实施例技术方案的启发下，在本发明实施例的实质和保护范围内，设计出类似的技术方案而达到上述技术效果的，或者对申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明实施例的专利涵盖保护范围之内。

Claims (6)

1.一种双线隧道拱圆盾构衬砌结构，其特征在于，包括人字块（1）、标准块（2）、第一邻接块（31）、第二邻接块（32）、中墙块（5）、T形块（4）、封顶块（6）、拱顶块（7）；
所述T形块（4）、第一邻接块（31）、两块标准块（2）、人字块（1）、中墙块（5）依次连接构成第一线隧道盾构衬砌结构；
所述T形块（4）、第二邻接块（32）、封顶块（6）、两块标准块（2）、人字块（1）、中墙块（5）依次连接构成第二线隧道盾构衬砌结构；
所述第一线隧道盾构衬砌结构与第二线隧道盾构衬砌结构共用从上向下依次设置的T形块（4）、中墙块（5）、人字块（1），所述中墙块（5）竖直设置，所述T形块（4）和第二邻接块（32）顶部连接有双面楔形拱顶块（7），所述T形块（4）和第二邻接块（32）顶部与所述拱顶块（7）匹配贴合，使第一线隧道盾构衬砌结构、第二线隧道盾构衬砌结构、拱顶块（7）构成顶部为拱圆形的双线隧道拱圆盾构衬砌结构；
所述双线隧道拱圆盾构衬砌结构的拼装顺序如下：
人字块（1）、对称拼装4个标准块（2）、第一邻接块（31）、T形块（4）、第二邻接块（32）、中墙块（5）、封顶块（6）、拱顶块（7）。
2.根据权利要求1所述的双线隧道拱圆盾构衬砌结构，其特征在于，纵向上每隔300m，所述中墙块（5）上设置一处防火门。
3.根据权利要求1所述的双线隧道拱圆盾构衬砌结构，其特征在于，所述拱顶块（7）采用混凝土预制或利用盾尾进行同步注浆填充制作，注浆填充的注浆材料为双液浆或豆砾石和双液浆组合。
4.根据权利要求1所述的双线隧道拱圆盾构衬砌结构，其特征在于，所述拱顶块（7）设置有止水系统。
5.根据权利要求1所述的双线隧道拱圆盾构衬砌结构，其特征在于，相邻双线隧道拱圆盾构衬砌结构环错缝拼装。
6.根据权利要求1所述的双线隧道拱圆盾构衬砌结构，其特征在于，所述人字块（1）、标准块（2）、第一邻接块（31）、第二邻接块（32）、中墙块（5）、T形块（4）、封顶块（6）上均设置有手孔，双线隧道拱圆盾构衬砌结构的环缝、纵缝通过弯螺栓或直螺栓连接。
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