CN115929354B - 一种用于盾构地中对接的衬砌结构连接形式及施工方法 - Google Patents

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CN115929354B CN202310219783.1A CN202310219783A CN115929354B CN 115929354 B CN115929354 B CN 115929354B CN 202310219783 A CN202310219783 A CN 202310219783A CN 115929354 B CN115929354 B CN 115929354B
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Abstract

本发明提出一种用于盾构地中对接的衬砌结构连接形式及施工方法,该连接形式包括盾壳内壁上的角钢挡板、成环的密封垫、钢管片、止退钢板。通过盾构机千斤顶提供纵向力顶紧钢管片,将密封垫压缩进盾尾间隙,使密封垫与接触面挤压产生足以抵抗水压的接触应力,实现接头止水目的。本发明通过密封垫主体对管片与盾壳间隙进行封堵,密封垫延伸部对两环管片纵缝、管片与管片间环缝等一系列渗流通道进行封堵,解决了渗流机理颇为复杂的隧道管片衬砌渗漏水难题,并通过止退板、现浇内衬等工艺有效解决了施工中千斤顶拆除卸力后盾体位移、隧道内部防火等技术难题。同时,本发明还通过定量化的测算、模拟,给出了工程推广的具体参数设计依据,实用性强。

Description

一种用于盾构地中对接的衬砌结构连接形式及施工方法
技术领域
本发明涉及于盾构结构技术领域,具体是一种用于盾构地中对接的衬砌结构连接形式及施工方法。
背景技术
盾构隧道设计目前向着长(距离长)、深(埋深深)、大(直径大)发展,而单台盾构机往往掘进距离有限,为了完成长距离盾构隧道施工,可以考虑两台盾构机相向掘进,在特定的位置实现洞内对接,完成整条隧道施工。
盾构隧道管片是在盾体尾部使用管片拼装机拼装衬砌成环的,并通过盾构机千斤顶压紧管片接缝处张贴的防水材料,实现盾构隧道衬砌结构和防水施工。
而盾构地中对接的两台盾构机在刀盘抵在一起即完成掘进作业,因此盾尾和刀盘之间这一段距离无法通过使用盾构机上的拼装机实现预制管片拼装衬砌成环,因此两台盾构机完成掘进任务之后,需要在洞内完成脱壳解体,在盾壳包裹下完成对接段的现浇混凝土结构衬砌作业,而预制管片衬砌与现浇结构衬砌接头处的防水往往是盾构对接施工的痛点所在;同时,盾构机解体之后无法再通过千斤顶提供纵向力压紧管片环向接缝处的橡胶密封垫,造成接缝处渗漏的风险;千斤顶卸力之后,在掌子面前方主动土压力作用下,盾构壳体亦容易发生后退的风险。
基于此,盾构隧道的地中对接存在几个技术难题:1、衬砌管片接头及盾尾的密封防水;2、管片与现浇结构段如何连接;3、千斤顶卸力后盾体位移;4、隧道内部防火设计要求高。
发明内容
本发明设计一种用于盾构地中对接的衬砌结构连接形式及施工方法,解决现有技术衬砌管片接头,以及管片外弧面与盾壳之间的间隙密封防水,管片与现浇结构段如何连接的几大难题,本发明设置的角钢与密封垫将地下水完全封隔在密封垫以外,实现接触应力防水,满足施工及运营期防水功能,角钢的设置使密封垫有着力点,从而挤压后形成接触压力,提高防水效果。
一种用于盾构地中对接的衬砌结构连接形式及施工方法,包括如下步骤:
步骤1:两台盾构机相向掘进,洞内对接后,拆除盾壳内的设备,保留盾壳;
步骤2:两台盾构机拼装的预制衬砌段分别设为先行盾构段和后行盾构段,分别在先行盾构段和后行盾构段盾尾的盾壳上焊接一圈角钢挡板,角钢挡板的直角朝向盾尾内侧,角钢挡板的一侧焊接在盾尾靠近最后一环砼管片端面盾壳内壁上,角钢挡板的另一侧边长小于砼管片外弧面与盾壳之间的间隙,并且另一侧边的延长线落在预制衬砌段盾尾最后一环的砼管片内侧,且与该环砼管片外边缘有一定距离;
步骤3:采用密封垫分别对先行盾构段和后行盾构段的砼管片外弧面与盾壳之间的间隙端部、砼管片纵缝、砼管片与钢管片环缝、钢管片纵缝进行封堵;
步骤4:先行盾构段和后行盾构段之间作为现浇衬砌段,现浇衬砌段与预制衬砌段的两侧接头处分别通过盾构机拼装机拼装一环钢管片使得钢管片背板与盾壳贴合,同时,用千斤顶顶力使钢管片将密封垫与角钢挡板紧密接触;
步骤5:砼管片和钢管片上分别设有螺纹孔,螺栓从砼管片由下往上斜向上插入钢管片,并从钢管片内穿出后连接螺母,螺纹孔的孔径大于螺栓的直径;
步骤6:将钢管片与盾壳焊接,然后,在现浇衬砌钢管片之外的剩余段进行钢筋绑扎和模筑混凝土的现浇作业。
进一步的,由于盾壳和砼管片外弧面的间隙沿环向是不断变化的,因此密封垫的高度有相应的调整,为了使密封垫与角钢挡板有足够的接触面积,进而产生足够的接触应力,故需要对角钢挡板边长相应进行调整,具体的,角钢挡板非焊接在盾壳一侧的边长Hjg满足下述公式:
Hjg<(RE-RT)/2±X
其中,RE表示盾尾直径,RT表示砼管片的外径,X表示调节长度,是Hjg随着盾壳和砼管片外弧面之间的间隙变化而增加或者减少的长度,范围在±5~10mm。
进一步的,密封垫包括一体成型的密封垫主体和密封垫延伸部,密封垫延伸部呈长条形,位于密封垫主体的侧下方,密封垫主体上设有若干孔洞,密封垫主体的高度小于砼管片外弧面与盾壳之间的间隙距离,便于密封垫塞入砼管片外弧面与盾壳之间的间隙,密封垫延伸部的长度大于钢管片的厚度,从而更好的将钢管片与砼管片环缝以及钢管片整环之间的纵缝的渗流通道堵死,达到防水的效果。
优选的,密封垫主体呈长条形,通过油缸将密封垫主体沿着砼管片外弧面与盾壳之间的间隙的圆环面依次塞入,直至密封垫主体首尾粘接成整环,提高密封性能。
进一步的,密封垫压紧之后接触面的接触应力需满足接触应力大于2倍水压,从而确保不会形成渗水通道。
进一步的,密封垫接触应力通过有限元计算,包括如下步骤:
步骤A:在有限元软件abaqus中分别建立砼管片、钢管片、角钢挡板和密封垫的几何模型;
步骤B:设置几何模型中各元素的物理力学参数;
步骤C:设置几何模型之间的接触形式,法向采用硬接触,切向采用罚函数接触;
步骤D:设置边界条件为压紧密封垫压缩至既定压缩量;
步骤E:划分各几何模型的单元网格,采用动力显式分析算法进行计算;
步骤F:输出密封垫的接触应力。
进一步的,钢管片的厚度小于预制衬砌段砼管片的厚度,在钢管片内弧面设置混凝土内衬,以达到防火的效果。
优选的,混凝土内衬的厚度Hh满足:
Hh= HT-Hg+HD
其中,Hh表示混凝土内衬的厚度,HT表示砼管片的厚度,Hg表示钢管片的厚度,HD表示表示砼管片外弧面与盾壳之间的间隙。
进一步的,钢管片外弧面与盾壳密贴,并对端部采取坡口形式焊接,同时钢管片厚度小于砼管片厚度,内弧面留有一定的混凝土内衬浇筑空间,达到防火的效果,具体的,钢管片的厚度Hg满足下述公式:
Hg=2/3HT+HD
优选的,步骤3钢管片的外侧焊接一圈止退板,以解决拆机后千斤顶卸力,从而引起盾体后退的风险,止退板呈直角梯形体设计,梯形体的直角面与钢管片紧密接触并焊接,梯形体下表面与盾壳焊接,增加稳定性的同时也是为了方便焊接施工。
与现有技术相比,本发明的有益效果:
本发明设计一种用于盾构地中对接的衬砌结构连接形式及施工方法,解决现有技术衬砌管片接头,以及管片外弧面与盾壳之间的间隙密封防水,管片与现浇结构段如何连接的几大难题,本发明设置的角钢与密封垫将地下水完全封隔在密封垫以外,实现接触应力防水,满足施工及运营期防水功能,角钢的设置使密封垫有着力点,从而挤压后形成接触压力,提高防水效果。
1、本发明设置的角钢与密封垫将地下水完全封隔在密封垫以外,实现接触应力防水,满足施工及运营期防水功能,角钢的设置使密封垫有着力点,从而挤压后形成接触压力,提高防水效果;密封垫主体呈长条形,通过油缸将密封垫主体沿着砼管片外弧面与盾壳之间的间隙的圆环面依次塞入,直至密封垫主体首尾粘接成整环,一体性高,提高密封性能;同时,密封垫主体和密封垫延伸部的设计极其巧妙,密封垫主体可以堵住砼管片外侧与盾壳间的渗漏通道,下部的密封垫延伸部则可以封堵住砼管片纵缝、砼管片与钢管片环缝、钢管片纵缝的渗漏通道。
2、本发明通过有限元方法定量化评估密封垫的防水效果,更加有利于方案的实施落地。
3、本发明通过钢管片和砼管片厚度的区别设置,便于在钢管片内弧面增加混凝土内衬,达到隧道内防火的效果。
4、本发明钢管片后设置止退板,可以有效解决拆机后千斤顶卸力从而引起盾体后退的风险,同时止退板梯设置为梯形体,与盾壳焊接的一面焊缝长度较长,可以增加稳定性,同时便于现场焊接施工。
5、本发明充分利用砼管片手孔及螺栓对钢管片进行固定,避免了大量焊接作业对结构和密封垫的损伤。
6、本发明充分考虑盾壳与管片外弧面之间的间隙不均匀,针对性设计密封垫厚度,使密封垫压紧之后能够在接触面产生足够的接触应力,达到防水的效果。
7、本发明在后续现浇段施工时,不需要再对砼管片进行大量的锚筋植入,减少了对结构的损伤。
8、本发明焊接位置的巧妙设计,也可以有效可以避免了焊接施工产生的高温对密封垫的破坏。
9、本发明一环钢管片设置4个钢管片,形成4条拼缝,相比砼管片通常施工选用12个砼管片拼装,大大减少了拼缝,避免拼缝过多造成钢管片纵缝处渗漏薄弱点,同时,这样设置的钢管片具有较大的刚度,保证了砼管片与密封垫的充分挤压,切断了渗流路径。
10、本发明钢管片宽度大于50cm,在钢管片端面焊接止退钢板时,足够的钢管片宽度可以避免密封垫被高温损伤而引起的渗漏水;同时足够的宽度大大增强了钢管片刚度,避免发生盾构机千斤顶纵向力过大引起结构变形。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图;
图2是本发明预制衬砌段和现浇衬砌段的示意图;
图3是本发明角钢挡板和密封垫的示意图;
图4是本发明密封垫的拆分示意图;
图5是本发明有限元建立的几何模型的示意图;
图6是本发明有限元输出示意图;
图7是发明三维建模的一个截图;
1-盾壳、2-砼管片、3-钢管片、4-密封垫、5-角钢挡板、6-螺栓、7-止退板、41-密封垫主体、42-密封垫延伸部。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方法对本发明一种用于盾构地中对接的衬砌结构连接形式及施工方法作进一步详细说明。
本发明提出一种用于盾构地中对接的衬砌结构连接形式及施工方法,包括如下步骤,如图1-图3所示:
步骤1:两台盾构机相向掘进,洞内对接后,拆除盾壳1内的设备,保留盾壳1;
步骤2:两台盾构机拼装的预制衬砌段分别设为先行盾构段和后行盾构段,如图2所示,分别在先行盾构段和后行盾构段盾尾的盾壳1上焊接一圈同样的角钢挡板5,如图3所示,角钢挡板5的直角朝向盾尾内侧,角钢挡板5的一侧焊接在盾壳1上,角钢挡板5的另一侧边长小于砼管片2外弧面与盾壳1之间的间隙距离,并且另一侧边的延长线落在预制衬砌段盾尾最后一环的砼管片2内侧,且与该环砼管片2外边缘有一定距离,通常为3~5cm;
步骤3:采用密封垫4分别对先行盾构段和后行盾构段的砼管片2外弧面与盾壳1之间的间隙端部进行封堵,密封垫4的厚度大于角钢挡板5与预制衬砌段盾尾最后一环的砼管片2外边缘的距离,角钢挡板5通常比砼管片2外边缘距离长1~2cm,密封垫4的高度小于砼管片2外弧面与盾壳1之间的间隙;
步骤4:先行盾构段和后行盾构段之间作为现浇衬砌段,现浇衬砌段与预制衬砌段的两侧接头处分别通过盾构机拼装机拼装一环钢管片3使得钢管片3背板与盾壳1贴合,同时,用千斤顶顶力使钢管片3将密封垫4与角钢挡板5紧密接触。
步骤5:如图1所示,砼管片2和钢管片3上分别设有螺纹孔,螺栓6从砼管片2由下往上斜向上插入钢管片3,并从钢管片3内穿出后连接螺母,螺纹孔的孔径大于螺栓6的直径;钢管片3内侧的螺栓6插入处预留手孔,便于对钢管片的固定。
步骤6:将钢管片3与盾壳1焊接,然后,在现浇衬砌钢管片3之外的剩余段进行钢筋绑扎和模筑混凝土的现浇作业。
进一步的,由于盾壳1和砼管片2外弧面的间隙沿环向是不断变化的,因此密封垫4的高度有相应的调整,为了使密封垫与角钢挡板有足够的接触面积,进而产生足够的接触应力,故需要对角钢挡板5边长相应进行调整,具体的,角钢挡板5非焊接在盾壳1一侧的边长Hjg满足下述公式:
Hjg<(RE-RT)/2±X
其中,RE表示盾尾直径,RT表示砼管片2的外径,X表示调节长度,是Hjg随着盾壳1和砼管片2外弧面之间的间隙变化而增加或者减少的长度,范围在±5~10mm。
比如,实际工程中砼管片2外弧面与盾壳1之间的间隙一般为78-110mm,则角钢挡板5设计为65-100mm,角钢挡板5离砼管片2端部距离4cm。
进一步的,如图4所示,密封垫4包括一体成型的密封垫主体41和密封垫延伸部42,密封垫延伸部42呈长条形,位于密封垫主体41的侧下方,密封垫主体41上设有若干孔洞,密封垫主体41的高度小于砼管片2外弧面与盾壳1之间的间隙距离,便于密封垫4塞入砼管片2外弧面与盾壳1之间的间隙,同时,密封垫4采用橡胶材质,密封垫延伸部42的长度大于钢管片3的厚度,从而更好的将钢管片3与砼管片2环缝以及钢管片3整环之间的纵缝的渗流通道堵死,达到防水的效果。
密封垫主体41的沿纵向厚度Hmf满足下述公式:
Hmf=L+Y
其中L表示角钢挡板5非焊接侧边与预制衬砌段盾尾最后一环的砼管片2外边缘的距离,Y表示纵向调节厚度,取经验值。
密封垫主体41沿径向的厚度hmf满足下述公式:
hmf=Hjx-y
其中Hjx表示砼管片2与盾壳1之间的间隙高度,y表示径向调节厚度,取经验值,通常y<Y。
优选的,密封垫延伸部42的厚度为4-6mm。
进一步的,密封垫4压紧之后接触面的接触应力需满足接触应力大于2倍水压,从而确保不会形成渗水通道,密封垫4接触应力的计算,分别计算密封垫4与角钢挡板5接触应力和密封垫4与砼管片2的接触应力。
进一步的,密封垫4接触应力通过有限元计算,包括如下步骤:
步骤A:在有限元软件abaqus中分别建立砼管片2、钢管片3、角钢挡板5和密封垫4的几何模型,如图5所示;
步骤B:设置几何模型中各元素的物理力学参数;这里的物理力学参数包括尺寸、材质;
步骤C:设置几何模型之间的接触形式,法向采用硬接触,切向采用罚函数接触;
步骤D:设置边界条件为压紧密封垫4压缩至既定压缩量;
步骤E:划分各几何模型的单元网格,采用动力显式分析算法进行计算;
步骤F:输出密封垫4的接触应力,如图6所示。
进一步的,钢管片3的厚度小于预制衬砌段砼管片2的厚度,在钢管片3内弧面设置混凝土内衬,以达到防火的效果。
优选的,混凝土内衬的厚度Hh满足:
Hh= HT-Hg+HD
其中,Hh表示混凝土内衬的厚度,HT表示砼管片2的厚度,Hg表示钢管片3的厚度,HD表示表示砼管片2外弧面与盾壳1之间的间隙。
进一步的,钢管片3外弧面与盾壳1密贴,并对端部采取坡口形式焊接,同时钢管片3厚度小于砼管片2厚度,内弧面留有一定的混凝土内衬浇筑空间,达到防火的效果,具体的,钢管片3的厚度Hg满足下述公式:
Hg=2/3HT+HD
比如,砼管片2厚度为650mm时,设计钢管片3厚度为545mm。
优选的,步骤3钢管片3的外侧焊接一圈止退板7,以解决拆机后千斤顶卸力,从而引起盾体后退的风险,止退板7呈直角梯形体设计,梯形体的直角面与钢管片3紧密接触并焊接,梯形体下表面与盾壳1焊接,增加稳定性的同时也是为了方便焊接施工。比如,止退板7厚度为40mm,间距500mm,设置一圈,隧道横断面周长50m,则需要100个止退板7。
优选的,钢管片3与盾壳1的焊接位置位于靠近止退板7的位置,这样可以避免了焊接施工产生的高温对密封垫4的破坏。
进一步优选的,钢管片3无法整环安装,因此为了尽可能减少拼缝,将整环钢管片3分为多块拼装成环,一环钢管片3优先设置4个钢管片3,形成4条拼缝,相比砼管片2通常施工选用12个砼管片2拼装,大大减少了拼缝,避免拼缝过多造成钢管片3纵缝处渗漏薄弱点,同时,这样设置的钢管片3具有较大的刚度,保证了砼管片2与密封垫4的充分挤压,切断了渗流路径。
进一步优选的,钢管片3宽度大于50cm,在钢管片3端面焊接止退钢板7时,足够的钢管片3宽度可以避免密封垫4被高温损伤,从而引起渗漏水;同时足够的宽度大大增强了钢管片3刚度,避免发生盾构机千斤顶纵向力过大引起结构变形。
本发明还通过定量化的测算、模拟,给出了工程推广的具体参数设计依据,实用性强。图7所示为具体三维建模。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于盾构地中对接的衬砌结构连接及施工方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1:两台盾构机相向掘进,洞内对接后,拆除盾壳(1)内的设备,保留盾壳(1);
步骤2:两台盾构机拼装的预制衬砌段分别设为先行盾构段和后行盾构段,分别在先行盾构段和后行盾构段盾尾的盾壳(1)上沿环向焊接一圈角钢挡板(5),角钢挡板(5)的直角朝向盾尾内侧,角钢挡板(5)的一侧焊接在盾尾靠近最后一环砼管片(2)端面盾壳(1)内壁上,角钢挡板(5)的另一侧边长小于砼管片(2)外弧面与盾壳(1)之间的间隙,并且另一侧的延长线落在预制衬砌段盾尾最后一环的砼管片(2)内侧,且与该环砼管片(2)外边缘有一定距离;
步骤3:采用密封垫(4)分别对先行盾构段和后行盾构段的砼管片(2)外弧面与盾壳(1)之间的间隙端部、砼管片(2)纵缝、砼管片(2)与钢管片(3)环缝、钢管片(3)纵缝进行封堵;
步骤4:先行盾构段和后行盾构段之间作为现浇衬砌段,现浇衬砌段与预制衬砌段的两侧接头处分别通过盾构机拼装机拼装一环钢管片(3),使得钢管片(3)背板与盾壳(1)贴合,同时,用千斤顶顶力使钢管片(3)将密封垫(4)与角钢挡板(5)紧密接触;
步骤5:砼管片(2)和钢管片(3)上分别设有螺纹孔,螺栓(6)通过螺纹孔从砼管片(2)由下往上斜向上插入钢管片(3),并从钢管片(3)内穿出后连接螺母,螺纹孔的孔径大于螺栓(6)的直径;
步骤6:将钢管片(3)与盾壳(1)焊接,然后,在现浇衬砌钢管片(3)之外的剩余段进行钢筋绑扎和模筑混凝土的现浇作业。
2.根据权利要求1所述的一种用于盾构地中对接的衬砌结构连接及施工方法,其特征在于:由于盾壳(1)和砼管片(2)外弧面的间隙沿环向是不断变化的,因此密封垫(4)的高度有相应的调整,为了使密封垫与角钢挡板有足够的接触面积,进而产生足够的接触应力,故需要对角钢挡板(5)边长相应进行调整,具体的,角钢挡板(5)非焊接在盾壳(1)一侧的边长Hjg满足下述公式:
Hjg<(RE-RT)/2±X
其中,RE表示盾尾直径,RT表示砼管片(2)的外径,X表示调节长度,是Hjg随着盾壳(1)和砼管片(2)外弧面之间的间隙变化而增加或者减少的长度,范围在±5~10mm。
3.根据权利要求1所述的一种用于盾构地中对接的衬砌结构连接及施工方法,其特征在于:密封垫(4)包括一体成型的密封垫主体(41)和密封垫延伸部(42),密封垫延伸部(42)呈长条形,位于密封垫主体(41)的侧下方,密封垫主体(41)上设有若干孔洞,密封垫主体(41)的高度小于砼管片(2)外弧面与盾壳(1)之间的间隙,便于密封垫(4)塞入砼管片(2)外弧面与盾壳(1)之间的间隙,密封垫延伸部(42)的长度大于钢管片(3)的厚度,从而利于将钢管片(3)与砼管片(2)环缝以及钢管片(3)整环之间的纵缝的渗流通道堵死,达到防水的效果。
4.根据权利要求3所述的一种用于盾构地中对接的衬砌结构连接及施工方法,其特征在于:密封垫主体(41)呈长条形,通过油缸将密封垫主体(41)沿着砼管片(2)外弧面与盾壳(1)之间的间隙的圆环面依次塞入,直至密封垫主体(41)首尾粘接成整环,提高密封性能。
5.根据权利要求3所述的一种用于盾构地中对接的衬砌结构连接及施工方法,其特征在于:密封垫(4)压紧之后接触面的接触应力需满足接触应力大于2倍水压,从而确保不会形成渗水通道。
6.根据权利要求5所述的一种用于盾构地中对接的衬砌结构连接及施工方法,其特征在于,密封垫(4)接触应力通过有限元计算,包括如下步骤:
步骤A:在有限元软件abaqus中分别建立元素为砼管片(2)、钢管片(3)、角钢挡板(5)和密封垫(4)的几何模型;
步骤B:设置几何模型中各元素的物理力学参数;
步骤C:设置几何模型元素之间的接触形式,法向采用硬接触,切向采用罚函数接触;
步骤D:设置边界条件为压紧密封垫(4)压缩至既定压缩量;
步骤E:划分各几何模型的单元网格,采用动力显式分析算法进行计算;
步骤F:输出密封垫(4)的接触应力。
7.根据权利要求3所述的一种用于盾构地中对接的衬砌结构连接及施工方法,其特征在于,钢管片(3)的厚度小于预制衬砌段砼管片(2)的厚度,在钢管片(3)内弧面设置混凝土内衬,以达到防火的效果。
8.根据权利要求7所述的一种用于盾构地中对接的衬砌结构连接及施工方法,其特征在于:混凝土内衬的厚度Hh满足:
Hh= HT-Hg+HD
其中,Hh表示混凝土内衬的厚度,HT表示砼管片(2)的厚度,Hg表示钢管片(3)的厚度,HD表示砼管片(2)外弧面与盾壳(1)之间的间隙。
9.根据权利要求8所述的一种用于盾构地中对接的衬砌结构连接及施工方法,其特征在于:钢管片(3)外弧面与盾壳(1)密贴,并对端部采取坡口形式焊接,同时钢管片(3)厚度小于砼管片(2)厚度,内弧面留有一定的混凝土内衬浇筑空间,达到防火的效果,具体的,钢管片(3)的厚度Hg满足下述公式:
Hg=2/3HT+HD
10.根据权利要求1所述的一种用于盾构地中对接的衬砌结构连接及施工方法,其特征在于,步骤3钢管片(3)的外侧焊接一圈止退板(7),以解决拆机后千斤顶卸力,从而引起盾体后退的风险,止退板(7)呈直角梯形体设计,梯形体的直角面与钢管片(3)紧密接触并焊接,梯形体下表面与盾壳(1)焊接,增加稳定性的同时也是为了方便焊接施工。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005315001A (ja) * 2004-04-30 2005-11-10 Ishikawajima Constr Materials Co Ltd セグメント用継手構造
CN210068197U (zh) * 2019-05-15 2020-02-14 扬州金叶钢制品有限公司 一种可提高拼接效率的盾构钢管片
CN112177630A (zh) * 2020-11-17 2021-01-05 上海市机械施工集团有限公司 一种盾构隧道垂直顶升的装置及方法
CN113494295A (zh) * 2021-08-10 2021-10-12 中铁隧道局集团有限公司 长大盾构隧道地中对接施工方法
CN113775356A (zh) * 2021-09-01 2021-12-10 中建交通建设集团有限公司 一种盾构地下对接段二次衬砌结构
CN216665642U (zh) * 2022-01-28 2022-06-03 中铁工程装备集团有限公司 始发套筒结构
CN217632460U (zh) * 2022-07-07 2022-10-21 中铁工程装备集团有限公司 联络通道用装配式节点连接结构

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005315001A (ja) * 2004-04-30 2005-11-10 Ishikawajima Constr Materials Co Ltd セグメント用継手構造
CN210068197U (zh) * 2019-05-15 2020-02-14 扬州金叶钢制品有限公司 一种可提高拼接效率的盾构钢管片
CN112177630A (zh) * 2020-11-17 2021-01-05 上海市机械施工集团有限公司 一种盾构隧道垂直顶升的装置及方法
CN113494295A (zh) * 2021-08-10 2021-10-12 中铁隧道局集团有限公司 长大盾构隧道地中对接施工方法
CN113775356A (zh) * 2021-09-01 2021-12-10 中建交通建设集团有限公司 一种盾构地下对接段二次衬砌结构
CN216665642U (zh) * 2022-01-28 2022-06-03 中铁工程装备集团有限公司 始发套筒结构
CN217632460U (zh) * 2022-07-07 2022-10-21 中铁工程装备集团有限公司 联络通道用装配式节点连接结构

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