CN201705365U - 一种盾构隧道贯通口管片结构 - Google Patents

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张磊
常喜平
陈清锁
王新建
赵雪峰
胡庆立
沈技
安晓科
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本实用新型是一种盾构隧道贯通后特别是针对进洞段为松软地层的盾构隧道贯通口管片结构，涉及隧道本身的安全装置技术领域。它是从距离隧道贯通口后50环开始拼装有管片内弧面预埋钢板(5)和管片内弧面预埋钢板锚筋(6)的管片(1)，管片(1)的片与片间由两组螺栓孔(2)与螺栓(3)配合及管片内弧面连接钢板(7)连接，环与环间由多道插销孔(4)及管片内弧面连接槽钢(8)连接；隧道最后一环拼装带有管片端面预埋钢板(9)的管片(1)；在接收竖井(11)与最后一环管片(1)交接处，接收轨道(13)与管片(1)间隙中填充垫板(12)，垫板(12)与接收轨道(13)焊接在一起。成型隧道更加稳定、安全可靠。

Description

一种盾构隧道贯通口管片结构
技术领域
本实用新型是一种盾构隧道贯通后特别是针对进洞段为松软地层的盾构隧道贯通口管片结构，涉及隧道本身的安全装置技术领域。
背景技术
随着地下施工技术的发展，由于盾构法不影响地面建筑物、优质、安全、高效等特点，越来越广泛的应用于城市地铁、油气输送、给排水、电力通讯等隧道建设。管片背填注浆的浆液尚未达到设计强度前，刚拼装的管片由液压千斤顶提供推力而保持相对稳定，但在盾构进洞(隧道贯通)后，盾构设备前方的外力大幅降低。最后一环管片拼装完成后，液压千斤顶无法向管片提供足够大的压力时，管片会在自身重力的作用下变成椭圆，同时，当管片外探接收洞门过大时，由于缺少有效的底部支撑，还会产生下沉现象，因此，必须采取有效措施防止管片变形和下沉。而现有的技术措施对防止管片变形与下沉的效果并不理想。
现在的技术主要是用导链提供拉力，将贯通段附近管片接在一起，从而维持其相对稳定。现有的技术措施主要存在以下缺陷：
1、导链提供的拉力较小，不足以维持贯通段管片自身稳定；
2、受导链长度限制，贯通段管片存在整体下沉的问题；
3、操作受人为因素影响较大，不易控制。
实用新型内容
本实用新型的目的是设计一种盾构隧道贯通后防止管片变形、确保成型隧道稳定性和安全性的盾构隧道贯通口管片结构。
本盾构隧道贯通口管片的结构是：从距离隧道贯通口60米(后50环)开始拼装有管片内弧面预埋钢板5和管片内弧面预埋钢板锚筋6的管片1(见图3和图4)，管片1的片与片间由两组螺栓孔2与螺栓3配合及管片内弧面连接钢板7连接，环与环间由多道插销孔4及管片内弧面连接槽钢8连接；隧道最后一环拼装带有管片端面预埋钢板9的管片1(见图11和图12)，并在成环形的管片1端面预埋钢板9上部水平焊连三道管片端面拉接槽钢10；在接收竖井11与最后一环管片1交接处，接收轨道13与管片1间隙中填充垫板12，垫板12与接收轨道13焊接在一起。
其中：
有管片内弧面预埋钢板5和管片内弧面预埋钢板锚筋6的管片1的结构如图3和图4所示，它为弧形条板，内有钢筋笼，预埋有螺栓孔2；管片内弧面预埋钢板5的弧度与管片1的弧度一致，预埋在管片1的中部里侧并与钢筋笼焊接在一起，管片内弧面预埋钢板5里侧垂直焊接有多根管片内弧面预埋钢板锚筋6，作用是固定预埋钢板，管片内弧面预埋钢板锚筋6的长度等于或小于管片1的厚度；
有管片端面预埋钢板9的管片1的结构如图11和图12所示，它只是在有管片内弧面预埋钢板5和管片内弧面预埋钢板锚筋6的管片1的基础上，另在外端面又预埋有管片端面预埋钢板9，该管片端面预埋钢板9成环弧片，它与钢筋笼焊接在一起。
将后期的单环管片1连接成一整体，就可防止管片下沉，提高隧道稳定性；最后一环管片的侧面用管片端面拉接槽钢10水平拉接至少三道，就能防止管片被压扁。
本实用新型的优点是，采用多种防变形措施，成型隧道更加稳定、安全可靠，且无论接收洞口处地层是否松软，成型隧道总可以保持稳定，不发生下沉、压扁等变形。
附图说明
图1盾构隧道贯通口管片构成正视图
图2盾构隧道贯通口管片构成仰视图(图案中的A-A视图)
图3管片结构图(图2中的A局部放大图)
图4预埋钢板结构图
图5盾构隧道贯通口管片构成俯视图(图案中的B-B视图)
图6盾构隧道贯通口管片构成侧视图(图案中的C-C视图)
图7盾构隧道贯通口管片构成侧视图(图案中的D-D视图)
图8盾构隧道贯通口管片结构正视图
图9盾构隧道贯通口管片连接正视图(图8中的B放大图)
图10盾构隧道贯通口管片连接侧剖视图
图11管片支撑正视图
图12管片支撑连接正视图(图10中F局部放大图)
图13管片支撑侧剖视图(图11中的E-E视图)
图14隧道最后一环拼装侧视图
图15隧道最后一环拼装正视图
其中1-管片                  2-螺栓孔
    3-螺栓                  4-插销孔
    5-管片内弧面预埋钢板    6-管片内弧面预埋钢板锚筋
    7-管片内弧面连接钢板    8-管片内弧面连接槽钢
    9-管片端面预埋钢板      10-管片端面拉接槽钢
    11-接收竖井             12-垫板
    13-接收轨道
具体实施方式
实施例.本例是在西气东输二线长江盾构穿越工程中的试验结构，盾构隧道Φ3.08m。所投入的设备型号为AVND3080AH，接收洞门处地层为粉质粘土以及粉细砂层，最后一环管片1探出接收洞门1000mm。
从隧道贯通口后60米(50环)开始拼装有管片内弧面预埋钢板5和管片内弧面预埋钢板锚筋6的管片1(见图3和图4)，管片1的片与片间由两组螺栓孔2与螺栓3配合及管片内弧面连接钢板7连接，环与环间由多道插销孔4及管片内弧面连接槽钢8连接；隧道最后一环拼装带有管片端面预埋钢板9的管片1(见图11和图12)，并在成环形的管片1端面预埋钢板9上部水平焊连三道管片端面拉接槽钢10；在接收竖井11与最后一环管片1交接处，接收轨道13与管片1间隙中填充垫板12，垫板12与接收轨道13焊接在一起。
本例的具体结构是依靠现有的接收轨道13支撑管片1，从最后第50环开始管片1由6片拼装而成(见图1)，其中第一管片T1中心安装在管片环水平中心线上，第二管片T2和第三管片T3分别安装在第一管片T1的下方和上方，第四管片T4接第三管片T3，第五管片T5接第二管片T2，第四管片T4和第五管片T5之间安装第六管片T6，其中第一管片T1-第五管片T5等弧长，第六管片T6弧长要短；如此一环一环地拼装管片1，拼装管片1到两片以上后，就在两片之间由管片内弧面连接钢板7与两片的管片内弧面预埋钢板5焊接在一起，将各螺栓3插入对应的螺栓孔2内，构成一管片环；如此拼装好一环再拼装另一环，直到后49环都拼装好后，再由多根管片内弧面连接槽钢8与各管片1的管片内弧面预埋钢板5焊接，将各环连接成整体；
为了更安全，隧道最后一环拼装带有管片端面预埋钢板9的管片1(见图11和图12)，并在成环形的管片端面预埋钢板9上部水平方向焊连三道管片端面拉接槽钢10；在盾尾的接收竖井11与最后一环管片1交接处，接收轨道13与管片1间隙中填充垫板12，垫板12与接收轨道13焊接在一起。
其中：
焊接均采用双面焊，焊缝长度不少于100mm，使成型隧道形成一整体结构，从而减少其变形量；
隧道最后一环拼装后，盾尾脱离接收洞门前，利用管片端面预埋钢板9从管环中部往上均匀焊接三道管片端面拉接槽钢10；
焊接接收轨道13，使接收轨道13距离接收洞门不超过400mm；盾尾脱离接收洞门时，在接收轨道13与外探管片1间隙中填充垫板12，同时快速将垫板12与接收轨道13焊接在一起；
第一管片T1-第五管片T5的弧长为6m，第六管片T6弧长1.4m；管片1长1.2m，厚230mm；
螺栓3为Φ20×300mm；
管片内弧面预埋钢板5为宽200mm、δ10mm弧形钢板；
管片内弧面预埋钢板锚筋6为Φ15×180mm；
管片内弧面连接钢板7为长250mm、宽200mm、δ10mm钢板；
管片内弧面连接槽钢8为长60m、δ10mm的200mm×150mm槽钢；
管片端面预埋钢板9为宽200mm、δ10mm环形钢板；
管片端面拉接槽钢10为δ10mm的200mm×150mm槽钢。
该例经试验，管片的最大下沉量为10mm，圆度最大偏差为φ10mm。本结构直接降低了管片的变形量，效果十分明显，大大提高了隧道整体稳定性，减低了施工风险，且方法比较简单，操作性强，投入不大，安全性高。

Claims (4)

1.一种盾构隧道贯通口管片的结构，其特征是从距离隧道贯通口后50环开始拼装有管片内弧面预埋钢板(5)和管片内弧面预埋钢板锚筋(6)的管片(1)，管片(1)的片与片间由两组螺栓孔(2)与螺栓(3)配合及管片内弧面连接钢板(7)连接，环与环间由多道插销孔(4)及管片内弧面连接槽钢(8)连接；隧道最后一环拼装带有管片端面预埋钢板(9)的管片(1)；在接收竖井(11)与最后一环管片(1)交接处，接收轨道(13)与管片(1)间隙中填充垫板(12)，垫板(12)与接收轨道(13)焊接在一起。
2.根据权利要求1所述的一种盾构隧道贯通口管片的结构，其特征是在隧道最后一环拼装成环形的管片端面预埋钢板(9)上部水平焊连三道管片端面拉接槽钢(10)。
3.根据权利要求1所述的一种盾构隧道贯通口管片的结构，其特征是所述有管片内弧面预埋钢板(5)和管片内弧面预埋钢板锚筋(6)的管片(1)为弧形条板，内有钢筋笼，预埋有螺栓孔(2)；管片内弧面预埋钢板(5)的弧度与管片(1)的弧度一致，预埋在管片(1)的中部里侧并与钢筋笼焊接在一起，管片内弧面预埋钢板(5)里侧垂直焊接有多根管片内弧面预埋钢板锚筋(6)，管片内弧面预埋钢板锚筋(6)的长度等于或小于管片(1)的厚度。
4.根据权利要求1所述的一种盾构隧道贯通口管片的结构，其特征是所述有管片端面预埋钢板(9)的管片(1)是在有管片内弧面预埋钢板(5)和管片内弧面预埋钢板锚筋(6)的管片(1)的基础上，另在外端面又预埋有管片端面预埋钢板(9)，该管片端面预埋钢板(9)成环弧片，它与钢筋笼焊接在一起。
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