CN207420587U - 一种适用于tbm隧道衬砌环 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于TBM隧道衬砌环，其包括5块依次连接的标准管片、2块分别与所述标准管片两外侧连接的邻接管片和2块邻接管片之间的1块封顶管片拼接构成；所述衬砌环的外径为9m，所述管片通过纵向螺栓连接；所述相邻管片间在纵向上和环向上各设置有2层防水胶条，相邻管片间沿管片环方向通过4颗环向螺栓连接；标准管片所对应的圆心角角度为60°，邻接管片所对应的圆心角角度为24°，封顶管片所对应的圆心角角度为12°。本实用新型适用于TBM施工的时速140km/h的铁路隧道，具有结构刚度大、防水效果好、便于拼装且施工速度快、方便实用、针对性强等优点。

Description

一种适用于TBM隧道衬砌环

技术领域

本实用新型涉及盾构隧道领域，具体涉及一种适用于TBM隧道衬砌环。

背景技术

随着我国机械化水平不断发展，TBM技术的不断提高，TBM施工因其开挖作业能连续进行，因此施工速度快，工期得以缩短，特别是在稳定的围岩中长距离施工时，此特征尤其明显。同时TBM施工没有像矿山法爆破作业时那样很大的冲击，对围岩的损伤小，几乎不产生松弛、掉块，崩塌的危险小，可减轻支护的工作量，因机具有械化施工，安全，作业人员少等优点，在山岭隧道施工领域运用越来越多。其中，大理至瑞丽铁路全长29.3km的高黎贡山隧道采用TBM施工，该隧道的衬砌采用现浇式衬砌。

在高黎贡山隧道周围围岩存在一定的地下水，在TBM开挖处掌子面的流水可以通过管道排出，已经开挖的部分采用现浇混凝土堵塞地下水，保证舒畅的施工空间。由于开挖后需要浇筑混凝土，混凝土浇筑需要一定的施工时间，同时浇筑后混凝土需要一定的凝固时间，凝固时受到的干扰不宜太大。为保证混凝土强度达到要求，那么在混凝土凝固期间TBM不能正常施工，否则会影响施工进度；若在TBM掘进一定距离后在浇筑混凝土，那么未及时浇筑混凝土的部分会有地下水流出，影响施工环境和施工进度。鉴于TBM持续施工、施工环境和现浇衬砌之间存在一些不可调和的矛盾，需要采用更加合理的施工方案。

众所周知，装配式衬砌管片的生产在工厂预制，能够保证衬砌的质量，且不影响施工现场的施工，管片安装时间短，能够保证TBM连续作业，提高施工速度。采用管片装配式衬砌可以很好地处理高黎贡山隧道施工中遇到的问题。针对这一需要，设计出一种适用于TBM施工的隧道衬砌环。

发明内容

本实用新型针对现有技术的上述不足，提供了一种分块结构能够适用于直径为9m的盾构隧道、便于拼装且结构刚度大的TBM施工的隧道衬砌环。

为解决上述技术问题，本实用新型采用了如下方法：

提供了一种盾构隧道衬砌环的分块结构，其包括5块依次连接的标准管片、2块分别与所述标准管片两外侧连接的邻接管片和2块邻接管片之间的1块封顶管片拼接构成；所述衬砌环的外径为9m，所述管片通过纵向螺栓连接；所述相邻管片间在纵向上和环向上各设置有2层防水胶条，相邻管片间沿管片环方向通过4颗环向螺栓连接；标准管片所对应的圆心角角度为60°，邻接管片所对应的圆心角角度为24°，封顶管片所对应的圆心角角度为12°。

上述技术方案中，优选的，纵向螺栓共有24颗，沿衬砌环圆周均匀分布。

上述技术方案中，优选的，标准管片上分有4颗纵向螺栓，邻接管片上分有2颗纵向螺栓。

上述技术方案中，优选的，衬砌环的管片幅宽为2.0m，管片厚度0.5m，管片重度为26kN/m³。

上述技术方案中，优选的，防水胶条包括外侧防水胶条与内侧防水胶条，外侧防水胶条靠近管片外侧，内侧防水胶条靠近管片内侧。

上述技术方案中，优选的，衬砌环的管片环方向上的两外侧螺栓距边缘的距离为两相邻两螺栓间距的一半。

本实用新型提供的上述盾构隧道衬砌环的分块结构的主要有益效果在于：

通过将封顶块的圆心角调整为比现有7+1分块结构更小的角度，使得封顶管片上可以取消设置纵向螺栓，在TBM法施工的衬砌结构中，是一种新型的管片分块方法，该分块方案既能保证时速140km/h行驶的铁路隧道，又能实现施工时全周旋转错缝安装，施工可调性好，施工速度快，安装完一环衬砌既可继续掘进，因此对TBM掘进干扰小。

通过将纵向螺栓的个数设置为24颗，且沿圆周均匀分布配置，并将各管片对应的圆心角角度设置为整数，既符合管片设计的习惯，又便于制造生产管片的模具，还能保证在纵向方向上管片环之间必要的纵向刚度。

通过在一环管片环内每个接缝之间设置4颗环向螺栓，保证必要的环向刚度，以承受围岩传递的地应力，保证结构的安全。管片幅宽选用2.0m，可以提高施工安装进度。

通过在管片与管片接缝间设置2道防水胶条，无论衬砌环内侧还是外侧受拉，都具有较好的止水效果。

附图说明

图1为本实用新型所述TBM隧道衬砌环的结构示意图。

图2为标准管块展平后环向螺栓和纵向螺栓示意图。

图3为防水胶条剖面图。

其中，1、封顶管片，2、邻接管片，3、标准管片，4、纵向螺栓；5、环向螺栓，6、纵向螺栓，7、管片展开方向，8、管片展开方向；9、防水胶条，10、管片外侧，11、管片内侧。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，其为本实用新型所述TBM隧道衬砌环的结构示意图。

提供了一种TBM隧道衬砌环，其包括5块依次连接的标准管片、2块分别与所述标准管片外侧连接的邻接管片和2块邻接管片之间的1块封顶管片拼接构成；所述衬砌环之间由设置的纵向螺栓连接；管片环上纵向螺栓共有24颗，沿衬砌环圆周均匀分布。标准管片上分有4颗纵向螺栓，邻接管片上分有2颗纵向螺栓。

管片环上标准管片所对应的圆心角角度为60°，邻接管片所对应的圆心角角度为24°，封顶管片所对应的圆心角角度为12°；衬砌环的管片幅宽为2.0m，管片厚度0.5m，管片重度为26kN/m3。

通过将封顶块的圆心角调整为比现有7+1分块结构更小的角度，使得封顶管片上可以取消设置纵向螺栓，在TBM法施工的衬砌结构中，是一种新型的管片分块方法，该分块方案既能保证时速140km/h行驶的铁路隧道，又能实现施工时全周旋转错缝安装，施工可调性好，施工速度快，安装完一环衬砌既可继续掘进，因此对TBM掘进干扰小。

通过将纵向螺栓的个数设置为24颗，且沿圆周均匀分布配置，并将各管片对应的圆心角角度设置为整数，既符合管片设计的习惯，又便于制造生产管片的模具，还能保证在纵向方向上管片环之间必要的纵向刚度。

如图2所示，该图为一环管片展开后，显示标准管片与标准管片之间环向螺栓与纵向螺栓的排版图。纵向螺栓沿水平方向，在一块标准块上，两边缘的两颗纵向螺栓到边缘的距离为相邻两纵向螺栓间距的一半，管片连接后整体均匀分布；环向螺栓沿幅宽方向，即竖直方向，两边缘的两颗环向螺栓到边缘的距离为相邻两环向螺栓间距的一半，环与环之间连接后整体均匀分布。

通过在一环管片环内每个接缝之间设置4颗环向螺栓，保证必要的环向刚度，以承受围岩传递的地应力，保证结构的安全。管片幅宽选用2.0m，可以提高施工安装进度。

如图2所示，防水胶条剖面图，防水胶条沿每块管片分布一周，形成密封圈，能够有效防止围岩中地下水侵入。

通过在管片与管片接缝间设置2道防水胶条，无论衬砌环内侧还是外侧受拉，都具有较好的止水效果。

上面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。

Claims (6)

1.一种适用于TBM隧道衬砌环，其特征在于，包括5块依次连接的标准管片、2块分别与所述标准管片两外侧连接的邻接管片和2块邻接管片之间的1块封顶管片拼接构成；所述衬砌环的外径为9m，所述管片通过纵向螺栓连接；所述相邻管片间在纵向上和环向上各设置有2层防水胶条，相邻管片间沿管片环方向通过4颗环向螺栓连接；标准管片所对应的圆心角角度为60°，邻接管片所对应的圆心角角度为24°，封顶管片所对应的圆心角角度为12°。

2.根据权利要求1所述的适用于TBM隧道衬砌环，其特征在于，所述纵向螺栓共有24颗，沿衬砌环圆周均匀分布。

3.根据权利要求2所述的适用于TBM隧道衬砌环，其特征在于，所述标准管片上分有4颗纵向螺栓，邻接管片上分有2颗纵向螺栓。

4.根据权利要求3所述的适用于TBM隧道衬砌环，其特征在于，所述衬砌环的管片幅宽为2.0m，管片厚度为0.5m，管片重度为26kN/m3。

5.根据权利要求4所述的适用于TBM隧道衬砌环，其特征在于，所述防水胶条包括外侧防水胶条与内侧防水胶条，外侧防水胶条靠近管片外侧，内侧防水胶条靠近管片内侧。

6.根据权利要求5所述的适用于TBM隧道衬砌环，其特征在于，所述衬砌环的管片环方向上的两外侧螺栓距边缘的距离为两相邻两螺栓间距的一半。