CN212508332U - 一种适用于液化粉砂土层的盾构隧道衬砌结构 - Google Patents
一种适用于液化粉砂土层的盾构隧道衬砌结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN212508332U CN212508332U CN202020702578.2U CN202020702578U CN212508332U CN 212508332 U CN212508332 U CN 212508332U CN 202020702578 U CN202020702578 U CN 202020702578U CN 212508332 U CN212508332 U CN 212508332U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- liquefied
- shield tunnel
- lining structure
- tunnel lining
- internal thread
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Lining And Supports For Tunnels (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种适用于液化粉砂土层的盾构隧道衬砌结构。该盾构隧道衬砌结构由预埋内螺纹套管的混凝土管片拼装而成，内螺纹套管沿混凝土管片径向埋设，并与外螺纹钢管咬合连接；外螺纹钢管迎土端伸入液化粉砂土层，被土端经由电动控制阀门与隧道内部的汇水管相连；电动控制阀门由固定于混凝土管片内部的无线加速度传感器控制。本实用新型建造的盾构隧道衬砌结构，通过地震发生时自动排水泄压有效降低隧道周围土体的液化风险，同时大幅缩减地基土抗液化处理的工程成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种适用于液化粉砂土层的盾构隧道衬砌结构，适用于隧道工程领域。
背景技术
盾构隧道作为城市地铁的主流建设方式，设计使用年限达到100年。地铁盾构隧道既是城市交通系统的主要运输通道，也是地震救灾的重要运输通道。考虑到液化土层中建设的盾构隧道在地震发生时可能受到较大的上浮力，导致隧道衬砌的环向接头张开，产生渗水漏沙，影响隧道的正常使用功能，大多城市地铁在选线阶段就采取尽量避开液化土层的对策。
随着城市地下空间开发力度加大，地铁选线有时无法完全避开液化土层，一般需要采取挤密碎石桩、深层水泥搅拌桩或注浆等地基处理措施来消除潜在的液化风险。然而，对于穿越繁华都市区的长细状地铁工程而言，由于地面施工空间、工程成本、工期等因素的限制，地基处理的可实施性低。亟需拓展一种新的盾构隧道结构形式，以同时满足地铁抗地震液化、地面交通通行和工程经济性的需求。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种适用于液化粉砂土层的盾构隧道衬砌结构，在满足地铁结构安全和使用功能的条件下，有效缓解地震发生时液化地基对运营隧道的不利影响，克服因地基处理引起的地面交通改道和投资额增加，为进一步解决盾构隧道穿越液化地层的工程问题提供一种结构设计方案。
本实用新型的目的是采用以下技术方案实现的：
一种适用于液化粉砂土层的盾构隧道衬砌结构，其特征在于：由预埋内螺纹套管的混凝土管片拼装成环，其中内螺纹套管沿混凝土管片径向埋设，并与外螺纹钢管咬合连接，所述外螺纹钢管迎土端伸入液化粉砂土层，背土端伸出管片内壁并经由电动控制阀门与隧道内部的汇水管相连，所述电动控制阀门由固定于混凝土管片内部的无线加速度传感器控制。
进一步地，所述电动控制阀门常时关闭，一旦无线加速度传感器监测的地震加速度超过城镇抗震设防烈度下的设计基本加速度值时，电动控制阀门自动开启进行排水泄压，当监测的地震加速度持续5s低于设计基本加速度值之后更改为关闭状态。
进一步地，所述内螺纹套管均匀预埋在混凝土管片的环向轴线上，其中封顶块管片预埋一个内螺纹套管，邻接块管片和标准块管片预埋两个内螺纹套管。
进一步地，所述内螺纹套管的内径为60～70mm，外螺纹钢管的内径为 40～50mm。
进一步地，所述外螺纹钢管内部设置多层过滤不锈钢网，与内螺纹套管咬合界面铺设高分子防水材料。
进一步地，所述汇水管为直径60～75mm的圆环状钢管，与电动控制阀门“T”字型连接，最底端接入汇水总管。
进一步地，在轻微～中等液化土层中，所述预埋内螺纹套管的混凝土管片与普通盾构管片沿隧道长度方向间隔交错布置，在严重液化土层中，预埋内螺纹套管的混凝土管片连续布置。
本实用新型的有益效果是：本实用新型在弧形混凝土管片上沿其径向布置一组无线传感控制的过水阀门，在地震发生时提供由液化土层向隧道内部的排水通道，有效抑制隧道周围液化地层的孔隙水压力上升，避免因受力模式突变造成盾构衬砌环向接头损坏，有利于提高地震期间隧道结构安全。本实用新型在盾构管片预制厂内生产完成，对盾构施工和管片拼装工艺没有影响，且检修方便。与液化地基处理措施相比，造价合理、工期可控、不占用地面施工空间。
附图说明
图1是本实用新型的结构立面示意图；
图2是本实用新型的结构横剖面示意图；
图3是本实用新型的结构纵剖面示意图；
图4是本实用新型的内螺纹套管、外螺纹钢管和振动控制阀连接关系示意图。
具体实施方式
为解决液化地层中修建盾构隧道的工程难题，本实施例提出一种适用于液化粉砂土层的盾构隧道衬砌结构。根据附图1-图3，本实施例中，所述适用于液化粉砂土层的盾构隧道衬砌结构，由若干弧形混凝土管片1拼装而成，每块混凝土管片1在预制阶段沿径向埋设内螺纹套管2，其长度与混凝土管片1的厚度相同。
综合考虑地震发生时内螺纹套管2的排水泄压能力，以及其对于混凝土管片 1结构强度的影响，将内螺纹套管2的内径控制在60～70mm，且均匀布置在混凝土管片1的环向轴线上。一般而言，组成盾构隧道衬砌的混凝土管片1可以分为封顶块管片11，邻接块管片12和标准块管片13三类。考虑不同类别混凝土管片1的尺寸差异，封顶块管片11中预埋一个内螺纹套管2，邻接块管片12和标准块管片13中预埋两个内螺纹套管2。
根据附图1、图4，外螺纹钢管3与内螺纹套管2尺寸匹配，内径为40～50mm。两者通过螺纹咬合连接，管材壁厚均为5mm，并在界面处铺设高分子防水材料8 以抵御地下水渗漏。外螺纹钢管3迎土端伸出长度应略微大于盾构机与混凝土管片1的间隙，保证进入液化粉砂土层，背土端伸出管片内壁并与电动控制阀门4 相连接。外螺纹钢管3内设三层过滤不锈钢网7，防止电动控制阀门4开启时粉砂土流入隧道内，过滤不锈钢网3的孔径由迎土侧向背土侧递减，具体孔径大小根据液化土体的颗粒级配曲线确定。
根据附图1，整环盾构隧道衬砌上的电动控制阀门4统一由固定在内部的无线加速度传感器6控制，基于无线传感技术，以无线加速度传感器6持续监测的结构加速度作为联动控制信号。电动控制阀门4在日常运营期间处于关闭状态，一旦无线加速度传感器6监测的地震加速度超过城镇抗震设防烈度下的设计基本加速度值时，电动控制阀门自动开启进行排水泄压，当其监测的地震加速度持续5s低于设计基本加速度值后，则更改为关闭状态。电动控制阀门4和无线加速度传感器6需定期进行维护，出现故障及时检修或更换。
根据图1，在盾构隧道衬砌内沿环向设置一圈汇水管5，汇水管5为直径 60～75mm的钢管，与各电动控制阀门4“T”字型连接，用于收集电动控制阀门 4开启时从液化粉砂土层中流入隧道内部的地下水。汇水管5最底部接入一根沿隧道纵向布置的汇水总管9，并入隧道排水系统。
根据工程地质勘察结果，对于埋置在严重液化粉砂土层中的盾构隧道段，沿隧道长度方向连续性拼装预埋内螺纹套管2的混凝土管片1，而对于埋置在轻微～中等液化粉砂土层中的盾构隧道段，预埋内螺纹套管2的混凝土管片1采用隔一布一的方式，与普通盾构管片间隔交替拼装。
以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但不用于限定本实用新型申请，凡是本领域技术人员，在本实用新型技术特征基础上进行的等同变化或修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。
Claims (6)
1.一种适用于液化粉砂土层的盾构隧道衬砌结构，其特征在于：由预埋内螺纹套管(2)的混凝土管片(1)拼装成环，其中内螺纹套管(2)沿混凝土管片(1)径向埋设，并与外螺纹钢管(3)咬合连接，所述外螺纹钢管(3)迎土端伸入液化粉砂土层，背土端伸出管片内壁并经由电动控制阀门(4)与隧道内部的汇水管(5)相连，所述电动控制阀门(4)由固定于混凝土管片(1)内部的无线加速度传感器(6)控制。
2.根据权利要求1所述的一种适用于液化粉砂土层的盾构隧道衬砌结构，其特征在于：所述内螺纹套管(2)均匀预埋在混凝土管片(1)的环向轴线上，其中封顶块管片(11)预埋一个内螺纹套管，邻接块管片(12)和标准块管片(13)预埋两个内螺纹套管。
3.根据权利要求1所述的一种适用于液化粉砂土层的盾构隧道衬砌结构，其特征在于：所述内螺纹套管(2)的内径为60～70mm，外螺纹钢管(3)的内径为40～50mm。
4.根据权利要求1所述的一种适用于液化粉砂土层的盾构隧道衬砌结构，其特征在于：所述外螺纹钢管(3)内部沿轴向设置多层过滤不锈钢网(7)，与内螺纹套管(2)咬合界面铺设高分子防水材料(8)。
5.根据权利要求1所述的一种适用于液化粉砂土层的盾构隧道衬砌结构，其特征在于：所述汇水管(5)为直径60～75mm的圆环状钢管，与电动控制阀门(4)“T”字型连接，最底端接入汇水总管(9)。
6.根据权利要求1所述的一种适用于液化粉砂土层的盾构隧道衬砌结构，其特征在于：在轻微～中等液化土层中，所述预埋内螺纹套管(2)的混凝土管片(1)与普通盾构管片沿隧道长度方向间隔交错布置，在严重液化土层中，预埋内螺纹套管(2)的混凝土管片(1)连续布置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020702578.2U CN212508332U (zh) | 2020-04-30 | 2020-04-30 | 一种适用于液化粉砂土层的盾构隧道衬砌结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020702578.2U CN212508332U (zh) | 2020-04-30 | 2020-04-30 | 一种适用于液化粉砂土层的盾构隧道衬砌结构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN212508332U true CN212508332U (zh) | 2021-02-09 |
Family
ID=74444751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202020702578.2U Active CN212508332U (zh) | 2020-04-30 | 2020-04-30 | 一种适用于液化粉砂土层的盾构隧道衬砌结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN212508332U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111520161A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-08-11 | 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 | 一种适用于液化粉砂土层的盾构隧道衬砌结构 |
-
2020
- 2020-04-30 CN CN202020702578.2U patent/CN212508332U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111520161A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-08-11 | 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 | 一种适用于液化粉砂土层的盾构隧道衬砌结构 |
| CN111520161B (zh) * | 2020-04-30 | 2022-03-18 | 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 | 一种适用于液化粉砂土层的盾构隧道衬砌结构 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110080254B (zh) | 用于斜边坡加固的排水抗滑桩-导水涵洞结构及施工方法 | |
| CN204041081U (zh) | 一种隧道施工初期支护装置 | |
| CN105040775B (zh) | 深层承压自流井封堵系统与方法 | |
| CN102839629B (zh) | 一种扰动河床防渗治理的方法及结构 | |
| CN107859065A (zh) | 一种超高性能混凝土预制拼装综合管廊及施工方法 | |
| CN108049888A (zh) | 一种用于地铁盾构区间的隧道结构及地层加固方法 | |
| CN111156032A (zh) | 一种注浆管内插型钢注浆加固既有地铁隧道结构及方法 | |
| CN104929686A (zh) | 一种控制盾构隧道上浮的排水减压方法及其管片 | |
| CN212508332U (zh) | 一种适用于液化粉砂土层的盾构隧道衬砌结构 | |
| CN106894830A (zh) | 一种用于地下工程的双曲拱支护结构及施工方法 | |
| CN109538293B (zh) | 一种地下洞室涌水通道的置换处理结构及方法 | |
| CN205714215U (zh) | 隧道衬砌用减压管片及管片衬砌结构 | |
| CN107060841A (zh) | 一种用于快速治理隧道渗漏水问题的分节式环形挡水装置 | |
| CN111520161B (zh) | 一种适用于液化粉砂土层的盾构隧道衬砌结构 | |
| CN105605335A (zh) | 一种用于顶进施工的大口径预应力钢筒混凝土管 | |
| CN203533005U (zh) | 预应力钢混复合型压力顶管 | |
| CN110820803B (zh) | 一种盾构隧道横向联络通道的明挖施工方法 | |
| CN107974875B (zh) | 一种无损坎儿井功能的高速铁路地基加固结构及施工方法 | |
| CN217399681U (zh) | 一种组合体抗滑桩 | |
| CN105133646A (zh) | 地下钢混结构管道及其制作方法 | |
| CN207728377U (zh) | 一种用于地铁盾构区间的隧道结构及地层加固结构 | |
| CN211666735U (zh) | 一种注浆管内插型钢注浆加固既有地铁隧道结构 | |
| CN108104158A (zh) | 一种装配式地下管廊及现场装配方法 | |
| CN114575921A (zh) | 排水锚杆、边坡排水系统及下穿边坡隧道边坡排水治理方法 | |
| CN210033461U (zh) | 一种基于外嵌式通道与伸张性囊袋的管片衬砌注浆系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |