CN212614740U - 一种近距离上跨既有盾构隧道的洞内加固结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种近距离上跨既有盾构隧道的洞内加固结构，包括环向支撑板、纵向联系条和支撑架，多块环向支撑板沿既有盾构隧道的长度方向并排紧贴设置在既有盾构隧道的内壁管片上，纵向联系条将多块环向支撑板连接形成整体，环向支撑板的两端连接支撑架，支撑架固定安装在既有盾构隧道的道床上。该洞内加固结构能够在近距离上跨既有盾构隧道施工时，保证既有盾构隧道的安全使用，加固效果好、施工方便、结构简单。

Description

一种近距离上跨既有盾构隧道的洞内加固结构

技术领域

本实用新型涉及盾构隧道加固技术领域，具体而言，涉及一种近距离上跨既有盾构隧道的洞内加固结构。

背景技术

随着城市建设的急速发展及交通线网的不断加密，新建地铁隧道小净距上跨既有地铁隧道的工程越来越多。新建隧道在盾构施工的过程中，因土体卸荷和盾构扰动作用引起既有地铁隧道结构产生附加应力和变形，甚至使既有隧道管片结构发生破坏造成隧道结构整体性破坏，严重影响既有盾构隧道的正常运行和安全使用。

在既有小净距上跨盾构隧道中，一般对夹层土体进行注浆加固、新建隧道内堆载、既有隧道设置钢骨架、盾构克泥效注浆等方式减小既有盾构隧道的变形。注浆加固存在注浆效果差、加固效果不显著及控制变形差等问题，且小间距下注浆压力会对既有隧道产生影响；隧道内堆载多在既有隧道产生过大上浮后进行处理，具有滞后性；盾构克泥效注浆虽然能够减小对既有隧道的扰动，但是控制既有隧道变形的效果有限；在既有隧道内设置钢骨架虽然可增强既有隧道的刚度抵抗上部的扰动，但是现有研究中设置钢骨架的施工方法尚不成熟，在上跨既有盾构隧道施工中效果不理想。

虽然目前有许多控制上跨既有盾构隧道变形的施工技术，但是其效果均有一定的局限性。因此，为了保证既有盾构隧道的安全使用，工程中急需一种加固效果良好、施工快速的加固方法来提升既有盾构隧道的抗变形能力。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种近距离上跨既有盾构隧道的洞内加固结构，该洞内加固结构能够在近距离上跨既有盾构隧道施工时，保证既有盾构隧道的安全使用，加固效果好、施工方便、结构简单。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种近距离上跨既有盾构隧道的洞内加固结构，包括环向支撑板、纵向联系条和支撑架，多块环向支撑板沿既有盾构隧道的长度方向并排紧贴设置在既有盾构隧道的内壁管片上，纵向联系条将多块环向支撑板连接形成整体，环向支撑板的两端连接支撑架，支撑架固定安装在既有盾构隧道的道床上。

进一步地，纵向联系条的数量为多根，多根纵向联系条沿环向间隔安装在环向支撑板的内侧。

进一步地，纵向联系条沿既有盾构隧道的长度方向设置，多根纵向联系条相对于既有盾构隧道的竖向轴线对称设置。

进一步地，每根纵向联系条包括多个纵向联系单元，多个纵向联系单元沿既有盾构隧道的长度方向布置，纵向联系单元与环向支撑板焊接连接，相邻的纵向联系单元之间通过连接板和螺栓相连接。

进一步地，相邻的纵向联系单元之间的连接位置位于环向支撑板的宽度方向中心位置。

进一步地，环向支撑板包括第一支撑板和第二支撑板，第一支撑板的一端与支撑架锚固焊接，第一支撑板的另一端与第二支撑板通过螺栓连接，多块第二支撑板沿既有盾构隧道环向设置形成环向支撑板，相邻的第二支撑板之间通过螺栓连接。

进一步地，第一支撑板、第二支撑板和支撑架均由腹板和肋板通过双面角焊组成，且焊缝高度不小于8mm。

进一步地，相邻的环向支撑板的错台位置处填充软木或钢板垫。

应用本实用新型的技术方案，通过设置环向支撑板，使环向支撑板与既有盾构隧道管片紧密贴合，环向支撑板的底部通过支撑架固定于道床上；通过环向支撑板的加固作用提高了既有盾构隧道管片的刚度，起到分担既有衬砌拱顶及拱腰所受应力并传递到道床上去的作用；同时利用纵向联系条将多块环向支撑板连接形成一个整体性的传力体系，把上跨隧道与既有盾构隧道交点部分管片所受的上浮力向相邻管片传递，防止交点处受力过大发生局部上浮引起错台。本实用新型的洞内加固结构能够形成良好的传力体系，可承担既有盾构隧道与新建隧道交叉点处的上浮力并向道床和相邻管片传递，减小隧道拱顶及拱腰的应力，从而起到良好的加固作用；该洞内加固结构的施工材料均可在隧道外部准备，到隧道内部拼接安装，施工方便，能确保既有盾构隧道的通车要求。

下面将参照附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的洞内加固结构安装后的横断面图。

图2为本实用新型的洞内加固结构的平面布置示意图。

图3为本实用新型的洞内加固结构中支撑架的主视结构示意图。

图4为本实用新型的洞内加固结构中支撑架的侧视图。

图5为本实用新型的洞内加固结构中第一支撑板的主视结构示意图。

图6为本实用新型的洞内加固结构中第一支撑板的侧视图。

图7为本实用新型的洞内加固结构中第二支撑板的主视结构示意图。

图8为本实用新型的洞内加固结构中第二支撑板的侧视图。

图9为本实用新型的洞内加固结构中支撑架与第一支撑板的连接示意图。

图10为本实用新型的洞内加固结构中纵向联系条的平面布置示意图。

图11为本实用新型的洞内加固结构中纵向联系条的侧视图。

图12为本实用新型应用实施例中上跨隧道施工时既有隧道左线交点的纵向位移图。

图13为本实用新型应用实施例中上跨隧道施工时既有隧道右线交点的纵向位移图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、环向支撑板；2、纵向联系条；3、支撑架；4、连接板；11、第一支撑板；12、第二支撑板；21、纵向联系单元；100、既有盾构隧道；110、道床。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本实用新型作更全面、细致地描述，但本实用新型的保护范围并不限于以下具体的实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而仅仅是为了便于对相应零部件进行区别。同样，“一个”或者“一”等类似词语不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于直接的连接，而是可以通过其他中间连接件间接的连接。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

参见图1至图11，一种本实用新型实施例的近距离上跨既有盾构隧道的洞内加固结构，该洞内加固结构主要用于对既有盾构隧道100进行加固，以提升近距离上跨隧道施工时既有盾构隧道100的抗变形能力。由图可见，该洞内加固结构主要包括多块环向支撑板1、多根纵向联系条2和多个支撑架3。多块环向支撑板1沿既有盾构隧道100的长度方向并排紧贴设置在既有盾构隧道100的内壁管片上，纵向联系条2将多块环向支撑板1连接形成整体，环向支撑板1的两端连接支撑架3，环向支撑板1两端的支撑架3固定安装在既有盾构隧道100的道床110的两侧。

由于新建隧道的开挖，新建隧道上穿既有盾构隧道100施工引起的既有衬砌的轴力增加值主要集中在既有盾构隧道100的拱顶，引起的既有衬砌的弯矩值增加量主要集中在既有盾构隧道100的拱腰，而既有盾构隧道100的拱顶距离新建隧道最近，拱顶的隆起量也最大，因此，对既有盾构隧道100的拱顶及拱腰进行保护很重要。

本实用新型的洞内加固结构，通过设置环向支撑板1，使环向支撑板1与既有盾构隧道100环向管片紧密贴合形成一个整体，环向支撑板1的底部通过支撑架3固定于道床110上；通过环向支撑板1的加固作用提高了既有盾构隧道100的管片的刚度，起到分担既有衬砌拱顶及拱腰所受应力并传递到道床上去的作用；同时利用纵向联系条2将多块环向支撑板1连接形成一个整体性的传力体系，把上跨隧道与既有盾构隧道100交点部分管片所受的上浮力向相邻管片传递，防止交点处受力过大发生局部上浮引起错台。本实用新型的洞内加固结构能够形成良好的传力体系，可承担既有盾构隧道100与新建隧道交叉点处的上浮力并向道床110和相邻管片传递，减小隧道拱顶及拱腰的应力，从而起到良好的加固作用。另外，该洞内加固结构的施工材料均可在隧道外部准备，到隧道内部拼接安装，施工方便，能确保既有盾构隧道100的通车要求。

参见图1和图2，在本实施例中，纵向联系条2的数量为多根，且多根纵向联系条2沿环向间隔安装在环向支撑板1的内侧。进一步地，纵向联系条2沿既有盾构隧道100的长度方向设置，并且多根纵向联系条2相对于既有盾构隧道100的竖向轴线对称设置(参见图1)。如此设置，可以提高洞内加固结构的整体受力性能，进一步提高洞内加固结构对于既有盾构隧道100的加固效果。

具体来说，参见图2，在本实施例中，每一根纵向联系条2包括多个纵向联系单元21，多个纵向联系单元21沿既有盾构隧道100的长度方向首尾布置，纵向联系单元21与环向支撑板1通过焊接连接，相邻的纵向联系单元21首尾通过连接板4和螺栓相连接。这样设置，方便在隧道外部进行结构材料的施工，也方便在隧道内部进行洞内加固结构的拼接安装，有利于加快施工进度。

进一步地，参见图2，在本实施例中，相邻的纵向联系单元21之间的连接位置(即通过连接板4和螺栓连接处)位于环向支撑板1的宽度方向的中心位置，而不是在相邻的环向支撑板1紧挨的位置。这样设置，可以进一步提高洞内加固结构的加固效果。

具体来说，参见图1，在本实施例中，环向支撑板1包括两块第一支撑板11和12块第二支撑板12。其中，第一支撑板11的一端与支撑架3锚固焊接，第一支撑板11的另一端与第二支撑板12通过螺栓连接，12块第二支撑板12沿既有盾构隧道100环向设置形成环向支撑板1，相邻的第二支撑板12之间通过螺栓连接。这样设置，更加方便在隧道外部进行结构材料的施工，方便在隧道内部进行洞内加固结构的拼接安装，更加有利于加快施工进度。

具体地，参见图3至图8，在本实施例中，第一支撑板11、第二支撑板12和支撑架3均由腹板和肋板通过双面角焊组成，并且焊缝高度不小于8mm。如此设置，可以确保环向支撑板1和支撑架3具有足够的承载能力，使得环向支撑板1和支撑架3能够分担将既有盾构隧道100的衬砌拱顶及拱腰所受的应力并将应力很好地传递到道床110上去。

在本实施例中，在相邻的环向支撑板1的错台位置处填充有软木或钢板垫，以保证洞内加固结构与既有盾构隧道100的管片贴合。

该洞内加固结构的施工方法如下：

(1)管片预处理：

将既有盾构隧道100内壁的管片环间、块间、表面缺陷修补平整；

(2)支架搭设：

安装移动式钢管脚手架，该移动式钢管脚手架采用

钢管，立杆纵距0.9m，横向间距1.2m，布距1.5m，共三跨；

(3)第一支撑板11和支撑架3施工：

第一支撑板11和支撑架3在洞外焊接，将支撑架3采用6只植入道床110的

不锈钢膨胀螺栓固定在道床110上，第一支撑板11和支撑架3之间采用3只

锚固焊接；

(4)第二支撑板12安装：

第二支撑板12依次与第一支撑板11采用M16*8.8级螺栓连接，由下而上，左右交替的顺序进行安装；

(5)纵向联系条2安装：

采用16b槽钢作为纵向联系单元21，在隧道外提前将纵向联系单元21与第二支撑板12进行焊接，然后到洞内进行安装，相邻纵向联系单元21首尾通过连接板4(两块10mm厚钢板)和螺栓进行连接固定；

(6)空隙填充：

由于洞内支撑加固属于预制件，在加工及洞内安装过程中存在一定程度的偏差，易导致钢环间产生错台现象，错台位置采用软木或钢板垫等措施保证加固结构与管片贴合。

应用实施例：

将本实用新型的洞内加固结构应用于某地铁6号线上跨既有地铁3号线的设计施工中。

主要技术难点为：地铁6号线上跨3号线盾构隧道，该区段区间最小净距约为1.036m，采取注浆、克泥效、堆载等施工措施，不能有效控制上跨段的变形，且3号线隧道有通车要求，在对既有隧道加固时不能阻碍隧道中的运行。

为保证上跨施工正常进行，设计施工采用本实用新型的洞内加固结构。现场的施工进度，及上跨施工区间的监测数据证明：采取本洞内加固结构，可以有效地控制上跨施工段隧道的变形，确保既有隧道的通车要求；且本洞内加固结构的施工材料均在隧道外部准备，到隧道内部拼接安装，装配式的施工理念使其快速高效的进行施工。上跨隧道施工时既有隧道左线交点的纵向位移如图12所示，上跨隧道施工时既有隧道右线交点的纵向位移如图13所示。图12和图13中，纵坐标单位为mm。

由图12和图13可见，地铁6号线上跨3号线区间交点纵向位移集中在-1mm～1mm之间，未达到黄色预警值-6mm或+3mm，且远小于距离上浮控制值5mm和沉降控制值10mm。同时，交点处的位移变化率均小于1mm/d，加固效果良好。加固体系整体性好，可有效避免局部上浮造成的管片错台。在盾构隧道上跨期间施工时，左右线可保持每天6米的速度进行施工，在保证安全、质量的前提下，保证工程进度实现了高效施工。

总体而言，本实用新型的洞内加固结构，分块拼装后采用螺栓连接成型，通过与管片的紧密贴合，可形成完整传力体系，使盾构隧道管片的受力性能提升，能够有效地分担上跨施工对管片产生的压力，将压力进行均匀分散；在空间上限制了管片受扰动而产生局部、整体上浮、收敛的可能性，保证管片不受挤压变形、产生位移；有效控制新建隧道施工对既有隧道的变形，大大减少了上跨施工对既有区间隧道的影响；加固结构的各部件均在隧道外提前准备好，只需在新建隧道施工前在既有隧道内部进行装配，施工便捷迅速；且本加固结构不影响既有隧道内列车的正常运营，在上跨工程施工完成后，根据监测情况，待既有线路沉降稳定后可拆除加固结构，拆除顺序跟施工顺序相反。本实用新型的洞内加固结构加固效果良好，可形成完整的受力结构，可严格控制上跨施工段既有盾构隧道的变形，且加固结构所需材料均可在隧道外提前准备好，只需到隧道内进行装配，施工过程便捷高效，在保障既有隧道结构安全的同时不影响其正常运营。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种近距离上跨既有盾构隧道的洞内加固结构，其特征在于，包括环向支撑板(1)、纵向联系条(2)和支撑架(3)，多块所述环向支撑板(1)沿既有盾构隧道(100)的长度方向并排紧贴设置在所述既有盾构隧道(100)的内壁管片上，所述纵向联系条(2)将多块所述环向支撑板(1)连接形成整体，所述环向支撑板(1)的两端连接所述支撑架(3)，所述支撑架(3)固定安装在所述既有盾构隧道(100)的道床(110)上。

2.根据权利要求1所述的近距离上跨既有盾构隧道的洞内加固结构，其特征在于，所述纵向联系条(2)的数量为多根，多根所述纵向联系条(2)沿环向间隔安装在所述环向支撑板(1)的内侧。

3.根据权利要求2所述的近距离上跨既有盾构隧道的洞内加固结构，其特征在于，所述纵向联系条(2)沿所述既有盾构隧道(100)的长度方向设置，多根所述纵向联系条(2)相对于所述既有盾构隧道(100)的竖向轴线对称设置。

4.根据权利要求1所述的近距离上跨既有盾构隧道的洞内加固结构，其特征在于，每根所述纵向联系条(2)包括多个纵向联系单元(21)，多个所述纵向联系单元(21)沿所述既有盾构隧道(100)的长度方向布置，所述纵向联系单元(21)与所述环向支撑板(1)焊接连接，相邻的所述纵向联系单元(21)之间通过连接板(4)和螺栓相连接。

5.根据权利要求4所述的近距离上跨既有盾构隧道的洞内加固结构，其特征在于，相邻的所述纵向联系单元(21)之间的连接位置位于所述环向支撑板(1)的宽度方向中心位置。

6.根据权利要求1所述的近距离上跨既有盾构隧道的洞内加固结构，其特征在于，所述环向支撑板(1)包括第一支撑板(11)和第二支撑板(12)，所述第一支撑板(11)的一端与所述支撑架(3)锚固焊接，所述第一支撑板(11)的另一端与所述第二支撑板(12)通过螺栓连接，多块所述第二支撑板(12)沿所述既有盾构隧道(100)环向设置形成所述环向支撑板(1)，相邻的所述第二支撑板(12)之间通过螺栓连接。

7.根据权利要求6所述的近距离上跨既有盾构隧道的洞内加固结构，其特征在于，所述第一支撑板(11)、所述第二支撑板(12)和所述支撑架(3)均由腹板和肋板通过双面角焊组成，且焊缝高度不小于8mm。

8.根据权利要求1～7中任意一项所述的近距离上跨既有盾构隧道的洞内加固结构，其特征在于，相邻的所述环向支撑板(1)的错台位置处填充软木或钢板垫。

Images