CN219910777U - 一种高速铁路大直径盾构隧道的局部预埋槽道管片环 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高速铁路大直径盾构隧道的局部预埋槽道管片环，包括普通管片块和管片块，管片块中设置有预埋槽道，预埋槽道沿管片块弧长方向居中布置，且两两为一组，两个预埋槽道沿着管片块宽度中点连线对称布设，管片块中设置有锚杆，所述锚杆与预埋槽道相固定。本实用新型将高速铁路大直径盾构隧道接触网槽道形式由传统的后植锚栓或预埋套筒形式优化为管片环局部预埋槽道形式，方便后期设备及管线安装，改善现场安装施工环境，提高安装工作效率，节省工程投资。本实用新型中预埋槽道施工对隧道管片结构零损伤，提高了主体结构的整体安全性，保证了隧道的使用寿命，节省大量后期维养费用，消除运营安全隐患，具有很好的经济性。

Description

一种高速铁路大直径盾构隧道的局部预埋槽道管片环

技术领域

本实用新型属于铁路隧道工程技术领域，具体涉及一种高速铁路大直径盾构隧道的局部预埋槽道管片环。

背景技术

自铁路电气化以来，隧道内接触网安装基础的固定方式先后采用了灌注楔形锚栓、后置机械锚栓、后置化学锚栓、后置槽道、预埋槽道和预埋锚栓等方式，其中前四种为后锚固方式，后两种为预埋方式，目前，使用最多的主要为后置化学锚栓和预埋槽道两种。

我国最先在武广客专、郑西客专确定了隧道内接触网基础采用以预埋槽道技术为主的方案，目前已在采用模筑法进行衬砌结构施工的铁路隧道中得到了广泛的应用。

高速铁路隧道以暗挖法、明挖法施工为主，隧道衬砌为现浇结构，一般接触网采用预埋槽道的形式与隧道连接。相比于普通模筑法能够指定位置槽道预埋，盾构法施工的隧道工程，因衬砌结构通过分块预制管片进行环向和纵向拼装施工而成，受管片预制、拼装施工等工艺影响，一般采用全环槽道，在铁路盾构隧道中使用效率低，工程投资高，应用相对滞后，因此大多采用后植锚栓连接。

后植锚栓施工方法安装效率较低，需投入大量人力，且施工环境较差，施工风险较高，检验安装费用高；传统的后植打孔方法会对盾构管片产生损伤，影响主体结构的整体性和使用寿命；且化学锚栓的耐久性不能满足铁路使用寿命要求，后期维护、更换困难。

基于此，研究一种新的局部预埋槽道技术来克服传统施工方法带来的问题显得十分必要。

发明内容

本实用新型为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种高速铁路大直径盾构隧道的局部预埋槽道管片环。

本实用新型的技术方案是：一种高速铁路大直径盾构隧道的局部预埋槽道管片环，包括管片块和普通管片块，所述管片块中设置有预埋槽道，所述预埋槽道沿管片块的弧长方向居中布置，所述预埋槽道两两为一组，两个预埋槽道沿着管片块宽度中点连线对称布设，所述管片块中设置有固定锚杆，所述固定锚杆与预埋槽道牢固连接。

更进一步的，所述预埋槽道包括槽道底部，所述槽道底部的外壁与固定锚杆相连。

更进一步的，所述固定锚杆与槽道底部的固定位置位于槽道底部的中线处。

更进一步的，所述预埋槽道由槽道底部、槽壁A部、槽壁B部围合而成，所述预埋槽道的开口朝向管片内侧。

更进一步的，所述槽壁A部、槽壁B部的内侧壁处形成槽口横向部，两个槽口横向部之间形成开口。

更进一步的，所述槽口横向部、槽壁A部、槽道底部围合形成侧槽部A，所述槽口横向部、槽壁B部、槽道底部围合形成侧槽部B。

更进一步的，所述槽口横向部嵌入管片块的内侧壁中且深入2~3mm，所述管片块完全容纳预埋槽道。

更进一步的，所述预埋槽道内原有的泡沫填充材料在管片块预制过程中不拆除，避免浇筑管片块混凝土时灌入到预埋槽道内。

更进一步的，所述管片块之间以及管片块与普通管块片之间设置有管片连接件，所述管片连接件将管片块拼装成管片环。

更进一步的，所述管片环之间设置有管片环连接件。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型将高速铁路大直径盾构隧道接触网槽道形式由传统的后植锚栓或预埋套筒形式优化为局部管片块预埋槽道形式，较大程度上可方便后期设备及管线安装，大大改善现场安装施工环境，提高安装工作效率。

本实用新型中预埋槽道施工过程对隧道结构零损伤，提高了主体结构的整体安全性，保证了隧道的使用寿命，由于预埋槽道的免维护、免更换，在隧道全生命周期可节省大量维养费用，同时消除运营安全隐患，具有很好的经济性。

本实用新型相比地铁及其他盾构隧道全环预埋槽道的形式，提出了局部预埋槽道管片环，能够实现带预埋槽道管片精准定位拼装，避免了高铁隧道采用全环管片预埋槽道后部分槽道无利用价值所产生的浪费，技术更加经济合理。

附图说明

图1 是本实用新型中预埋槽道管片块的内侧俯视图；

图2 是本实用新型中预埋槽道管片块中预埋槽道和锚杆的沿管片环方向装配示意图；

图3 是本实用新型中接触悬挂和附加导线悬挂局部预埋槽道管片环的示意图（其中，a为剖面图，b为位置图）；

图4 是本实用新型中中心锚节下锚悬挂局部预埋槽道管片环的示意图（其中，a为剖面图，b为位置图）；

图5 是本实用新型中接触悬挂下锚局部预埋槽道管片环的示意图（其中，a为剖面图，b为位置图）；

图6 是本实用新型中预埋槽道管片块的纵向剖面图；

图7 是本实用新型中预埋槽道嵌入管片块内侧的结构示意图；

图8 是本实用新型中预埋槽道、锚杆的断面示意图；

图9 是本实用新型中管片块间、管片环间的装配示意图；

图10 是本实用新型中管片环连接装置凹凸榫装配示意图；

图11 是本实用新型中直螺栓和预埋钢套筒的装配示意图；

其中：

1 拼装定位孔 2 预埋件注浆孔

3 预埋槽道 4 固定锚杆

5 管片块 6 装配凹榫

7 装配凸榫 8 管片环

9 直螺栓 10 预埋套筒

11 手孔

31 槽道底部 32 槽壁A部

33 槽壁B部 34 槽口横向部

35 防脱部。

具体实施方式

以下，参照附图和实施例对本实用新型进行详细说明：

如图1至图11所示，一种高速铁路大直径盾构隧道的局部预埋槽道管片环，包括管片块5和普通管片块，所述管片块5中设置有预埋槽道3，所述预埋槽道3沿管片块5的弧长方向居中布置，所述预埋槽道3两两为一组，两个预埋槽道3沿着管片块5宽度中点连线对称布设，所述管片块5中设置有固定锚杆4，所述固定锚杆4与预埋槽道3牢固连接。

所述预埋槽道3包括槽道底部31，所述槽道底部31的外壁与固定锚杆4相连。

所述固定锚杆4与槽道底部31的固定位置位于槽道底部31的中线处。

所述预埋槽道3由槽道底部31、槽壁A部32、槽壁B部33围合而成，所述预埋槽道3的开口朝向管片内侧。

所述槽壁A部32、槽壁B部33的内侧壁处形成槽口横向部34，两个槽口横向部34之间形成开口。

所述槽口横向部34、槽壁A部32、槽道底部31围合形成侧槽部A，所述槽口横向部34、槽壁B部33、槽道底部31围合形成侧槽部B。

所述槽口横向部34嵌入管片块5的内侧壁中且深入2~3mm，所述管片块5完全容纳预埋槽道3。

所述预埋槽道3内原有的泡沫填充材料在管片块5预制过程中不拆除，避免浇筑管片块5混凝土时灌入到预埋槽道3内。

所述管片块5之间以及管片块5与普通管片块之间设置有管片连接件，所述管片连接件将管片块5拼装成管片环8。

所述管片环8之间设置有管片环连接件。

具体的，固定锚杆4垂直于管片内弧面，固定锚杆4为多根，固定锚杆4沿管片弧长方向等距布置，所述预埋槽道3通过固定锚杆4与管片块5紧密连接，

更为具体的，所述预埋槽道3长度依据各接触网悬挂类型所需长度确定为3900mm。

具体的，所述固定锚杆4采用YR1型锚杆。

具体的，锚杆固定锚杆4沿预埋槽道圆弧方向布置间距为250mm，如图6所示，固定锚杆4与预埋槽道3进场前为一体结构，在管片块5预制时居中固定于模具内，与管片钢筋笼和混凝土浇筑为整体。

具体的，预埋槽道3为Z1型号槽道，预埋槽道3弧长为3900mm，同一块管片块5上的预埋槽道间距为500mm，预埋槽道3槽口端面距离管片块5内表面约2~3mm，且最大不大于5mm，进场前预埋槽道3内部采用泡沫填充材料回填密实并未拆除，管片块混凝土浇筑完成后利用水泥浆填充平管片块5内表面，保证不产生漏气点。

具体的，单块管片块5上预埋槽道3的长度不能满足其他悬挂类型的要求时，按照满足接触网使用要求的槽道长度和位置，在相连的管片块5上增设预埋槽道3直到满足长度要求。

具体的，管片块5之间以及管片块5与普通管片块之间采用管片连接件相连，所述管片连接件为直螺栓连接和预埋钢套筒。

具体的，管片环连接件为凹凸榫或者直螺栓套筒，以下进行详细说明。

所述管片环8的一端形成装配凹榫6，相邻管片环8与其相配合的一端形成装配凸榫7，所述装配凹榫6、装配凸榫7相配合，从而组成连接相邻管片环8的凹凸榫。

如图11所示，所述管片环8的一端中设置有预埋套筒10，相邻管片环8中预留螺栓连接孔，所述螺栓连接孔与预埋套筒10相对应，所述连接孔中设置有直螺栓9，所述直螺栓9拧入到预埋套筒10中，直螺栓9、预埋套筒10组成直螺栓套筒实现对相邻管片块间和相连管片环8的固定。

具体的，在安装过程中根据拼装点位对带预埋槽道3的管片环8进行现场拼装，将管片块5拼装到指定位置，实现预埋槽道3的局部设置，满足接触网使用需求。

具体的，固定锚杆4的长度为120-130mm，在计划布置接触网悬挂的位置拼装带有预埋槽道3的管片块5，现场进行螺栓固定和管线安装，可以避免高速铁路大直径盾构隧道传统后植锚栓技术污染环境、破损管片结构、施工难度大等问题。

具体的，现场按照指定点位进行拼装，实现固定预埋槽道的管片块5精准定位安装，将带预埋槽道3的管片块5拼装到指定位置，满足接触网悬挂和使用需求，实现盾构管片预埋槽道的精准布置。

隧道内需悬挂的接触网系统线材主要包括：由接触线、承力索以及吊弦、弹性吊索组成的接触悬挂系统，由正馈线AF线、保护线PW线组成的附加导线。根据接触网所需悬挂的系统线材，将预埋槽道3简化为接触悬挂和附加导线悬挂、中心锚节下锚、接触悬挂下锚、锚段关节悬挂四种类型。

经过设计优化，将锚段关节悬挂预埋槽道统一为接触悬挂和附加导线悬挂，经过统一后共有接触悬挂和附加导线悬挂、中心锚节下锚悬挂、接触悬挂下锚三种悬挂类型。

根据接触网需求，接触悬挂和附加导线悬挂需要隧道中心线两侧共2500mm弧长范围，同时考虑管片环向转动误差最大值为2*700mm，预埋槽道3长度需求为弧长3900mm。

如图4所示，在需布置接触悬挂和附加导线悬挂的拱顶位置布置一块带预埋槽道3的管片块5即可满足槽道长度要求。

中心锚结下锚的一般悬挂槽道，需布置在拱顶，其左右线下锚还需分别布置在距离隧道中心线两侧弧长3000mm~6000mm范围内有弧长为500mm的槽道。

如图5所示，由于槽道布置范围超过了一块管片块5的长度，因此需布置两块管片块5。

接触悬挂下锚每处槽道由连续4环带槽道管片组成，每环根据左右下锚分别布置在左线或右线轨面以上7800mm弧长范围的侧墙上。

如图6所示，结合管片分块，每环至少需要2块，一般需要3块带预埋槽道3的管片块5才能满足接触网需求。

为便于现场带预埋槽道管片的预制和管理，统一将接触悬挂和附加导线悬挂槽道设置于A2块；中心锚结下锚拱顶槽道设置于A2块，左、右下锚还分别埋设置于A1或A3块；接触悬挂左侧下锚断面拱顶设置A6块，下锚槽道埋设于A3、A4、A5块；右侧下锚断面拱顶设置A2块，下锚槽道埋设于A3、A4、A5块。

根据以上排布形式进行带预埋槽道管片的生产，同时预留接触悬挂可调范围为±2环。

现场按照设计预定的预埋槽道管片所在位置拼装点位进行拼装，实现带预埋槽道管片精准安装。

带预埋槽道管片按照满足设计要求的点位进行拼装，该环其他管片仍利用普通管片块进行拼装，即实现了局部带预埋槽道管片环精准定位安装。

本实用新型将高速铁路大直径盾构隧道接触网槽道形式由传统的后植锚栓或预埋套筒形式优化为局部管片块预埋槽道形式，较大程度上可方便后期设备及管线安装，大大改善现场安装施工环境，提高安装工作效率。

本实用新型中预埋槽道施工过程对隧道结构零损伤，提高了主体结构的整体安全性，保证了隧道的使用寿命，由于预埋槽道的免维护、免更换，在隧道全生命周期可节省大量维养费用，消除运营安全隐患，具有很好的经济性。

本实用新型相比地铁及其他盾构隧道全环预埋槽道的形式，提出了局部预埋槽道管片环，能够实现带预埋槽道管片精准定位拼装，避免了高铁隧道采用全环管片预埋槽道后部分槽道无利用价值所产生的浪费，技术更加经济合理。

Claims (10)

1.一种高速铁路大直径盾构隧道的局部预埋槽道管片环，包括管片块（5）和普通管片块，其特征在于：所述管片块（5）中设置有预埋槽道（3），所述预埋槽道（3）沿管片块（5）的弧长方向居中布置，所述预埋槽道（3）两两为一组，两个预埋槽道（3）沿着管片块（5）宽度中点连线对称布设，所述管片块（5）中设置有固定锚杆（4），所述固定锚杆（4）与预埋槽道（3）牢固连接。

2.根据权利要求1所述的一种高速铁路大直径盾构隧道的局部预埋槽道管片环，其特征在于：所述预埋槽道（3）包括槽道底部（31），所述槽道底部（31）的外壁与固定锚杆（4）相连。

3.根据权利要求2所述的一种高速铁路大直径盾构隧道的局部预埋槽道管片环，其特征在于：所述固定锚杆（4）与槽道底部（31）的固定位置位于槽道底部（31）的中线处。

4.根据权利要求3所述的一种高速铁路大直径盾构隧道的局部预埋槽道管片环，其特征在于：所述预埋槽道（3）由槽道底部（31）、槽壁A部（32）、槽壁B部（33）围合而成，所述预埋槽道（3）的开口朝向管片内侧。

5.根据权利要求4所述的一种高速铁路大直径盾构隧道的局部预埋槽道管片环，其特征在于：所述槽壁A部（32）、槽壁B部（33）的内侧壁处形成槽口横向部（34），两个槽口横向部（34）之间形成开口。

6.根据权利要求5所述的一种高速铁路大直径盾构隧道的局部预埋槽道管片环，其特征在于：所述槽口横向部（34）、槽壁A部（32）、槽道底部（31）围合形成侧槽部A，所述槽口横向部（34）、槽壁B部（33）、槽道底部（31）围合形成侧槽部B。

7.根据权利要求6所述的一种高速铁路大直径盾构隧道的局部预埋槽道管片环，其特征在于：所述槽口横向部（34）嵌入管片块（5）的内侧壁中且深入2~3mm，所述管片块（5）完全容纳预埋槽道（3）。

8.根据权利要求7所述的一种高速铁路大直径盾构隧道的局部预埋槽道管片环，其特征在于：所述预埋槽道（3）内原有的泡沫填充材料在管片块（5）预制过程中不拆除，避免浇筑管片块（5）混凝土时灌入到预埋槽道（3）内。

9.根据权利要求8所述的一种高速铁路大直径盾构隧道的局部预埋槽道管片环，其特征在于：所述管片块（5）之间以及管片块（5）与普通管片块之间设置有管片连接件，所述管片连接件将管片块（5）拼装成管片环（8）。

10.根据权利要求9所述的一种高速铁路大直径盾构隧道的局部预埋槽道管片环，其特征在于：所述管片环（8）之间设置有管片环连接件。