通用楔形大直徑盾構(gòu)管片結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種通用楔形盾構(gòu)管片，尤其涉及一種全新的按通用楔形設(shè)計(jì)的盾構(gòu)管片，適用于大直徑盾構(gòu)隧道直線和曲線區(qū)間的襯砌結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市軌道交通、鐵路建設(shè)的快速發(fā)展，盾構(gòu)法隧道因其安全性好、掘進(jìn)速度快、對(duì)周邊環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)得到越來越廣泛的應(yīng)用。盾構(gòu)法隧道施工中的重要一環(huán)就是管片的預(yù)制和拼裝，其對(duì)施工安全、施工進(jìn)度及后期使用性能均有重要的影響。
[0003]目前盾構(gòu)法隧道施工中，直線段和曲線段通常采用兩套或三套不同的盾構(gòu)管片，以適應(yīng)曲線段隧道內(nèi)外側(cè)半徑差異的影響。管片型式的增加，會(huì)導(dǎo)致管片模板的增加，從而增加工程造價(jià)。此外，管片型式的增多，會(huì)給施工生產(chǎn)、管片拼裝等環(huán)節(jié)帶來麻煩，并且對(duì)盾構(gòu)機(jī)的性能要求提高，影響施工進(jìn)度。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供了一種能適用于大直徑盾構(gòu)隧道直線段和曲線段的通用楔形大直徑盾構(gòu)管片結(jié)構(gòu)。
[0005]本實(shí)用新型為解決這一問題，所采取的技術(shù)方案是:
[0006]一種通用楔形大直徑盾構(gòu)管片結(jié)構(gòu)，每環(huán)管片由一塊封頂塊、兩塊鄰接塊和六塊標(biāo)準(zhǔn)塊共九塊管片組成，封頂塊的環(huán)向圓心角為14.4°，鄰接塊和標(biāo)準(zhǔn)塊的環(huán)向圓心角為43.2。，每環(huán)管片單側(cè)(沿環(huán)向周長(zhǎng))均勻設(shè)置25個(gè)螺栓孔。
[0007]所述的封頂塊、鄰接塊和標(biāo)準(zhǔn)塊的管片接觸面縱縫中央設(shè)有凸凹榫，凸凹榫的兩側(cè)設(shè)置有彈性密封墊槽。
[0008]每環(huán)管片的九塊管片的內(nèi)徑為5300mm，外徑為5800mm。
[0009]本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0010]本實(shí)用新型的通用楔形大直徑盾構(gòu)管片結(jié)構(gòu)，通用性強(qiáng)、分塊簡(jiǎn)潔、拼裝簡(jiǎn)單，可以節(jié)省模具，簡(jiǎn)化管片制作、拼裝程序，從而降低造價(jià)，減少工程投資，提高工程質(zhì)量。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型的整套通用楔形盾構(gòu)管片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2是本實(shí)用新型的封頂塊的環(huán)狀平面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖3是本實(shí)用新型的封頂塊的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖4是本實(shí)用新型的鄰接塊的環(huán)狀平面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖5是本實(shí)用新型的鄰接塊的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖6是本實(shí)用新型的標(biāo)準(zhǔn)塊的環(huán)狀平面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖7是本實(shí)用新型的標(biāo)準(zhǔn)塊的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]附圖中主要部件符號(hào)說明:
[0019]1:第一環(huán)縫2:第一縱縫
[0020]3:第一拼裝定位孔4:第一螺栓孔
[0021]5:第一注楽孔6:第一對(duì)中標(biāo)志
[0022]7:第一對(duì)接面標(biāo)志8:第一管片標(biāo)志
[0023]9:第一彈性密封墊槽10:第一凸凹榫
[0024]11:第二凸凹榫12:第二環(huán)縫
[0025]13:第二縱縫14:第二螺栓孔
[0026]15:第二對(duì)中標(biāo)志16:第二注漿孔
[0027]17:第二拼裝定位孔18:第二管片標(biāo)志
[0028]19:第二對(duì)接面標(biāo)志20:第二彈性密封墊槽
[0029]21:第三環(huán)縫22:第三縱縫
[0030]23:第三螺栓孔24:第三對(duì)中標(biāo)志
[0031]25:第二對(duì)接面標(biāo)志26:第二管片標(biāo)志
[0032]27:第三拼裝定位孔28:第三注漿孔
[0033]29:第三彈性密封墊槽30:第三凸凹榫。
【具體實(shí)施方式】
[0034]以下參照附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的通用楔形大直徑盾構(gòu)管片結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的說明。下面描述的具體實(shí)施例僅是本實(shí)用新型的最佳實(shí)施方式，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0035]圖1是本實(shí)用新型的整套通用楔形盾構(gòu)管片的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本實(shí)用新型的通用楔形大直徑盾構(gòu)管片結(jié)構(gòu)，每環(huán)管片由一塊封頂塊(K塊)、兩塊鄰接塊(B1~B2)和六塊標(biāo)準(zhǔn)塊(A1~A6)共九塊管片組成，K塊的環(huán)向圓心角為14.4°，鄰接塊和標(biāo)準(zhǔn)塊的環(huán)向圓心角為43.2°，每環(huán)管片單側(cè)(沿環(huán)向周長(zhǎng))均勻設(shè)置25個(gè)螺栓孔。每環(huán)管片的九塊管片的內(nèi)徑為5300mm，外徑為5800mm。
[0036]本實(shí)用新型的通用楔形大直徑盾構(gòu)管片結(jié)構(gòu)，適用于大直徑盾構(gòu)隧道，每環(huán)管片均按通用楔形設(shè)計(jì)，其楔形量按盾構(gòu)隧道線路的最小曲線半徑計(jì)算確定，并綜合考慮盾構(gòu)機(jī)械、施工水平等因素確定。施工時(shí)，通過改變各管片的拼裝角度，一套管片可完全適用于直線段和曲線段。
[0037]本實(shí)施例中，管片的厚度均為500mm，一環(huán)內(nèi)縱向采用25個(gè)等圓心角布置，其楔形量按曲線半徑為600m的圓曲線計(jì)算，楔形量為62mm。
[0038]以下對(duì)各塊代表管片進(jìn)行詳細(xì)介紹:
[0039]圖2是本實(shí)用新型的封頂塊的環(huán)狀平面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型的封頂塊的立體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2和圖3所示，封頂塊為K型塊，管片的環(huán)向圓心角為14.4°，內(nèi)徑r=5300mm，外徑R=5800mm。從有助于提高接縫剛度、控制管片拼裝錯(cuò)位考慮，K型塊管片接觸面的第一縱縫2中央設(shè)有第一凸凹榫10，第一凸凹榫10的兩側(cè)設(shè)置有第一彈性密封墊槽9。第一環(huán)縫I不設(shè)凸凹榫，該塊管片每側(cè)接觸面均預(yù)留第一螺栓孔4兩處，環(huán)向平面內(nèi)設(shè)置第一拼裝定位孔3兩處，第一注漿孔5 —處，并設(shè)置有第一管片標(biāo)志8、第一對(duì)中標(biāo)志6和第一對(duì)接面標(biāo)志7。
[0040]圖4是本實(shí)用新型的鄰接塊的環(huán)狀平面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實(shí)用新型的鄰接塊的立體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4和圖5所示，B型塊(BpB2)S K型塊鄰接塊，以B1塊為例，管片的環(huán)向圓心角為43.2°，內(nèi)徑r=5300mm，外徑R=5800mm。鄰接塊的管片接觸面的第二縱縫13中央設(shè)有第二凸凹榫11，第二凸凹榫11的兩側(cè)設(shè)置有第二彈性密封墊槽20，第二環(huán)縫12上不設(shè)凸凹榫。該塊管片的縱向接觸面預(yù)留第二螺栓孔14兩處，環(huán)向接觸面預(yù)留第二螺栓孔14六處，環(huán)向平面內(nèi)設(shè)置有第二拼裝定位孔17兩處，第二注漿孔16—處(特殊地段三處)，并設(shè)置第二管片標(biāo)志18、第二對(duì)中標(biāo)志15和第二對(duì)接面標(biāo)志19。
[0041]圖6是本實(shí)用新型的標(biāo)準(zhǔn)塊的環(huán)狀平面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本實(shí)用新型的標(biāo)準(zhǔn)塊的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖6和圖7所示，A型塊(A^A6)為標(biāo)準(zhǔn)塊，以A1塊為例，管片的環(huán)向圓心角為43.2°，內(nèi)徑r=5300mm，外徑R=5800mm。標(biāo)準(zhǔn)塊的管片接觸面的第三縱縫22中央設(shè)有第三凸凹榫30，第三凸凹榫30的兩側(cè)設(shè)置有第三彈性密封墊槽29，第三環(huán)縫21不設(shè)凸凹榫，該管片的縱向接觸面預(yù)留第三螺栓孔23兩處，環(huán)向接觸面預(yù)留第三螺栓孔23六處，環(huán)向平面內(nèi)設(shè)置有第三拼裝定位孔27兩處，第三注漿孔28 —處(特殊地段三處)，并設(shè)置第二管片標(biāo)志26、第二對(duì)中標(biāo)志24和第二對(duì)接面標(biāo)志25。
[0042]本實(shí)用新型的通用楔形盾構(gòu)管片的制作和拼裝工藝如下:
[0043]I)管片型式設(shè)計(jì)
[0044](I)管片楔形量設(shè)定
[0045]結(jié)合本隧道的技術(shù)條件，為了便于施工，管片型式采用了通用楔形管片，其楔形量按盾構(gòu)隧道線路的最小曲線半徑計(jì)算并綜合考慮后確定。鋼筋混凝土襯砌采用C50高性能混凝土，混凝土抗?jié)B等級(jí)為P12，在高精度鋼模內(nèi)制作成型。襯砌排版時(shí)，對(duì)不同的緩和曲線、圓曲線段均以經(jīng)計(jì)算優(yōu)選的最佳襯砌布置方案進(jìn)行擬合(一般擬合誤差〈10_，局部15mm)，以滿足線路設(shè)計(jì)的要求。
[0046](2)管片的厚度
[0047]管片的厚度一般為管片外徑的5%?6%，根據(jù)結(jié)構(gòu)計(jì)算并參考類似工程經(jīng)驗(yàn)，襯砌厚度采用500mm。
[0048](3)管片的分塊
[0049]襯砌圓環(huán)的分塊主要從管片運(yùn)輸能力、制作拼裝方便、結(jié)構(gòu)受力等方面考慮，襯砌環(huán)全環(huán)分為8+1模式，即由一塊封頂塊K、兩塊鄰接塊B和六塊標(biāo)準(zhǔn)塊A構(gòu)成。即分塊形式為6A (43.2° )+2B (43.2° )+K (14.4° )，一環(huán)內(nèi)縱向采用25個(gè)等圓心角布置。
[0050](4)管片的寬度
[0051]一般情況下，管片環(huán)寬根據(jù)盾構(gòu)隧道的最小曲線半徑、盾構(gòu)機(jī)械構(gòu)造及相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)確定，該實(shí)用新型中采用1800mm的環(huán)寬。
[0052]2)管片拼裝
[0053]管片采用錯(cuò)縫拼裝，封頂塊(A塊)采用先搭接2/3環(huán)寬徑向推上、再縱向插入的拼裝方法。為保證裝配式結(jié)構(gòu)良好的受力性能，提供符合計(jì)算假定的結(jié)構(gòu)工作條件，襯砌拼裝必須達(dá)到下列精度:
[0054](I)整環(huán)拼裝的允許誤差:環(huán)縫間隙彡I.0mm ;縱縫間隙為2 ± 2 Omm (其中2mm為傳力襯墊)，襯砌對(duì)應(yīng)的環(huán)向螺栓孔不同軸度小于I mm。
[0055](2)襯砌拼裝成環(huán)的水平、豎向直徑偏差< 2%0 D (管片外徑)。
[0056]3)環(huán)縱縫構(gòu)造
[0057]從有利于提高接縫剛度、控制管片拼裝錯(cuò)位考慮，本管片接觸面縱縫設(shè)凸凹榫，環(huán)縫不設(shè)凸凹榫。管片環(huán)與環(huán)之間及塊與塊之間接觸面外弧側(cè)設(shè)彈性密封墊槽，內(nèi)弧側(cè)設(shè)嵌縫槽。環(huán)與環(huán)間以50根縱向螺栓相連，既能適應(yīng)一定的縱向變形，又能將隧道縱向變形控制在滿足列車運(yùn)行及防水要求的范圍內(nèi)。塊與塊間以2根環(huán)向螺栓相連，能有效減少縱縫張開及結(jié)構(gòu)變形。環(huán)向螺栓、縱向螺栓均采用納米復(fù)合粉末滲鋅防腐處理，防腐層厚度不小于50微米。
[0058]本實(shí)用新型的每環(huán)管片均按通用楔形設(shè)計(jì)，通過改變管片的拼裝方式，一套管片可完全適用于直線段和曲線段。拼裝時(shí)從標(biāo)準(zhǔn)塊(A塊)開始，依次左右兩側(cè)交替拼裝標(biāo)準(zhǔn)管片，然后拼裝鄰接塊(B塊)，最后拼裝封頂塊(K塊)，管片采用錯(cuò)縫拼裝，封頂塊采用先搭接2/3環(huán)寬徑向推上、再縱向插入的拼裝方法。拼裝時(shí)通過調(diào)整各管片角度，和A、B、K塊拼裝的位置，即可適用于直線段和曲線段。本實(shí)用新型的通用楔形盾構(gòu)管片結(jié)構(gòu)，通用性強(qiáng)、分塊簡(jiǎn)潔、拼裝簡(jiǎn)單，可以節(jié)省模具，簡(jiǎn)化管片制作、拼裝程序，從而降低造價(jià)，減少工程投資。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種通用楔形大直徑盾構(gòu)管片結(jié)構(gòu)，其特征在于:每環(huán)管片由一塊封頂塊、兩塊鄰接塊和六塊標(biāo)準(zhǔn)塊共九塊管片組成，封頂塊的環(huán)向圓心角為14.4°，鄰接塊和標(biāo)準(zhǔn)塊的環(huán)向圓心角為43.2°，每環(huán)管片單側(cè)沿環(huán)向周長(zhǎng)均勻設(shè)置25個(gè)螺栓孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用楔形大直徑盾構(gòu)管片結(jié)構(gòu)，其特征在于:封頂塊、鄰接塊和標(biāo)準(zhǔn)塊的管片接觸面縱縫中央都設(shè)有凸凹榫，凸凹榫的兩側(cè)設(shè)置有彈性密封墊槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用楔形大直徑盾構(gòu)管片結(jié)構(gòu)，其特征在于:每環(huán)管片的九塊管片的內(nèi)徑為5300mm，外徑為5800mm。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種通用楔形大直徑盾構(gòu)管片結(jié)構(gòu)，每環(huán)管片由一塊封頂塊、兩塊鄰接塊和六塊標(biāo)準(zhǔn)塊共九塊管片組成，封頂塊的環(huán)向圓心角為14.4°，鄰接塊和標(biāo)準(zhǔn)塊的環(huán)向圓心角為43.2°。每環(huán)管片單側(cè)（沿環(huán)向周長(zhǎng)）均勻設(shè)置25個(gè)螺栓孔，螺栓孔中心線圓心角為14.4°。本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：本實(shí)用新型采用的通用楔形大直徑盾構(gòu)管片結(jié)構(gòu)，通用性強(qiáng)、分塊簡(jiǎn)潔、拼裝簡(jiǎn)單，可以節(jié)省模具，簡(jiǎn)化管片制作、拼裝程序，從而降低造價(jià)，減少工程投資，提高工程質(zhì)量。
【IPC分類】E21D11-08
【公開號(hào)】CN204609901
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520258819
【發(fā)明人】張繼清, 唐偉, 呂寶偉, 楊毅秋, 李得昌
【申請(qǐng)人】鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司
【公開日】2015年9月2日
【申請(qǐng)日】2015年4月27日