隧洞全断面预制衬砌的设计和运输施工方法技术

隧洞全断面预制衬砌，为预制钢筋混凝土结构。长宽高和开挖隧洞宽高关系：砌外形宽度B衬外、衬砌的内部净高度H衬内，运输需裕度A。H衬内＝B衬外+A。A＝A1+A2。开挖隧洞宽度B洞内、衬砌的有效长度L衬关系：B

【技术实现步骤摘要】
隧洞全断面预制衬砌的设计和运输施工方法
本专利技术属于隧洞工程领域，特别涉及隧洞全断面预制衬砌的设计和运输方法，适合应用于隧洞工程的钢筋混凝土衬砌上，避免了使用模板台车衬砌时无法出渣和交通的弊病，能够大幅提高建设速度、缩短施工工期。
技术介绍
隧洞工程为了避免出渣运输和模板台车衬砌之间的干扰，均要在隧洞开挖完成后才能进行衬砌施工。有时，在衬砌之前，为了保证施工安全，往往要在开挖后的隧洞内壁上喷锚混凝土进行初期衬砌，而最终衬砌要在整段隧洞(由施工支洞控制的长度，下同)开挖完成后才能开始。隧洞开挖和隧洞衬砌无法同步进行，致使施工工期长，成本高。预制成钢筋混凝土预制件的衬砌能加快衬砌的速度，但依然要在整段隧洞开挖完成后才能进行，除非用非全断面设计的管片结构形式，全断面的预制衬砌件只能倒退着才能施工安装。由于受管片与管片之间的联接强度的限制和安装要求高，该种结构在实际使用中也受到了极大的限制。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供隧洞全断面预制衬砌的设计和运输施工方法，全断面预制衬砌结构为全断面、预制结构，以及提供使用此种预制衬砌的运输施工方法。采用的技术方案为：隧洞全断面预制衬砌，为预制钢筋混凝土全断面预制衬砌。其技术要点在于：全断面预制衬砌的长宽高和开挖隧洞宽高满足下列关系：全断面预制衬砌的外形宽度B衬外要小于全断面预制衬砌的内部净高度H衬内，并预留运输所需裕度A值。即全断面预制衬砌高宽比的具体数值由下式计算确定：H衬内＝B衬外+A。A＝A1+A2。A1和A2为全断面预制衬砌的外形宽度B衬外在全断面预制衬砌的内部净高度H衬内内运输时，外形宽度B衬外上下与全断面预制衬砌内部净高度上下的距离。开挖隧洞宽度B洞内与全断面预制衬砌的外形宽度B衬外和有效长度L衬的关系需满足下式：B2洞内﹥B2衬外+L2衬。开挖隧洞高度H洞内与全断面预制衬砌的外形高度H衬外和有效长度L衬的关系需满足下式：H2洞内﹥H2衬外+L2衬。隧洞全断面预制衬砌的的运输施工方法，其特征在于包括下列步骤：按照所述的公式制作全断面预制衬砌。H衬内＝B衬外+A。A＝A1+A2。B2洞内﹥B2衬外+L2衬。H2洞内﹥H2衬外+L2衬。将第一个全断面预制衬砌，从开挖隧洞洞口送入，全断面预制衬砌外形宽度B衬外位于H洞内保持竖直，H衬外保持水平，然后翻转使全断面预制衬砌设置在开挖隧洞内，形成已经衬砌完成的洞段。然后运输后续的全断面预制衬砌，将后续的全断面预制衬砌的外形宽度B衬外从已经衬砌完成的洞段内的在先全断面预制衬砌的H衬内位置穿入。B衬外保持竖直，H衬外保持水平。当后续的全断面预制衬砌被向内运输到离开已经衬砌完成的洞段时，在开挖隧洞内翻转，使全断面预制衬砌设置在开挖隧洞内。所述的翻转过程为：首先将全断面预制衬砌的B衬外在B洞内向横向方向翻转，然后将全断面预制衬砌立起，使全断面预制衬砌配合开挖隧洞的形状设置在开挖隧洞内。其优点在于：全断面预制衬砌为能够与隧洞出渣运输同步进行的全断面预制衬砌结构。使用了本结构亦提供衬砌方向可为双向、多段同时施工的施工方法。使大部分的隧洞衬砌工期压缩在隧洞开挖的工期内，缩短整体工期，节省工程费用。附图说明图1为隧洞开挖断面形状。图2为全断面预制衬砌外形图。图3为隧洞开挖断面与全断面预制衬砌断面的位置关系图。图4为全断面预制衬砌在已经设置了全断面预制衬砌的衬砌隧洞内运输的位置关系图。图5为全断面预制衬砌的断面图。图6为全断面预制衬砌在开挖隧洞内翻转时的尺寸关系图(第一次翻转)。图7为全断面预制衬砌在开挖隧洞内翻转时的尺寸关系图(第二次翻转)。图8为全断面预制衬砌在开挖隧洞内多段同时安装示意图。隧洞开挖断面1、全断面预制衬砌2、开挖隧洞3。具体实施方式隧洞全断面预制衬砌，为预制钢筋混凝土全断面预制衬砌2，形状如图2所示。(常规形状)。图1所示为隧洞开挖断面形状1。B洞内为开挖隧洞3宽度，H洞内为开挖隧洞3高度。如图4和图5所示：全断面预制衬砌2的外形宽度B衬外要小于全断面预制衬砌2的内部净高度H衬内，并预留运输所需裕度A值。即全断面预制衬砌2高宽比的具体数值由下式计算确定：H衬内＝B衬外+A。A＝A1+A2。A1和A2为至少一个全断面预制衬砌2已经设置在开挖隧洞3内以后，再运输后续的全断面预制衬砌2时候，全断面预制衬砌2的外形宽度B衬外上下分别与已经设置好的全断面预制衬砌2内部净高度上下的距离。开挖隧洞3宽度B洞内与全断面预制衬砌2的外形宽度B衬外和有效长度L衬的关系需满足下式：B2洞内﹥B2衬外+L2衬。开挖隧洞3高度H洞内与全断面预制衬砌2的外形高度H衬外和有效长度L衬的关系需满足下式：H2洞内﹥H2衬外+L2衬。隧洞全断面预制衬砌的运输施工方法，包括下列步骤：将按照上述四个公式要求制成的第一个全断面预制衬砌2，从开挖隧洞3洞口送入，全断面预制衬砌2外形宽度B衬外位于H洞内(全断面预制衬砌2外形宽度B衬外位于外侧或内侧没有限制)，B衬外保持竖直，H衬外保持水平，在开挖隧洞3内翻转，然后首先横向转动(顺时针或者逆时针没有限制)，然后将全断面预制衬砌2立起，使全断面预制衬砌2的上部圆头向上，设置在开挖隧洞3内，固定，形成如图3所示的位置关系，形成已经衬砌完成的洞段。然后运输后续的全断面预制衬砌2，将后续的全断面预制衬砌2的外形宽度B衬外从已经衬砌完成的洞段内的在先全断面预制衬砌2的H衬内位置穿入，B衬外保持竖直，H衬外保持水平(全断面预制衬砌2外形宽度B衬外位于外侧或内侧没有限制)，运输时，其位置关系如图4。当后续的全断面预制衬砌2被向内运输到离开已经衬砌完成的洞段时，在开挖隧洞3内翻转，首先将全断面预制衬砌2的B衬外在B洞内向横向方向(顺时针或者逆时针没有限制)翻转如图6所示，然后将全断面预制衬砌2立起，使全断面预制衬砌2的上部圆头向上，设置在开挖隧洞3内如图7所示，然后固定。相邻的全断面预制衬砌2承插口对应设置。即可以设置成如图8所示，多个全断面预制衬砌2在开挖隧洞3内多段同时安装。本专利技术的精华之处在于：通过控制隧洞全断面预制衬砌2的高宽比和全断面预制衬砌2的有效长度，可完成全断面衬砌预制2在衬砌隧洞内的运输。通过控制隧洞开挖断面1的宽高比(与全断面预制衬砌2形状相配合)和全断面预制衬砌2的有效长度，可以完成隧洞全断面预制衬砌2在开挖隧洞3内的翻转和就位。本设计方案和施工方法简单实用，可有效解决隧洞开挖运输和衬砌之间的矛盾，大大缩短施工工期，具有明显的经济效益。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.隧洞全断面预制衬砌，为预制钢筋混凝土全断面预制衬砌(2)；其特征在于：全断面预制衬砌(2)的长宽高和开挖隧洞(3)宽高满足下列关系：全断面预制衬砌(2)的外形宽度B衬外要小于全断面预制衬砌(2)的内部净高度H衬内，并预留运输所需裕度A值；即全断面预制衬砌(2)高宽比的具体数值由下式计算确定：H衬内＝B衬外+A；A＝A1+A2；A1和A2为全断面预制衬砌(2)的外形宽度B衬外在全断面预制衬砌(2)的内部净高度H衬内内运输时，外形宽度B衬外上下与全断面预制衬砌(2)内部净高度上下的距离；开挖隧洞(3)宽度B洞内与全断面预制衬砌(2)的外形宽度B衬外和有效长度L衬的关系需满足下式：B2洞内﹥B2衬外+L2衬；开挖隧洞(3)高度H洞内与全断面预制衬砌(2)的外形高度H衬外和有效长度L衬的关系需满足下式：H2洞内﹥H2衬外+L2衬。

【技术特征摘要】
1.隧洞全断面预制衬砌，为预制钢筋混凝土全断面预制衬砌(2)；其特征在于：全断面预制衬砌(2)的长宽高和开挖隧洞(3)宽高满足下列关系：全断面预制衬砌(2)的外形宽度B衬外要小于全断面预制衬砌(2)的内部净高度H衬内，并预留运输所需裕度A值；即全断面预制衬砌(2)高宽比的具体数值由下式计算确定：H衬内＝B衬外+A；A＝A1+A2；A1和A2为全断面预制衬砌(2)的外形宽度B衬外在全断面预制衬砌(2)的内部净高度H衬内内运输时，外形宽度B衬外上下与全断面预制衬砌(2)内部净高度上下的距离；开挖隧洞(3)宽度B洞内与全断面预制衬砌(2)的外形宽度B衬外和有效长度L衬的关系需满足下式：B2洞内﹥B2衬外+L2衬；开挖隧洞(3)高度H洞内与全断面预制衬砌(2)的外形高度H衬外和有效长度L衬的关系需满足下式：H2洞内﹥H2衬外+L2衬。2.根据权利要求1所述的隧洞全断面预制衬砌的的运输施工方法，其特征在于包括下列步骤：按照所述的公式制作全断面预制衬砌(2)；H衬内＝B衬外+A；A＝A1+A2；B2洞内﹥B2衬外+L2衬；H2洞内﹥H2衬外+L2衬；将第一个全断面预制衬砌(2)，从开挖...

【专利技术属性】
技术研发人员：高仁超，李玥，
申请(专利权)人：高仁超，李玥，
类型：发明
国别省市：辽宁,21