适用差异沉降和高烈度地震区的地铁盾构隧道阻尼管片环制造技术

本实用新型专利技术提供了适用差异沉降和高烈度地震区的地铁盾构隧道阻尼管片环，用以解决差异沉降或者地震波引起的结构应力集中，导致隧道结构发生变形损坏的问题。所述阻尼管片环包括槽型圈梁管片环、阻尼器和内胆钢桶；所述阻尼器与位于阻尼器左右两侧的槽型圈梁管片环通过阻尼器连接螺栓连接，内胆钢桶设置于阻尼器内侧，内胆钢桶与阻尼器紧密贴合；阻尼器由左侧加载板、位于中间的内芯、右侧加载板通过阻尼器弹簧机构连接而成。本实用新型专利技术使得在差异沉降区域或者高烈度地震区域内的盾构地铁隧道结构具有较强的变形自我调节和适应地层

【技术实现步骤摘要】
适用差异沉降和高烈度地震区的地铁盾构隧道阻尼管片环


[0001]本技术属于盾构隧道
，特别涉及适用差异沉降和高烈度地震区的地铁盾构隧道阻尼管片环。

技术介绍

[0002]地铁是解决城市公共交通的主要手段之一。但在既有地铁长期的运营过程中，受地层不均匀性和荷载不均匀性以及大面积地下水位下降等因素的影响，盾构地铁隧道的纵向不均匀沉降现象时有发生，特别是我国东部沿海软土地区存在普遍的区域性地层沉降，这些会导致不同结构处的不均匀沉降。我国还是地震灾害频繁的国家，地震波引起高烈度地震区域的盾构地铁隧道结构变形，结构开裂。这些盾构隧道管片结构的变形轻则影响列车运行的舒适性，重则造成管片结构以及周边建筑物的损坏，甚至可能发生人员伤亡事故，从而影响地铁的正常运营。造成这种现象的原因，是因为地铁管片结构深埋地下，必须保证环向以及纵向有足够刚度用来抵抗水土压力，但管片结构不具备足够的变形自调整性能。差异沉降或者地震波会引起地层移动，从而引起修建于地层中的结构移动。这种地层
‑
结构相对移动会造成应力集中，导致隧道结构发生破坏。因此，减小甚至消除不均匀性沉降或者高烈度地震引发的盾构地铁隧道管片结构的破坏，在地铁盾构隧道的常规管片结构之间安装一环或者数环允许变形的环向柔性管片结构是解决问题的最优方案。通过一环或者数环管片的柔性变形，整个地铁管片结构以及地铁隧道和地铁车站接头处的结构能够随差异沉降或者地震引起的地层移动而移动，但并不影响其整体结构性能。我们称这种新型的管片结构为地铁盾构隧道阻尼管片。这种阻尼管片在允许变形的同时，也拥有常规管片的刚度和防水能力以抵抗地层中水土压力，保证盾构地铁隧道的安全运营。
[0003]目前，对于地铁盾构隧道管片的环形接头主要采用螺栓接头(包括弯螺栓接头、直螺栓接头和组合螺栓接头)，适应地层变形的能力非常差，在微小的差异沉降条件下便可致使混凝土管片产生裂缝，甚至引起接头发生永久性的破坏，影响盾构隧道的防水性能和整体性，尤其在容易产生差异沉降的地铁车站端墙和隧道连接区域，这种现象更容易发生。在高烈度地震区域，强大的地震波会引起地层变形，没有自适应性能的结构管片会抵抗这种变形，因此会导致结构中过大的应力集中，造成结构破坏。有变形自适应性的阻尼管片允许管片随地层发生一定程度的位移，因此会充分将差异沉降或地震导致的结构破坏消弭于无形。
[0004]本技术所述的阻尼管片环结构在充分理解变形结构损坏机理和原因的基础上，通过不同的结构部件的共同作用，解决了这些问题，同时因为不是将所有管片都改造成为阻尼管片，能够有效的控制工程造价。本技术的阻尼管片和既有常规地铁盾构隧道管片铰接方便，适应主流地铁盾构施工工艺，实用性非常强，预期能在地下铁道盾构隧道中获得推广，并对我国的防灾减灾也有较大的贡献。

技术实现思路

[0005]为了解决差异沉降或者地震波引起的结构移动会造成应力集中，导致隧道结构发生变形损坏的问题，技术实施例提供了适用差异沉降和高烈度地震区的地铁盾构隧道阻尼管片环，通过安装所述阻尼管片环，使得在差异沉降区域或者高烈度地震区域内的盾构地铁隧道结构具有较强的变形适应能力，从而降低甚至消除变形带来的结构应力集中，避免结构损坏；本技术的阻尼管片环具有和常规盾构地铁隧道管片结构配套特点，施工便捷，不需另行使用其他设备，只需在安装常规管片过程中跳装本技术管片环即可，实用性非常强。
[0006]为了实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：
[0007]本技术提供了适用差异沉降和高烈度地震区的地铁盾构隧道阻尼管片环，包括槽型圈梁管片环、阻尼器和内胆钢桶；其中，所述阻尼器与位于所述阻尼器左右两侧的所述槽型圈梁管片环通过阻尼器连接螺栓连接，所述内胆钢桶设置于所述阻尼器内侧，所述内胆钢桶与所述阻尼器紧密贴合；所述阻尼器由左侧加载板、位于中间的内芯、右侧加载板通过阻尼器弹簧机构连接而成；所述阻尼器连接螺栓设置于所述左侧加载板和右侧加载板上。
[0008]作为优选，所述内芯由若干个内芯橡胶层、内芯钢垫片交替设置组成，所述内芯最外侧为所述内芯钢垫片，所述内芯钢垫片和内芯橡胶层上设置有减震弹簧安装孔。
[0009]作为优选，所述阻尼器弹簧机构由减震弹簧、锚头、卡扣和减震弹簧垫片组成；所述减震弹簧安装于所述减震弹簧安装孔内，所述减震弹簧两端分别与所述左侧加载板和右侧加载板通过所述卡扣、锚头固定连接，所述左侧加载板和右侧加载板上分别设有预留孔。
[0010]作为优选，所述内芯外侧设置有防水胶条。
[0011]作为优选，所述槽型圈梁管片环由若干块弧形槽型圈梁管片通过圈梁连接螺栓连接而成，所述阻尼器由若干块弧形阻尼器段组成。
[0012]作为优选，所述槽型圈梁管片环由三块或四块圆心角为120
°
或90
°
的单块所述弧形槽型圈梁管片通过所述圈梁连接螺栓连接而成，所述槽型圈梁管片宽度为常规管片的三分之一至二分之一，所述槽型圈梁管片厚度小于常规管片，所述槽型圈梁管片四周肋梁厚度为15
‑
20cm。
[0013]作为优选，所述弧形槽型圈梁管片与地铁盾构隧道的常规管片通过连接螺栓连接，所述弧形槽型圈梁管片与所述常规管片之间设有第二防水垫，所述弧形槽型圈梁管片与所述阻尼器之间设有第一防水垫。
[0014]作为优选，所述阻尼器由三块或四块圆心角为120
°
或90
°
的单块所述弧形阻尼器段组成。
[0015]作为优选，所述阻尼器的厚度为20
‑
50cm，所述单块弧形阻尼器段至少设置有2个所述阻尼器弹簧机构。
[0016]作为优选，所述左侧加载板和右侧加载板的内、外径与常规管片环相同，所述左侧加载板和右侧加载板的厚度为2.5
‑
3.5cm。
[0017]作为优选，所述内胆钢桶由内胆和设置于所述内胆外侧的防水防滑垫片组成，所述内胆由若干块弧形内胆段通过内胆反向螺栓连接而成。
[0018]作为优选，所述内胆由三块或四块圆心角为120
°
或90
°
的单块所述弧形内胆段通
过所述内胆反向螺栓连接而成。
[0019]作为优选，所述单块弧形内胆段末端设置带有螺栓孔的法兰板；所述单块弧形内胆段厚度为2.5
‑
3.5cm；所述法兰板长度为10
‑
15cm。
[0020]本技术具有如下有益效果：
[0021]本技术所提供的适用差异沉降和高烈度地震区的地铁盾构隧道阻尼管片环，主要包括三部分，即槽型圈梁管片环、阻尼器和内胆钢桶，每个主要部分还包括其他一些辅助结构部件来保证预期功能，系统组合在一起形成了能够适应差异变形、抗震、以及具有自适应变形能力且又具有一定刚度和防水、止水能力的盾构地铁隧道阻尼管片环结构；该结构在地铁运营过程中还具备不中断运营情况下可调整功能。因此，通过安装本技术的阻尼管片环结构，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用差异沉降和高烈度地震区的地铁盾构隧道阻尼管片环，其特征在于，包括槽型圈梁管片环、阻尼器和内胆钢桶；其中，所述阻尼器与位于所述阻尼器左右两侧的所述槽型圈梁管片环通过阻尼器连接螺栓连接，所述内胆钢桶设置于所述阻尼器内侧，所述内胆钢桶与所述阻尼器紧密贴合；所述阻尼器由左侧加载板、位于中间的内芯、右侧加载板通过阻尼器弹簧机构连接而成；所述阻尼器连接螺栓设置于所述左侧加载板和右侧加载板上。2.根据权利要求1所述的适用差异沉降和高烈度地震区的地铁盾构隧道阻尼管片环，其特征在于，所述内芯由若干个内芯橡胶层、内芯钢垫片交替设置组成，所述内芯最外侧为所述内芯钢垫片，所述内芯钢垫片和内芯橡胶层上设置有减震弹簧安装孔。3.根据权利要求2所述的适用差异沉降和高烈度地震区的地铁盾构隧道阻尼管片环，其特征在于，所述阻尼器弹簧机构由减震弹簧、锚头、卡扣和减震弹簧垫片组成；所述减震弹簧安装于所述减震弹簧安装孔内，所述减震弹簧两端分别与所述左侧加载板和右侧加载板通过所述卡扣、锚头固定连接，所述左侧加载板和右侧加载板上分别设有预留孔。4.根据权利要求1所述的适用差异沉降和高烈度地震区的地铁盾构隧道阻尼管片环，其特征在于，所述内芯外侧设置有防水胶条。5.根据权利要求1所述的适用差异沉降和高烈度地震区的地铁盾构隧道阻尼管片环，其特征在于，所述槽型圈梁管片环由若干块弧形槽型圈梁管片通过圈梁连接螺栓连接而成，所述阻尼器由若干块弧形阻尼器段组成。6.根据权利要求5所述的适用差异沉降和高烈度地震区的地铁盾构隧道阻尼管片环，其特征在于，所述槽型圈梁管片环由三块或四块圆心角为120
°
或90
°
的单块所述弧形槽型圈梁管片通过所述圈梁连接螺栓连接而成，所述槽型圈梁管片宽度为常规管片的三分之一至二分之一，所述槽型圈梁管片厚度小于常规管片，所述槽型圈梁管片四周肋梁厚度为15
‑
20cm...

【专利技术属性】
技术研发人员：范建国，王东元，宋仪，石龙，李敬，李继祥，
申请(专利权)人：中铁第六勘察设计院集团有限公司，
类型：新型
国别省市：