一种隧道TBM步进的预制混凝土构件及施工方法技术

本发明专利技术属于隧道施工技术领域，具体涉及一种隧道TBM步进的预制混凝土构件及施工方法。本发明专利技术包括预制混凝土构件本体，预制混凝土构件本体包括端壁，预制混凝土构件本体的至少一端的端壁上设置有结合装置，结合装置用于连接相邻的预制混凝土构件本体，预制混凝土构件本体的下部设有排水通道，结合装置包括预留槽和连接钢板，连接钢板用于与相邻的预制混凝土构件本体上对应的连接钢板相连接。本发明专利技术提供的一种隧道TBM步进的预制混凝土构件及施工方法利用预制混凝土构件本体形成TBM步进所需的平台，代替了传统TBM步进铺设钢轨排的施工方法，避免了钢轨排临时使用后的浪费，同时也极大提高了步进过程中的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道TBM步进的预制混凝土构件及施工方法
本专利技术涉及隧道施工
，特别涉及一种隧道TBM步进的预制混凝土构件及施工方法。
技术介绍
隧道硬岩掘进机(简称TBM)是一种系统化、智能化、工厂化的高效能隧道开挖施工机械，可一次成洞，同时完成开挖掘进、石渣运输、通风除尘、导向控制、支护衬砌及超前处理、风水电及材料供应等全过程隧道施工作业，并实现了自动化监控，适应于超长距离地下洞室的隧道施工。如图10所示，在施工过程中，TBM组装完毕后都需要向前步进到始发掌子面才能开始掘进，这都需要步进装置来实现。传统的TBM步进一般采用后配套行走轨排18作为TBM后配套前进的支撑体系，施工过程中需随时校正加固后配套行走轨排18，安全风险大，且TBM步进后需拆除后配套行走轨排18，造成资源浪费。因此，有必要探索一种结构简单、施工成本低廉、便于施工。如图1所示，TBM始发洞室包括初期支护1、二次衬砌2，初期支护位于TBM始发洞室的外表面，二次衬砌位于TBM始发洞室的内表面。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中需要使用后配套行走轨排18，拆卸后造成的资源浪费的问题，提供一种隧道TBM步进的预制混凝土构件及施工方法。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：一种隧道TBM步进的预制混凝土构件，其特征在于，包括预制混凝土构件本体，所述预制混凝土构件本体包括端壁；所述预制混凝土构件本体的至少一端的端壁上设置有结合装置，所述结合装置用于连接相邻的预制混凝土构件本体；所述预制混凝土构件本体的下部设有排水通道。基于上述的结构，预制混凝土构件本体的端壁上设置有结合装置，结合装置可以将若干个预制混凝土构件本体拼接在一起，形成了TBM步进所需的平台，同时预制混凝土构件本体的下部还设置了排水通道，在后续不再作为TBM步进所需的平台时，不仅可以作为隧道永久路面基础及还可以作为排水通道使用，代替了传统TBM步进铺设后配套行走轨排的施工方法，因此避免了后配套行走轨排使用后，需拆卸所造成的浪费，同时也极大提高了步进过程中的安全性。作为本专利技术的优选方案，结合装置包括预留槽和连接钢板，所述预留槽设置于所述端壁上，所述连接钢板固定设于所述预留槽内，所述连接钢板用于与相邻的预制混凝土构件本体上对应的所述连接钢板相连接。作为本专利技术的优选方案，所述预制混凝土构件本体上端面至少预埋三个顶部吊杆，其中至少三个所述顶部吊杆呈三角形分布。作为本专利技术的优选方案，所述顶部吊杆由上下两端具有扩大端头的预埋钢筋构件形成。基于上述结构，使用了三个顶部吊杆和上下两端端头的预埋钢筋构件，这样可以便于后期构件的吊装施工及其安全性。作为本专利技术的优选方案，所述预制混凝土构件本体上端面设有轨道槽，所述轨道槽形状及大小均相同且关于隧道中心线对称。作为本专利技术的优选方案，每条所述轨道槽至少设有四个道钉预留孔。基于上述结构，设置两条轨道槽来进行对TBM步进轨道单元的放置，道钉预留孔用于固定安装TBM步进轨道单元。作为本专利技术的优选方案，所述预制混凝土构件本体底部设有纵向止水槽，位于所述排水通道的两侧，所述端壁上设有横向止水槽。基于上述结构，通过横向止水槽和第一纵向止水槽可以进行膨胀止水条的安装，达到防水的目的。一种隧道，包括TBM始发洞室，所述TBM始发洞室包括初期支护、二次衬砌，还包括至少两个所述的预制混凝土构件本体，所述预制混凝土构件本体的顶部设置有TBM步进轨道单元，所有所述预制混凝土构件本体沿隧道纵向依次连接一种隧道TBM步进的预制混凝土构件施工方法，包括上述结构中所述的隧道TBM步进的预制混凝土构件本体，还包括以下步骤：S1：在预制场内将预制混凝土构件本体预制成型；S2：在步进洞室及TBM始发洞室施工TBM步进平台，沿隧道纵向预留步进导向槽及与预制混凝土构件本体中的纵向止水槽相配合的凹槽；S3：TBM开始步进时，安装步进小车及步进机架，步进过程中同步安装预制混凝土构件本体；S4：测量放样安装设计轴线及桩号；S5：在预制混凝土构件本体的底部安装纵向止水条及侧面横向止水条，运输预制混凝土构件本体至TBM步进平台，沿TBM步进方向依次安装预制混凝土构件本体；S6：相邻预制混凝土构件本体之间通过螺栓和连接钢板进行固定，相邻预制混凝土构件本体之间通过螺栓和连接钢板进行固定，相邻两个所述连接钢板通过螺栓连接后的空隙采用混凝土填充；S7：TBM每步进一个行程，对应安装一块预制混凝土构件本体；S8：每安装至少一块预制混凝土构件本体后，浇筑两侧混凝土至预制混凝土构件本体顶面。在步骤S3中，TBM开始步进时，提起后支撑,利用步进油缸推动TBM主机在滑板上滑动前进。每个步进行程结束之后，由刀盘部位的举升油缸和后支撑的共同作用下将TBM主机举起，推进油缸将滑板向前推进一个行程。步骤S4中安装设计轴线及桩号主要是为了对预制混凝土构件本体纵向及横向位置进行准确定位。在步骤S6中，通过此种方式来使相邻构件形成整体。在步骤S7中，此种安装方式是为了确保构件安装与TBM步进同步。在步骤S8中，浇筑两侧混凝土至预制混凝土构件本体顶面，可以增加预制混凝土构件本体间的整体稳定性。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：基于上述的结构，预制混凝土构件本体的端壁上设置有结合装置，结合装置可以将若干个预制混凝土构件本体拼接在一起，形成了TBM步进所需的平台，同时预制混凝土构件本体的下部还设置了排水通道，在后续不再作为TBM步进所需的平台时，不仅可以作为隧道永久路面基础及还可以作为排水通道使用，代替了传统TBM步进铺设后配套行走轨排的施工方法，因此避免了后配套行走轨排使用后，需拆卸所造成的浪费，同时也极大提高了步进过程中的安全性。附图说明图1为本专利技术隧道正面的断面结构示意图；图2为本专利技术隧道的整体结构示意图图3为本专利技术预制混凝土构件本体的整体结构示意图；图4为本专利技术预制混凝土构件本体的正视图；图5为本专利技术预制混凝土构件本体的俯视图；图6为本专利技术顶部吊杆的整体结构示意图；图7为本专利技术连接钢板与连接钢板之间的连接示意图；图8为本专利技术的纵向止水槽的结构示意图；图9为本专利技术TBM的结构示意图；图10为本专利技术的现有技术示意图；图中标记：1-初期支护，2-二次衬砌，3-预制混凝土构件本体，4-TBM步进轨道单元，5-顶部吊杆，6-轨道槽，7-预留槽，8-连接钢板，9-纵向止水槽，10-道钉预留孔，11-横向止水槽，12-螺栓，13-螺母，14-滑板，15-推进油缸，16-推进油缸，17-后支撑，18-后配套行走轨排，19-TBM后配套，20-步进导向槽，21-排水通道，22-凹槽，23-结合装置，24-端壁。具体实施方式下面结合试验例及具体实施方式对本专利技术作进一步的详细描述。但不应将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隧道TBM步进的预制混凝土构件，其特征在于，包括预制混凝土构件本体(3)，所述预制混凝土构件本体(3)包括端壁(24)；/n所述预制混凝土构件本体(3)的至少一端的端壁(24)上设置有结合装置(23)，所述结合装置(23)用于连接相邻的预制混凝土构件本体(3)；/n所述预制混凝土构件本体(3)的下部设有排水通道(21)。/n

【技术特征摘要】
1.一种隧道TBM步进的预制混凝土构件，其特征在于，包括预制混凝土构件本体(3)，所述预制混凝土构件本体(3)包括端壁(24)；
所述预制混凝土构件本体(3)的至少一端的端壁(24)上设置有结合装置(23)，所述结合装置(23)用于连接相邻的预制混凝土构件本体(3)；
所述预制混凝土构件本体(3)的下部设有排水通道(21)。


2.如权利要求1所述的一种隧道TBM步进的预制混凝土构件，其特征在于，所述结合装置(23)包括预留槽(7)和连接钢板(8)，所述预留槽(7)设置于所述端壁(24)上，所述连接钢板(8)固定设于所述预留槽(7)内，所述连接钢板(8)用于与相邻的预制混凝土构件本体(3)上对应的所述连接钢板(8)相连接。


3.如权利要求2所述的一种隧道TBM步进的预制混凝土构件，其特征在于，所述预制混凝土构件本体(3)底部设有纵向止水槽(9)，位于所述排水通道(21)的两侧；
所述端壁(24)上设有横向止水槽(11)。


4.如权利要求3所述的一种隧道TBM步进的预制混凝土构件，其特征在于，所述顶部吊杆(5)的上下两端由扩大端头的预埋钢筋构件构成。


5.如权利要求1所述的一种隧道TBM步进的预制混凝土构件，其特征在于，所述预制混凝土构件本体(3)上端面预埋有至少三个顶部吊杆(5)，其中，至少三个所述顶部吊杆(5)呈三角形分布。


6.如权利要求1-5任意一项所述的一种隧道TBM步进的预制混凝土构件，其特征在于，所述预制混凝土构件本体(3)顶部设有轨道槽(6)，所述轨道槽(6)用于固定TBM步进轨道。
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【专利技术属性】
技术研发人员：李亚隆，毛锦波，张文鹏，曾煜，张斌斌，高军，孙佰军，赵红刚，陈永刚，于海涛，李德增，侯永川，
申请(专利权)人：中交二公局东萌工程有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61