一种双层盾构隧道横通道开孔部位的加强方法及加强结构技术

本发明专利技术提供一种双层盾构隧道横通道开孔部位的加强方法，包括S1、根据横通道开孔要求，确定双层盾构隧道开孔衬砌环的开孔部位，对开孔衬砌环及开孔衬砌环两侧的相邻衬砌环进行配筋加强；S2、在S1的基础上采用管片结构加强、衬砌环接缝加强和开孔部位加强中的至少一种对双层盾构隧道横通道开孔部位进行加强。本发明专利技术还提供一种双层盾构隧道横通道开孔部位的加强结构。加强结构。加强结构。

【技术实现步骤摘要】
一种双层盾构隧道横通道开孔部位的加强方法及加强结构


[0001]本专利技术涉及隧道结构类，尤其涉及一种双层盾构隧道横通道开孔部位的加强方法及加强结构。

技术介绍

[0002]盾构法隧道广泛应用于公路、城市道路和轨道交通等领域。为满足运营要求，对于双洞盾构法隧道，通常需要设置横向联络通道(简称“横通道”)，实现人员从一个隧道到另一个隧道的快速疏散。而盾构法隧道横通道的施工需要将隧道衬砌环的部分管片进行拆除。目前，盾构法隧道进行管片拆除的方法主要有以下两种：
[0003]1)软弱地层开孔部位设置钢管片，拆除部分钢管片，开洞周边留一圈钢管片；
[0004]2)周边地层较稳定时采用钢筋混凝土管片，开孔周边管片配筋适当加强，以期形成类似环框梁的结构。
[0005]从上述两种既有盾构隧道开孔部位的结构来看，都是通过加强开孔部位的周边来改善施工期的结构受力，可满足一般盾构隧道的开孔结构加强要求。但在最近出现的单洞双层通行的盾构隧道联络通道开孔中应用时，存在以下问题：
[0006]1)相对于单层通行的盾构隧道，开孔部位一般位于盾构隧道边墙的中间部位，开孔后衬砌环加上相应的支撑即可满足临时的结构受力要求；单洞双层通行的盾构隧道，开孔部位通常位于隧道上部或者隧道下部，开孔后衬砌环存在脱落、掉落等结构整体稳定重大风险情况，需要更强的安全措施；
[0007]2)管片配筋加强的效果不好，主要因为一般情况下管片配筋已较大，再去加强配筋会导致浇筑困难，影响混凝土质量；且加强配筋对管片的边角等部位的应力改善作用不大；
[0008]3)盾构隧道衬砌环由管片块拼装而成，仅加强管片结构，由于管片接缝的存在，难以形成环开孔的环形结构；在拆除管片后应力重分布作用下，开孔部位的纵向接缝会张开，影响结构整体受力，也不利于隧道整体防水效果；
[0009]4)开孔衬砌环在拆除对应管片后，对应部位无支撑，完全由相邻衬砌环间的摩擦力限制开孔环的变形，该方式在地层稳定性较好时可满足要求，但在地层较差或一次开孔的尺寸较大需要拆多环时，结构整体稳定性较差，存在较大的安全风险。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种双层盾构隧道横通道开孔部位的加强方法及加强结构，本专利技术至少解决了现有技术中的部分问题。
[0011]本专利技术是这样实现的：
[0012]本专利技术提供一种双层盾构隧道横通道开孔部位的加强方法，包括
[0013]S1、根据横通道开孔要求，确定双层盾构隧道开孔衬砌环的开孔部位，对开孔衬砌环及开孔衬砌环两侧的相邻衬砌环进行配筋加强；
[0014]S2、在S1的基础上采用管片结构加强、衬砌环接缝加强和开孔部位加强中的至少一种对双层盾构隧道横通道开孔部位进行加强。
[0015]进一步地，所述管片结构加强具体为：根据开孔布置，确定开孔周边衬砌块，开孔周边衬砌块制作过程中，在混凝土材料中掺加钢纤维，提高钢筋混凝土管片抵抗拉应力和局部应力的能力。
[0016]进一步地，所述衬砌环接缝加强具体为：开孔周边衬砌块在预制过程中需在环、纵向接缝两侧的管片内表面设预埋钢板，在衬砌块拼装过程中，通过连接钢板将接缝处的两块预埋钢板连在一起。
[0017]进一步地，预埋钢板采用锚筋与管片混凝土相连。
[0018]进一步地，所述连接钢板与所述预埋钢板采用焊接或螺栓相连。
[0019]进一步地，开孔部位加强具体为：在开孔衬砌环上设置锚杆或锚索进行加固。
[0020]进一步地，沿开孔衬砌环的环向，与开孔部位环向相邻的管片上设置锚杆或锚索进行加固。
[0021]本专利技术还提供一种双层盾构隧道横通道开孔部位的加强结构：双层盾构隧道包括开孔衬砌环以及开孔衬砌环两侧的相邻衬砌环，所述开孔衬砌环上开设有连通横通道的开孔部位，与开孔部位环向相邻的管片上设置锚杆或锚索，所述开孔衬砌环和相邻衬砌环均包括开孔周边衬砌块，所述开孔周边衬砌块环绕所述开孔部位，开孔周边衬砌块靠近环、纵向接缝处的管片内表面设有预埋钢板，通过连接钢板将接缝处的两块预埋钢板连在一起。
[0022]进一步地，所述开孔周边衬砌块内设有钢纤维。
[0023]本专利技术具有以下有益效果：
[0024]现有技术主要聚焦于对开孔范围内管片结构进行加强，对如何控制接缝张开量和管片收敛变形等方面没有具体而明确的针对性措施。本专利技术提出的一种双层盾构隧道横通道开孔部位的结构加强方法，从管片结构加强、衬砌环接缝加强和开孔部位加强三个方面给出了具体的实施措施。相较于现有的技术，本专利技术提出的方案更加系统全面，且实施性强，综合考虑了施工和运营期间的最不利工况，安全性高，具体的实施效果如下：
[0025]通过在横通道开孔范围周边的衬砌块(开孔周边衬砌块)的制作过程中掺加钢纤维，提高钢筋混凝土管片抵抗拉应力和局部应力的能力，避免应力集中导致的混凝土管片开裂和渗水；
[0026]通过在开孔范围内的开孔衬砌环和相邻衬砌块的管片接缝采用钢板连接进行加强，限制隧道接缝的张开量，避免隧道发生接缝渗水病害，同时提高开孔衬砌环的整体刚度；
[0027]通过在开孔衬砌环设置锚杆或锚索，约束开孔衬砌环的收敛变形，确保收敛变形量不会影响隧道的安全和正常使用，同时设置锚杆或锚索对开孔衬砌环的固定作用也降低盾构管片开孔时坍塌的施工风险。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以
根据这些附图获得其它的附图。
[0029]图1为本专利技术实施例提供的双层盾构隧道开孔示意(以上层联络通道开孔为例)；
[0030]图2为本专利技术实施例提供的管片开孔示意图(以开一环为例)；
[0031]图3为本专利技术实施例提供的图2中的局部放大图；
[0032]图4为本专利技术实施例提供的管片接缝连接平面展示图一(以相邻衬砌环纵缝为例)；
[0033]图5为本专利技术实施例提供的管片接缝连接平面展示图二(采用连接钢板与预埋钢板焊接)；
[0034]图6为本专利技术实施例提供的管片开孔锚索示意图。
[0035]图中示有：1、开孔衬砌环；2、相邻衬砌环；3、开孔周边衬砌块；4、预埋钢板；5、连接钢板；6、锚杆或锚索；7、开孔范围；8、管片内侧；9、管片外侧；10、拆除块；11、圆形断面盾构隧道；12、车道板；13、上层横通道； 14、横通道衬砌；15、防火门洞。
具体实施方式
[0036]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双层盾构隧道横通道开孔部位的加强方法，其特征在于：包括S1、根据横通道开孔要求，确定双层盾构隧道开孔衬砌环的开孔部位，对开孔衬砌环及开孔衬砌环两侧的相邻衬砌环进行配筋加强；S2、在S1的基础上采用管片结构加强、衬砌环接缝加强和开孔部位加强中的至少一种对双层盾构隧道横通道开孔部位进行加强。2.如权利要求1所述的双层盾构隧道横通道开孔部位的加强方法，其特征在于：所述管片结构加强具体为：根据开孔布置，确定开孔周边衬砌块，开孔周边衬砌块制作过程中，在混凝土材料中掺加钢纤维，提高钢筋混凝土管片抵抗拉应力和局部应力的能力。3.如权利要求2所述的双层盾构隧道横通道开孔部位的加强方法，其特征在于：所述衬砌环接缝加强具体为：开孔周边衬砌块在预制过程中需在环、纵向接缝两侧的管片内表面设预埋钢板，在衬砌块拼装过程中，通过连接钢板将接缝处的两块预埋钢板连在一起。4.如权利要求3所述的双层盾构隧道横通道开孔部位的加强方法，其特征在于：预埋钢板采用锚筋与管片混凝土相连。5.如权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖明清，邓朝辉，罗驰恒，彭长胜，杨善，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：