【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及城市轨道交通领域，包括直流牵引的地铁线路和交流牵引的市域线铁路和高铁线路，具体涉及一种在预留螺栓孔洞的盾构隧道内机电设备安装方案，包括一种改进型盾构管片模具及其预制的预留螺栓孔洞的盾构管片、以及在预留螺栓孔洞的盾构隧道内机电设备安装方法。
技术介绍
1、自1996年引进首台盾构机、2008年实现盾构机国产化以来，国内各城市的地铁线和近几年开始兴建的市域铁路几乎都采用盾构机进行隧道工程建设。
2、地铁线路配备地铁专用列车、直流1500v牵引、设计时速80～100km/h；市域线路配备动车、交流25000v牵引、设计时速140～200km/h。
3、盾构隧道由若干环盾构管片采用错缝拼接而成，环与环间采用纵向连接螺栓固定；附图5为市域线每环衬砌圆环构造图，附图6为地铁隧道衬砌圆环构造图，每环衬砌圆环由1个封顶块、2个邻接块、2～5个标准块和1个拱底块盾构管片组成，每环盾构管片与管片间采用环向连接螺栓连接。
4、轨道交通在盾构隧道内通常要安装的机电设备包括：综合监控系统设置的感温光纤、消防手动报警按钮盒、线缆等，三大通信运营商设置的民用4g/5g漏缆、光缆、电源电缆和民用4g/5g基站的箱盒、光缆熔接盒；专用通信系统设置的铁路专用漏缆、骨干网光缆、弱电电缆、车地无线通信基站的箱盒、光缆熔接盒、以及在特殊地点设置的摄像头等；消防系统的漏缆、光缆、电源电缆、及基站用箱盒；信号系统设置的电缆、计轴电子盒、数字轨道电路用箱盒、信号机、禁停标志牌、电缆接续盒等；接触网专业设置的接触网、接触网保护线
5、为在盾构隧道有限的空间内合理布置上述机电设备，工程设计时通过设计的隧道端面限界施工图规定了轨旁所有设备距轨面的具体安装位置。
6、隧道内轨旁设备安装共涉及12个专业，经测算，单洞单线隧道每公里需要在盾构管片上打孔、安装锚栓的数量约3万余个，锚栓直径8mm～20mm不等，锚栓在盾构管片内的埋深50mm～150mm不等。
7、常规的安装方法是，按照限界图规定的设备距轨面安装高度，各专业分别在隧道内定测、用冲击钻打孔、安装锚栓、固定各自的设备。
8、由于施工专业众多、施工人员无法了解盾构管片内结构钢筋的具体位置，钻孔时经常打到盾构管片内结构钢筋不得不更换位置重新钻孔；而且隧道距地面越深、隧道端面直径越大、列车运行速度越高，盾构管片内含筋量越高，钻孔时钻到结构钢筋的可能性越大；直接打孔安装机电设备，不可避免地会导致盾构管片出现裂缝、掉块、甚至渗水的缺陷，不仅破坏了盾构管片的结构强度，而且部分盾构管片内结构钢筋暴露在潮湿的空气内、降低了盾构管片的使用寿命；在直接钻孔的孔洞内植入锚栓，还存在由于部分锚栓与盾构管片内结构钢筋间的距离太近导致的电气连。
9、在近几年建设的地铁隧道内，隧道专业在盾构管片内曲面预埋滑槽供各系统专业安装轨旁机电设备，规避了因机电设备安装对盾构管片结构强度以及盾构管片使用寿命的影响，但是，由于滑槽的厚度为23mm，而《混凝土结构设计规范》要求盾构管片内曲面里结构钢筋(构造筋)混凝土保护层厚度为25mm，而预制盾构管片时结构钢筋(构造筋)混凝土保护层厚度还存在允许的误差，另外，滑槽在运输、预埋的过程中还可能出现变形，预埋的滑槽必然会与盾构管片内结构钢筋发生电气连接(参阅图4)。
10、无论是在隧道壁上打孔安装机电设备，还是在预埋的滑槽上安装机电设备，都无法满足《铁路防雷及接地工程技术规范》、《地铁杂散电流腐蚀防护技术标准》、《建筑物电子信息系统防雷技术规范》、《铁路信号设计规范》、《城市轨道交通信号工程施工质量验收标准》相关要求，给弱电系统以及相关工作人员带来的隐患为：
11、1、雷雨天气时，将地铁、市域铁路接触网架空保护线上可能存在的感应雷电，经固定架空接触网保护线的滑槽/螺栓、盾构管片内结构钢筋、固定电缆支架的滑槽/螺栓、轨旁光缆/电缆的综合护套、或弱电综合贯通地线引入弱电机房，破坏了弱电系统的防雷性能。
12、2、运营期间，将市域线架空接触网保护线上波动的牵引回流电流，经接触网保护线固定螺栓、盾构管片内结构钢筋、电缆支架固定螺栓、轨旁光缆/电缆综合护套、或弱电综合贯通地线引入弱电机房，破坏了弱电机房的电磁使用环境。
13、3、在地铁线路上，为保证接触网供电安全，设置了架空接触网保护线，但是，当机电设备安装在预埋的滑槽上，将会使得接触网保护线形同虚设、并产生如下隐患：
14、当接触网绝缘子发生闪络(绝缘子被击穿)事故时，瞬时超强的故障短路电流经固定接触网保护线安装支架的滑槽/螺栓、盾构管片内结构钢筋、固定电缆支架的滑槽/螺栓、轨旁光缆/电缆的综合护套引入弱电机房，造成弱电电缆损坏，甚至威胁相关工作人员的人身安全。
15、当接触网绝缘子发生爬电(即绝缘子性能下降发生的漏泄)时，漏泄电流经固定接触网保护线安装支架的滑槽/螺栓、盾构管片内结构钢筋、固定电缆支架的滑槽/螺栓、弱电综合贯通地线、地下车站下方的综合接网，流入大地形成杂散电流，破坏了杂散电流防护系统的性能。
16、4、运营期间，隧道内由于潮湿、个别区段偶尔会渗水、积水，盾构管片结构钢筋上难免会聚集大量漏泄的牵引回流电流(实测的最高记录达到80a)，并经盾构管片内结构钢筋、固定电缆支架的滑槽/螺栓、弱电综合贯通地线、地下车站底板下的综合接网流入大地形成杂散电流，同样也破坏了杂散电流防护系统的性能。
17、5、当接触网发生断线故障时，产生的瞬时短路电流，经盾构管片内结构钢筋、固定设备支架的滑槽/螺栓波及轨旁所有的机电设备、管线，不仅威胁系统设备(如国铁宣城站发生的信号楼信号机房火灾事故)，甚至会危及相关工作人员的人身安全。
18、6、机电设备分布在整个隧道的端面上，采用直接打孔固定机电设备，很难保证机电设备安装质量，运营过程中固定机电设备的螺帽易松动、脱落，不仅影响行车效率，甚至危及行车安全；而且，由于固定轨旁设备的锚栓数量众多，运营期间很难维护。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是：为了克服上述缺陷，提供一套完整的盾构隧道机电设备安装方案，包括提供一种改进型盾构管片模具及其预制的预留螺栓孔洞盾构管片、以及一套在预留螺栓孔洞盾构隧道内机电设备安装方法，通过在盾构管片内部切断管片结构钢筋与轨旁机电设备间的电气通道，解决现有机电设备安装影响盾构管片结构强度、降低盾构隧道使用寿命、破坏机电系统性能、当接触网发生故障时甚至威胁维护工作人员人身安全、以及轨旁机电设备紧固件难以维护的问题。
2、本专利技术提供一种改进型盾构管片本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.改进型盾构管片模具，对包含盾构管片模具底板、环向侧板、纵向端板、所述模具底板上设置的注浆孔、吊装孔、管片连接螺栓手孔、环向侧板预留管片纵向连接螺栓孔、纵向端板预留环向连接螺栓孔的现有盾构管片模具的底板进行改进，以及定位预埋套管辅助成孔预埋件，用于预制预留螺栓孔洞的盾构管片，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的改进型盾构管片模具，其特征在于：通过在所述机电设备安装点安装所述锥形成孔模杆，在所述管片模具底板表面制作高度约8-12mm的锥形凸台。
3.根据权利要求1所述的改进型盾构管片模具，其特征在于，所述其他辅助成孔预埋件安装底座包括：带内螺纹不锈钢套筒安装底座，或，定位预埋套管安装底座；所述的定位预埋套管安装底座，包括：卡扣式定位套管安装底座，螺接式定位预埋套安装底座，插接式定位预埋套管安装底座；预制盾构管片时选用其中的一种。
4.通过改进型盾构管片模具预制的预留螺栓孔洞的盾构管片，其特征在于，包括：
5.根据权利要求4所述的预留螺栓孔洞盾构管片，其特征在于，通过预埋辅助成孔预埋件预留螺栓孔洞，选用的辅助成孔预埋件的材质应
6.根据权利要求4所述的盾构管片，其特征在于，所述预留螺栓孔洞包括：
7.根据权利要求4所述的预留螺栓孔洞盾构管片，其特征在于，带内螺纹的不锈钢套筒预埋件，包括，卡扣式安装底座、定位连接管、螺栓保护管、带内螺纹的不锈钢套筒、硅胶垫片；所述的定位连接管穿过所述的螺栓保护管并螺接在所述带内螺纹不锈钢套筒上，组成所述的钢质套筒预埋件；其中：
8.一种在预留螺栓孔洞的盾构隧道内机电设备安装方法，其特征在于，包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种在预留螺栓孔洞的盾构隧道内机电设备安装方法，其特征在于，步骤三还包括：依据接触网的平面布置图以及盾构机推进方向，编制所述盾构管片排片表，对自盾构机推进始端至盾构机接收端拼接的每环所述预留螺栓孔洞的盾构管片编号，并明确每环所述盾构管片预留螺栓孔洞的类型。
10.根据权利要求8所述的一种在预留螺栓孔洞的盾构隧道内机电设备安装方法，其特征在于：
11.根据权利要求8所述的在一种在预留螺栓孔洞的盾构隧道内机电设备安装方法，其特征在于，步骤五还包括：通过现场试装首个所述的设备安装支架确定支架生产标准，微调所述的托臂在所述的弧形立柱上固定位置，使其包容盾构管片在拼装成隧道时设计允许的隧道顶点偏离封顶块中心线误差，然后量产所述安装支架。
...【技术特征摘要】
1.改进型盾构管片模具，对包含盾构管片模具底板、环向侧板、纵向端板、所述模具底板上设置的注浆孔、吊装孔、管片连接螺栓手孔、环向侧板预留管片纵向连接螺栓孔、纵向端板预留环向连接螺栓孔的现有盾构管片模具的底板进行改进，以及定位预埋套管辅助成孔预埋件，用于预制预留螺栓孔洞的盾构管片，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的改进型盾构管片模具，其特征在于：通过在所述机电设备安装点安装所述锥形成孔模杆，在所述管片模具底板表面制作高度约8-12mm的锥形凸台。
3.根据权利要求1所述的改进型盾构管片模具，其特征在于，所述其他辅助成孔预埋件安装底座包括：带内螺纹不锈钢套筒安装底座，或，定位预埋套管安装底座；所述的定位预埋套管安装底座，包括：卡扣式定位套管安装底座，螺接式定位预埋套安装底座，插接式定位预埋套管安装底座；预制盾构管片时选用其中的一种。
4.通过改进型盾构管片模具预制的预留螺栓孔洞的盾构管片，其特征在于，包括：
5.根据权利要求4所述的预留螺栓孔洞盾构管片，其特征在于，通过预埋辅助成孔预埋件预留螺栓孔洞，选用的辅助成孔预埋件的材质应为无卤、阻燃型pc、或abs、或pc/abs、或其它工程塑料，且外径不大于10mm；所述的预留螺栓孔洞与盾构隧道内曲面垂直，选用的辅助成孔预埋件内径为3mm～6mm；预留螺栓孔洞选用的辅助成孔预埋件...
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