專(zhuān)利名稱(chēng)：一種采用非封閉二次襯砌的盾構(gòu)隧道襯砌結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及隧道類(lèi)，具體涉及一種采用非封閉二次襯砌的盾構(gòu)隧道襯砌結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
盾構(gòu)隧道是一種采用盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)同時(shí)拼裝管片形成的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)一般為圓形。 目前世界上已有的盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)有單層管片襯砌和雙層襯砌，其中雙層襯砌的二次襯砌是在管片襯砌內(nèi)采用現(xiàn)澆的方式修建全封閉鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。管片襯砌是在盾構(gòu)機(jī)盾體內(nèi)將管片拼裝成環(huán)并推出盾體而成。管片襯砌由若干管片環(huán)組成，每個(gè)管片環(huán)由若干塊管片拼成(如附圖1中1所示)。雙層襯砌的二次襯砌設(shè)置在管片襯砌的內(nèi)側(cè)，一般是在管片襯砌拼裝完成，且對(duì)盾構(gòu)機(jī)施工基本無(wú)干擾的情況下施工。目前已采用的雙層襯砌的二次襯砌一般沿盾構(gòu)隧道圓形橫截面圓周方向成封閉環(huán)狀設(shè)置(如附圖1中2所示)。上述雙層襯砌的盾構(gòu)隧道在實(shí)際使用過(guò)程中存在如下問(wèn)題1、二次襯砌成環(huán)狀布置時(shí)，隧道直徑需要增加。如附圖1中的隧道斷面布置控制點(diǎn)4所示，其中隧道功能使用空間3距離隧道的最近距離L需滿足施工、運(yùn)營(yíng)等要求。二次襯砌成環(huán)布置時(shí)較不設(shè)置二次襯砌時(shí)需增加隧道斷面直徑。2、隧道外徑增大，工程投資增加。由于盾構(gòu)隧道二次襯砌結(jié)構(gòu)往往比管片結(jié)構(gòu)滯后較長(zhǎng)時(shí)間才能施工，施工期仍然需要依靠管片襯砌承受外部荷載，隧道斷面增大將使管片襯砌結(jié)構(gòu)受力更為不利，有可能需要增大結(jié)構(gòu)厚度和增加配筋量，與此同時(shí)隧道直徑增大必然造成盾構(gòu)機(jī)直徑更大，工程投資自然更多。3、施工質(zhì)量較難控制。二次襯砌結(jié)構(gòu)一般在管片襯砌拼裝完成后現(xiàn)場(chǎng)澆注而成， 受施工工藝制約往往在隧道拱部會(huì)出現(xiàn)澆注不密實(shí)的情況，影響了雙層襯砌結(jié)構(gòu)整體受力的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決上述背景技術(shù)存在的不足，提出一種采用非封閉二次襯砌的盾構(gòu)隧道襯砌結(jié)構(gòu)，使其能避免因全環(huán)設(shè)置二次襯砌增加隧道斷面，同時(shí)改善運(yùn)營(yíng)期結(jié)構(gòu)受力，增強(qiáng)隧道防水效果。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種采用非封閉二次襯砌的盾構(gòu)隧道襯砌結(jié)構(gòu)，包括管片襯砌和二次襯砌，其特征在于所述二次襯砌是在管片襯砌內(nèi)表面修建的沿盾構(gòu)隧道圓形橫截面圓周方向非封閉的鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，所述二次襯砌是采用現(xiàn)澆方式修建的。優(yōu)選地，所述二次襯砌設(shè)置在盾構(gòu)隧道斷面底部或/和側(cè)部富余空間，對(duì)于受隧道使用功能控制的部分不設(shè)置二次襯砌。在上述方案中，所述非封閉二次襯砌與隧道內(nèi)部的至少一個(gè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以連接為整體結(jié)構(gòu)，共同承受荷載，在這種情況下所述非封閉二次襯砌與隧道內(nèi)部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的連接方式可以為一次整體澆注方式，也可以為鉸接方式。在上述方案中，所述非封閉二次襯砌與隧道內(nèi)部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也可以不連接為整體結(jié)構(gòu)，即非封閉二次襯砌與隧道內(nèi)部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為各自獨(dú)立的結(jié)構(gòu)。在上述方案中，所述的非封閉二次襯砌與管片襯砌之間的連接可以采用疊合方式，即非封閉二次襯砌與管片襯砌之間對(duì)應(yīng)的接觸面之間直接接觸，并設(shè)置抗剪鋼筋將管片襯砌中的鋼筋與非封閉二次襯砌中的鋼筋連接在一起；也可以采用復(fù)合方式，即非封閉二次襯砌與管片襯砌之間對(duì)應(yīng)的接觸面之間設(shè)置具有防水功能的隔離層或不設(shè)隔離層。本發(fā)明采用在隧道功能所需的空間范圍外設(shè)置非封閉的二次襯砌方式，其非封閉二次襯砌可根據(jù)隧道功能、斷面布置、結(jié)構(gòu)受力及結(jié)構(gòu)防水等要求設(shè)置。一方面隧道直徑與不設(shè)置任何二次襯砌時(shí)完全相同，避免因全環(huán)設(shè)置二次襯砌引起隧道斷面直徑增大，大幅度降低了雙層襯砌盾構(gòu)隧道的施工成本。另一方面，隧道內(nèi)設(shè)置的橫向、豎向內(nèi)部結(jié)構(gòu)(如行車(chē)道板及支撐墻、煙道板等)可以與非封閉二次襯砌連接為整體，共同承受荷載，改善了運(yùn)營(yíng)期結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)，提高了結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，增強(qiáng)隧道防水效果。


圖1為現(xiàn)有盾構(gòu)隧道二次襯砌橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例1非封閉二次襯砌橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例2非封閉二次襯砌橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；(頂部有橫向內(nèi)部結(jié)構(gòu)時(shí))圖4為本發(fā)明實(shí)施例3非封閉二次襯砌橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；在圖中，1-管片襯砌、2-全封閉二次襯砌、3-限界、4-隧道斷面布置控制點(diǎn)、5-下部?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)、6-上部?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)、7-隔離層、8-非封閉二次襯砌。具體技術(shù)方案以下結(jié)合附圖通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的特征及相關(guān)特征做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解實(shí)施例1 如圖2所示，本實(shí)施例涉及一種采用非封閉二次襯砌的盾構(gòu)隧道襯砌結(jié)構(gòu)。隧道斷面由滿足隧道使用功能要求的限界3控制，其中在限界3的控制點(diǎn)4與隧道結(jié)構(gòu)最近距離L由隧道施工、運(yùn)營(yíng)要求控制。非封閉二次襯砌8設(shè)置在盾構(gòu)隧道管片襯砌1 內(nèi)底部和側(cè)向富余空間。非封閉二次襯砌8不影響隧道斷面布置。為達(dá)到隧道功能要求在隧道限界3下設(shè)置的下部?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)5與非封閉二次襯砌8 連接，形成整體受力結(jié)構(gòu)。下部?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)5可以是行車(chē)道板，它與非封閉二次襯砌8之間連接方式可采用鉸接方式。所謂鉸接方式連接是指下部?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)5與非封閉二次襯砌8之間可以微量轉(zhuǎn)動(dòng)，以適應(yīng)結(jié)構(gòu)變形的需要。本實(shí)施例的非封閉二次襯砌8與管片襯砌1之間的連接采用疊合方式，即非封閉二次襯砌與管片襯砌之間對(duì)應(yīng)的接觸面之間直接接觸，并設(shè)置抗剪鋼筋將管片襯砌中的鋼筋與非封閉二次襯砌中的鋼筋連接在一起。實(shí)施例2 如圖3所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于，當(dāng)隧道頂部設(shè)置橫向布置的上部?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)6時(shí)，上部?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)6與管片襯砌1連接，與非封閉二次襯砌 8共同形成整體受力體系。上部?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)6可以是煙道板等。本實(shí)施例的非封閉二次襯砌8不與上部?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)6連接，只與下部?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)5鉸接。實(shí)施例3，如圖4所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于，非封閉二次襯砌8與管片襯砌間1采用復(fù)合式的連接方式，即在非封閉二次襯砌與管片襯砌之間對(duì)應(yīng)的接觸面之間設(shè)置的由土工布制成的具有防水功能的隔離層7。本實(shí)施例的非封閉二次襯砌8與下部?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)5采用一次整體澆注方式連接，所謂一次整體澆注方式連接是指下部?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)5與非封閉二次襯砌8之間為剛性連接，不能轉(zhuǎn)動(dòng)。綜上所述，本發(fā)明是在盾構(gòu)隧道采用雙層襯砌時(shí)，根據(jù)隧道功能、斷面布置、結(jié)構(gòu)受力及結(jié)構(gòu)防水等要求設(shè)置非封閉二次襯砌，避免因全環(huán)設(shè)置二次襯砌增加隧道斷面直徑，降低工程造價(jià)，改善運(yùn)營(yíng)期結(jié)構(gòu)受力，增強(qiáng)隧道防水效果。
權(quán)利要求
1.一種采用非封閉二次襯砌的盾構(gòu)隧道襯砌結(jié)構(gòu)，包括管片襯砌和二次襯砌，其特征在于所述二次襯砌是在管片襯砌內(nèi)表面修建的沿盾構(gòu)隧道圓形橫截面圓周方向非封閉的鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用非封閉二次襯砌的盾構(gòu)隧道襯砌結(jié)構(gòu)，其特征在于所述二次襯砌是采用現(xiàn)澆方式修建的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用非封閉二次襯砌的盾構(gòu)隧道襯砌結(jié)構(gòu)，其特征在于所述二次襯砌設(shè)置在盾構(gòu)隧道斷面底部或/和側(cè)部富余空間，對(duì)于受隧道使用功能控制的部分不設(shè)置二次襯砌。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用非封閉二次襯砌的盾構(gòu)隧道襯砌結(jié)構(gòu)，其特征在于所述非封閉二次襯砌與隧道內(nèi)部的至少一個(gè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)連接為整體結(jié)構(gòu)，共同承受荷載。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種采用非封閉二次襯砌的盾構(gòu)隧道襯砌結(jié)構(gòu)，其特征在于所述非封閉二次襯砌與隧道內(nèi)部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的連接方式為一次整體澆注方式。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種采用非封閉二次襯砌的盾構(gòu)隧道襯砌結(jié)構(gòu)，其特征在于所述非封閉二次襯砌與隧道內(nèi)部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的連接方式為鉸接方式。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用非封閉二次襯砌的盾構(gòu)隧道襯砌結(jié)構(gòu)，其特征在于所述非封閉二次襯砌與隧道內(nèi)部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為各自獨(dú)立的結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中至少一項(xiàng)權(quán)利要求所述的一種采用非封閉二次襯砌的盾構(gòu)隧道襯砌結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的非封閉二次襯砌與管片襯砌之間的連接采用疊合方式，即非封閉二次襯砌與管片襯砌之間對(duì)應(yīng)的接觸面之間直接接觸，并設(shè)置抗剪鋼筋將管片襯砌中的鋼筋與非封閉二次襯砌中的鋼筋連接在一起。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-7中至少一項(xiàng)權(quán)利要求所述的一種采用非封閉二次襯砌的盾構(gòu)隧道襯砌結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的非封閉二次襯砌與管片襯砌之間的連接采用復(fù)合方式，即非封閉二次襯砌與管片襯砌之間對(duì)應(yīng)的接觸面之間設(shè)置具有防水功能的隔離層或不設(shè)隔 1 層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種采用非封閉二次襯砌的盾構(gòu)隧道襯砌結(jié)構(gòu)，包括管片襯砌和二次襯砌，其特征在于所述二次襯砌是在管片襯砌內(nèi)表面修建的沿盾構(gòu)隧道圓形橫截面圓周方向非封閉的鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)。本發(fā)明可根據(jù)隧道功能、斷面布置、結(jié)構(gòu)受力及結(jié)構(gòu)防水等要求設(shè)置非封閉二次襯砌，避免因全環(huán)設(shè)置二次襯砌增加隧道斷面直徑，降低工程造價(jià)，改善運(yùn)營(yíng)期結(jié)構(gòu)受力，增強(qiáng)隧道防水效果。
文檔編號(hào)E21D11/10GK102155240SQ20111011164
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者季大雪, 焦齊柱, 王騰飛, 肖明清, 鄧朝輝, 魯志鵬 申請(qǐng)人:中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司