盾构隧道内部预制拼装结构及其拼装施工方法与流程

1.本发明涉及盾构隧道内部结构建造技术领域，特别涉及盾构隧道内部预制拼装结构及其拼装施工方法。


背景技术：

2.在现有技术中，盾构法隧道内部结构从传统的现浇施工逐步发展为预制施工，然而大部分所谓全预制结构仍存在局部的湿作业，并未将预制拼装技术的优势充分展现，行业内常用预制拼装传统工艺主要缺点有：
3.1、需现浇弧形板和牛腿，弧形板和牛腿施工立模工作繁杂，施工速度慢；
4.2、牛腿和弧形板存在相当数量的植筋，不仅降低工效，而且对管片结构存在一定的损伤；
5.3、湿作业不仅影响施工效率，而且物料运输产生灰尘、固废等，影响隧道环境；
6.4、有些学者尝试弧形板和牛腿采用预制技术，但是弧形段安装精度要求高，往往难以保证拼装质量。
7.因此，如何避免现浇作业，真正做到全预制拼装成为本领域技术人员急需解决的技术问题。


技术实现要素：

8.有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供盾构隧道内部预制拼装结构及其拼装施工方法，实现的目的是能够完全避免现浇作业，真正做到全预制拼装，另外预制件连接简单、便捷、可靠，并能够大幅提高施工速度。
9.为实现上述目的，本发明公开了盾构隧道内部预制拼装结构，包括沿盾构隧道的长度方向设置的多个预制拼装组件。
10.其中，每一所述预制拼装组件均包括最少一个口型支撑件，最少四个对称设置在所述口型支撑件两侧靠近上面位置的托梁，以及铺设在所述口型支撑件每一侧的两个以上所述托梁上的车道板；
11.每一所述口型支撑件均为横截面对应相应的所述盾构隧道底部位置呈弧形外凸面的管状结构，上面的两侧位置，以及两侧面的上端边缘位置均设有用于卡嵌相应所述托梁的凹槽，内腔对应上面的内壁对应每一所述托梁均设有沿长度方向延伸的托梁限位块；
12.每一所述托梁的厚度均与相应的所述凹槽相匹配，一端卡嵌在相应的所述凹槽内，且卡嵌在所述凹槽的一端均设有一伸入相应的所述口型支撑件内腔的倒钩结构；
13.每一所述倒钩结构的钩口均朝向相应的所述托梁限位块，均包括在相应的所述托梁安装完成后，在水平方向上勾住相应的所述托梁限位块的钩头，以及用于连接相应的所述钩头和相应的所述托梁的钩杆。
14.优选的，每一所述车道板在安装完成后，上面均与相应的所述口型支撑件的上面齐平。
15.更优选的，每一所述口型支撑件和相应的所有所述车道板拼接形成的齐平的上面均铺设有道路铺装；
16.所述道路铺装的两侧位置设有防撞墙。
17.更优选的，每一所述车道板的下面对应覆盖范围内的每一所述托梁均设有与相应的所述托梁相匹配的限位槽。
18.优选的，每一所述口型支撑件、每一所述托梁和每一所述车道板的边缘均设置有20mmx20mm的倒角。
19.优选的，每一所述口型支撑件的长度均沿所述盾构隧道的长度方向延伸，下面与所述盾构隧道的管片接触的部分为与所述盾构隧道相匹配的弧形外凸面。
20.优选的，每一所述钩杆的长度均满足以下条件：
21.当相应的所述钩头以与水平面呈90度以下的角度，斜向插入相应的所述凹槽至相应的所述托梁一端端面的上边和下边分别与所述凹槽对应相应的所述口型支撑件上面和相应的侧面的侧壁接触时，相应的所述钩头位于相应的所述托梁限位块的内侧；
22.在每一所述钩杆的长度均满足所述条件时，当相应所述托梁完成安装后，相应的所述托梁卡嵌在相应的所述凹槽的一端的端面与相应的所述凹槽对应相应的所述口型支撑件上面的侧壁之间均存在一个间隙；
23.每一所述车道板的下面对应覆盖范围内的每一所述间隙均设有相配的凸快。
24.本发明还提供盾构隧道内部预制拼装结构的拼装施工方法，包括如下步骤：
25.步骤1、预制所有预制拼装组件中的所有所述车道板、所有所述托梁和所有所述口型支撑件；
26.步骤2、吊装每一所述口型支撑件，将每一所述口型支撑件均安装就位；
27.步骤3、安装所有所述托梁；每一所述托梁均以与水平面呈小于90的角度斜向插入相应的所述凹槽，使每一所述托梁底部贴合相应的所述凹槽对应相应所述口型支撑件侧面的侧壁，再旋转至水平位置，使相应的每一所述钩头均在水平方向上勾住相应的所述托梁限位块；
28.步骤4、安装所有的所述车道板，将每一所述车道板下面的所述凸快均卡入相应的所述间隙内，同时使每一所述托梁均卡入相应的所述车道板下面相应的限位槽内。
29.优选的，在所述步骤2和步骤4中，每两个相邻的所述口型支撑件之间，以及没两块相邻的所述车道板之间的纵向均通过相应的顶部螺栓固定，拼装间隙均通过丁腈橡胶垫片调整。
30.优选的，在完成预制拼装结构的安装后，即步骤4之后，继续铺设道路铺装，步骤如下：
31.步骤5、安装两侧防撞石；两侧所述防撞石通过相应的所述车道板预留套筒螺栓进行固定，套筒中注入uhpc高性能混凝土，使得连接牢固；
32.步骤6、在两侧所述防撞石铺之间设钢筋混凝土路面和沥青路面层；
33.步骤7、完成盾构隧道内部结构和道路施工。
34.本发明的有益效果：
35.本发明的应用能够减少现浇混凝土作业，实现内部结构的全预制拼装，作业环境更优，能够避免弧形件等特殊件的吊装，减少拼装精度不足产生的不可控因素。
36.本发明预制拼装方法与现有技术相比更便捷，安全可靠，施工工效高。
37.以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
38.图1示出本发明一实施例中完成口型支撑件安装的结构示意图。
39.图2示出本发明一实施例中口型支撑件横截面结构示意图。
40.图3示出本发明一实施例中口型支撑件侧面结构示意图。
41.图4示出本发明一实施例中口型支撑件内腔仰视方向结构示意图。
42.图5示出本发明一实施例中托梁以与水平面呈90度以下的角度，斜向插入相应的凹槽的结构示意图。
43.图6示出本发明一实施例中托梁仰视方向结构示意图。
44.图7示出本发明一实施例中托梁与盾构隧道长度方向垂直的面的结构示意图。
45.图8示出本发明一实施例中托梁插入凹槽一端的结构示意图。
46.图9示出本发明一实施例中托梁完成安装的结构示意图。
47.图10示出本发明一实施例中完成车道板安装的结构示意图。
48.图11示出本发明一实施例中车道板与盾构隧道长度方向垂直的面的结构示意图。
49.图12示出本发明一实施例中车道板俯视方向结构示意图。
50.图13示出本发明一实施例中车道板一端端部的结构示意图。
51.图14示出本发明一实施例中完成道路铺装的结构示意图。
52.图15示出本发明一实施例中每组预制拼装组件完成拼装后的横截面结构示意图。
53.图16示出本发明一实施例中每组预制拼装组件完成拼装后的连接结构示意图。
54.图17示出本发明一实施例中每组预制拼装组件完成拼装后的侧面结构示意图。
55.图18示出本发明一实施例中多组预制拼装组件完成拼装后的结构示意图。
具体实施方式
56.实施例
57.如图10，以及图15至图18所示，盾构隧道内部预制拼装结构，包括沿盾构隧道1的长度方向设置的多个预制拼装组件。
58.其中，每一预制拼装组件均包括最少一个口型支撑件2，最少四个对称设置在口型支撑件2两侧靠近上面位置的托梁3，以及铺设在口型支撑件2每一侧的两个以上托梁3上的车道板4；
59.每一口型支撑件2均为横截面对应相应的所述盾构隧道底部位置呈弧形外凸面的管状结构，上面的两侧位置，以及两侧面的上端边缘位置均设有用于卡嵌相应托梁3的凹槽5，内腔对应上面的内壁对应每一托梁3均设有沿长度方向延伸的托梁限位块6；
60.每一托梁3的厚度均与相应的凹槽5相匹配，一端卡嵌在相应的凹槽5内，且卡嵌在凹槽5的一端均设有一伸入相应的口型支撑件2内腔的倒钩结构；
61.每一倒钩结构的钩口均朝向相应的托梁限位块6，均包括在相应的托梁3安装完成后，在水平方向上勾住相应的托梁限位块6的钩头7，以及用于连接相应的钩头7和相应的托
梁3的钩杆8。
62.本发明的原理如下：
63.本发明采用预制的口型支撑件2、托梁3和车道板4作为盾构隧道内部预制拼装结构，其中口型支撑件2在与托梁3连接的部位设置开凹槽5，托梁3安装就位后通过口型支撑件2内的的托梁限位块6形成水平固定。
64.车道板4带凸快10，能够卡入托梁3卡嵌在相应的凹槽5的一端的端面与相应的凹槽5对应相应的口型支撑件2上面的侧壁之间的间隙9，车道板4依靠托梁3进行竖向的稳定。
65.在某些实施例中，每一车道板4在安装完成后，上面均与相应的口型支撑件2的上面齐平。
66.在某些实施例中，每一口型支撑件2和相应的所有车道板4拼接形成的齐平的上面均铺设有道路铺装11；
67.道路铺装11的两侧位置设有防撞墙。
68.在某些实施例中，每一车道板4的下面对应覆盖范围内的每一托梁3均设有与相应的托梁3相匹配的限位槽。
69.在实际应用中，车道板4下方设置与相应的托梁3相匹配的限位槽，托梁3嵌入限位槽内，使得车道板4沿隧道方向更加稳定。车道板和口型件纵向通过斜螺栓进行连接，消除可能存在的拼装误差。拼装件之间采用丁晴橡胶片进行调整间隙，使得拼装效果更佳。
70.在某些实施例中，每一口型支撑件2、每一托梁3和每一车道板4的边缘均设置有20mmx20mm的倒角。
71.在实际应用中，每一口型支撑件2、每一托梁3和每一车道板4的边缘均设置20mmx20mm的倒角能够避免安装过程中的碎角。
72.在某些实施例中，每一口型支撑件2的长度均沿盾构隧道1的长度方向延伸，下面与盾构隧道1的管片接触的部分为与盾构隧道1相匹配的弧形外凸面。
73.在某些实施例中，每一钩杆8的长度均满足以下条件：
74.当相应的钩头7以与水平面呈90度以下的角度，斜向插入相应的凹槽5至相应的托梁3一端端面的上边和下边分别与凹槽5对应相应的口型支撑件2上面和相应的侧面的侧壁接触时，相应的钩头7位于相应的托梁限位块6的内侧；
75.在每一钩杆8的长度均满足条件时，当相应托梁3完成安装后，相应的托梁3卡嵌在相应的凹槽5的一端的端面与相应的凹槽5对应相应的口型支撑件2上面的侧壁之间均存在一个间隙9；
76.每一车道板4的下面对应覆盖范围内的每一间隙9均设有相配的凸快10。
77.如图1至图18所示，本发明还提供盾构隧道内部预制拼装结构的拼装施工方法，包括如下步骤：
78.步骤1、预制所有预制拼装组件中的所有车道板4、所有托梁3和所有口型支撑件2；
79.步骤2、吊装每一口型支撑件2，将每一口型支撑件2均安装就位；
80.步骤3、安装所有托梁3；每一托梁3均以与水平面呈小于90的角度斜向插入相应的凹槽5，使每一托梁3底部贴合相应的凹槽5对应相应口型支撑件2侧面的侧壁，再旋转至水平位置，使相应的每一钩头7均在水平方向上勾住相应的托梁限位块6；
81.步骤4、安装所有的车道板4，将每一车道板4下面的凸快10均卡入相应的间隙9内，
同时使每一托梁3均卡入相应的车道板4下面相应的限位槽内。
82.在某些实施例中，在步骤2和步骤4中，每两个相邻的口型支撑件2之间，以及没两块相邻的车道板4之间的纵向均通过相应的顶部螺栓固定，拼装间隙9均通过丁腈橡胶垫片调整。
83.在实际应用中，每两个相邻的口型支撑件2之间，以及没两块相邻的车道板4之间的纵向均通过相应的顶部螺栓固定，拼装间隙9均通过丁腈橡胶垫片调整，能够消除可能存在的拼装误差，而且在拼装件之间采用丁晴橡胶片进行调整间隙，使得拼装效果更佳。
84.在某些实施例中，在完成预制拼装结构的安装后，即步骤4之后，继续铺设道路铺装11，步骤如下：
85.步骤5、安装两侧防撞石；两侧防撞石通过相应的车道板4预留套筒螺栓进行固定，套筒中注入uhpc高性能混凝土，使得连接牢固；
86.步骤6、在两侧防撞石铺之间设钢筋混凝土路面和沥青路面层；
87.步骤7、完成盾构隧道1内部结构和道路施工。
88.以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。