一种大直径单洞双线盾构隧道下部预制弧形件及其安装方法与流程

1.本发明属于盾构隧道技术领域，具体涉及一种大直径单洞双线盾构隧道下部预制弧形件及其安装方法。


背景技术：

2.近年来，我国盾构隧道特别是大直径盾构隧道得到了飞速发展。盾构法具有环保、掘进速度快、对周边环境扰动小、节约用地、造价经济等优点，因此大直径、长距离盾构隧道在城市快速路、轨道交通隧道建设中得到了大量应用。大直径单洞双线盾构隧道是未来隧道领域的一大发展方向。盾构隧道内部一般采用预制和现浇相结合的形式，内部结构可分为5块，分别为隧道管片、下部弧形结构、中隔墙、顶部横向牛腿、两侧电缆槽。当前国内外盾构隧道下部弧形结构，以全现浇或部分现浇施工为主。现浇施工工艺效率低、能耗高、对环境污染大，同时受限于盾构隧道有限的施工空间及现场工人素质等因素影响，现浇施工质量没有工厂预制化精度高、质量好。为解决这一系列问题，盾构隧道内部结构开始走向预制化、工业化的道路。


技术实现要素：

3.针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种大直径单洞双线盾构隧道下部预制弧形件，本发明能够解决大直径单洞双线盾构隧道下部弧形结构现浇施工效率低、能耗高、精度低等问题，通过调整组合下部弧形件组合型式以契合不同弧度曲线的隧道。此外，本发明还要提供一种大直径单洞双线盾构隧道下部预制弧形件的安装方法。
4.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
5.本发明的第一方面，提供一种大直径单洞双线盾构隧道下部预制弧形件，包括若干个组合使用的弧形结构，所述弧形结构的弧度与衬砌管片的弧度相同，所述弧形结构的顶部为平面，底部为弧面，所述弧形结构的顶部设置有纵向连接件与横向连接件，所述纵向连接件设置于顶面中心线的两侧用于安装隔墙构件，所述横向连接件安装于所述弧形结构顶部的两侧用于连接相邻的弧形结构，所述横向连接件的安装方向与所述纵向连接件的安装方向垂直，所述弧形结构的底部设置有支撑调平结构，所述支撑调平结构连接所述衬砌管片以在弧形结构与衬砌管片之间形成填充混凝土的间隙；
6.所述弧形结构的中部沿弧形的长度方向设置有中间空腔、左侧空腔、右侧空腔，所述左侧空腔、所述右侧空腔于所述中间空腔的两侧对称设置，所述弧形结构的弧面上设置有弧面中间空腔、弧面左侧空腔、弧面右侧空腔，所述弧面左侧空腔、所述弧面右侧空腔沿所述弧面中间空腔的两侧对称设置，所述左侧空腔与所述中间空腔之间设置有左面支撑墙，所述左面支撑墙上设置有左面支撑墙空腔，所述右侧空腔于所述中间空腔之间设置有右面支撑墙，所述右面支撑墙上设置有右面支撑墙空腔。
7.作为优选的技术方案，所述弧形结构与所述衬砌管片之间的间隙宽度不小于100毫米。
8.作为优选的技术方案，所述弧形结构由上至下的投影形状为矩形或梯形。
9.作为优选的技术方案，所述横向连接件包括弧形螺栓套管、弧形连接螺栓，所述弧形螺栓套管预埋安装于所述弧形结构中，相邻的弧形结构中对应位置处的弧形螺栓套管相连通，所述弧形连接螺栓与所述弧形螺栓套管螺纹连接。
10.作为优选的技术方案，所述弧形螺栓套管的厚度为3毫米。
11.作为优选的技术方案，所述支撑调平结构沿所述弧形结构底板中心线两两对称设置，所述支撑调平结构包括调平螺栓套筒及支撑调平螺栓，所述调平螺栓套筒预埋安装于所述弧形结构内，所述支撑调平螺栓部分螺纹安装于所述调平螺栓套筒内，所述调平螺栓套筒远离所述衬砌管片的一端预留有手孔，所述支撑调平螺栓连接所述衬砌管片的一端设置有丁腈软木橡胶衬垫。
12.作为优选的技术方案，所述弧形结构的顶面与底面连接处设置有丁腈软木橡胶衬垫。
13.作为优选的技术方案，所述弧形结构上设置有定位测量件，定义弧形结构的底面两侧的方向为侧面，与底面、顶面均垂直的平面为前后端面，所述定位测量件包括激光靶底座预埋件、测量标记点、中轴标记线，所述激光靶底座预埋件为直径20mm，深度15mm圆柱孔洞，所述激光靶底座预埋件设置为两个，分别安装于弧形结构的两侧面，激光靶底座预埋件上端面和弧形结构顶面齐平，激光靶底座预埋件外端面和弧形结构侧面齐平，所述测量标记点布置在弧形结构前后端面，数量为8个，所述测量标记点为深度2mm，直径为5mm或20mm的圆柱孔洞，所述中轴标记线为宽度10mm，深度6mm的角锥形凹槽，分别设置在弧形结构的顶面各侧边的中心位置。
14.本发明的第二方面，提供一种大直径单洞双线盾构隧道下部预制弧形件的安装方法，采用上述的大直径单洞双线盾构隧道下部预制弧形件，包括以下步骤：
15.步骤一、根据隧道的形状选择合适的弧形结构进行拼接；
16.步骤二、测量定位弧形结构，采用支撑调平结构进行调平，根据施工情况在支撑调平结构与衬砌管片之间放置临时钢垫片；
17.步骤三、通过横向连接件将相邻的弧形结构进行连接；
18.步骤四、采用自密实混凝土填充弧形结构与衬砌管片之间间隙，之后在中间腔内回填c30混凝土。
19.与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：采用本发明的大直径单洞双线盾构隧道下部弧形件，可克服现浇施工工艺效率低、能耗高、对环境污染大的缺陷，同时预制精度高、质量好，有效保证了盾构隧道安装效率和施工质量。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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他的附图。
21.图1为本发明弧形结构的结构示意图。
22.图2为本发明弧形结构的主视图。
23.图3为本发明预制弧形件的连接示意图。
24.其中，附图标记具体说明如下：弧形结构10、纵向连接件20、横向连接件30、支撑调平结构40、丁腈软木橡胶衬垫50、中间空腔11、左侧空腔12、右侧空腔13、弧形面中间空腔14、弧形面右侧空腔15、弧形面左侧空腔16、右面支撑墙空腔17、左面支撑墙空腔18、弧形螺栓套管31、弧形连接螺栓32、支撑调平螺栓41、调平螺栓套筒42。
具体实施方式
25.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
26.为了解决大直径单洞双线盾构隧道下部弧形件现浇施工效率低、能耗高、精度低等问题，一市域铁路机场联络线内部结构首次采用了全预制一体化拼装的理念，隧道内的各部件均采用预制构件，共分为5块，分别为衬砌管片、下部弧形件、中隔墙、顶部横向牛腿、两侧电缆槽。隧道采用单洞双线断面布置形式。管片外径13.6m，内径12.5m，管片厚度550mm，环宽2m。衬砌管片采用通用楔形环，分为9块，错缝拼装。
27.本实施例提供一种大直径单洞双线盾构隧道下部预制弧形件，包括若干个组合使用的弧形结构10。弧形结构10根据隧道的形状进行组合，弧形结构10由上至下的投影形状为矩形或梯形。如图1-3所示，本实施例中的弧形结构10的投影为矩形，根据隧道的拐弯或者弯曲形状，弧形结构10的纵向投影可以是不同形状的梯形，以满足拼接后与隧道的形状相吻合。
28.弧形结构10的弧度与衬砌管片的弧度相同，弧形结构10的顶部为平面，底部为弧面，弧形结构10的顶部设置有纵向连接件20与横向连接件30，纵向连接件20设置于顶面中心线的两侧用于安装隔墙构件以形成单洞双线结构。横向连接件30安装于弧形结构10顶部的两侧用于连接相邻的弧形结构10，横向连接件30的安装方向与纵向连接件20的安装方向垂直。弧形结构10的底部设置有支撑调平结构40，支撑调平结构40连接衬砌管片以在弧形结构10与衬砌管片之间形成填充混凝土的间隙，弧形结构10与衬砌管片之间的间隙宽度不小于100毫米，通过填充自密实混凝土以将弧形结构10与隧道衬砌管片连接成统一整体。
29.弧形结构10的中部沿弧形的长度方向设置有中间空腔11、左侧空腔12、右侧空腔13，左侧空腔12、右侧空腔13于中间空腔11的两侧对称设置。弧形结构10的弧面上设置有弧面中间空腔11、弧面左侧空腔12、弧面右侧空腔13，弧面左侧空腔12、弧面右侧空腔13沿弧面中间空腔11的两侧对称设置，用以现场人员观察弧形底面下、盾构隧道衬砌管片上自密实混凝土状态。左侧空腔12与中间空腔11之间设置有左面支撑墙，左面支撑墙上设置有左面支撑墙空腔18，右侧空腔13于中间空腔11之间设置有右面支撑墙，右面支撑墙上设置有右面支撑墙空腔17。多空腔设置是在确保结构强度、刚度安全的前提下，最大限度减轻结构整体自重，确保施工期间操作方便易行。
30.本实施例中，横向连接件30包括弧形螺栓套管31、弧形连接螺栓32，弧形螺栓套管31预埋安装于弧形结构10中，相邻的弧形结构10中对应位置处的弧形螺栓套管31相连通，
弧形连接螺栓32与弧形螺栓套管31螺纹连接，弧形螺栓套管31的厚度为3毫米。支撑调平结构40沿弧形结构10底板中心线两两对称设置，支撑调平结构40包括调平螺栓套筒42及支撑调平螺栓41，调平螺栓套筒42预埋安装于弧形结构10内，支撑调平螺栓41部分螺纹安装于调平螺栓套筒42内，调平螺栓套筒42远离衬砌管片的一端预留有手孔，支撑调平螺栓41连接衬砌管片的一端设置有丁腈软木橡胶衬垫50，弧形结构10的顶面与底面连接处也设置有丁腈软木橡胶衬垫50。
31.本实施例中，弧形结构10上设置有定位测量件，定义弧形结构10的底面两侧的方向为侧面，与底面、顶面均垂直的平面为前后端面，定位测量件包括激光靶底座预埋件、测量标记点、中轴标记线，激光靶底座预埋件为直径20mm，深度15mm圆柱孔洞，激光靶底座预埋件设置为两个，分别安装于弧形结构10的两侧面，激光靶底座预埋件上端面和弧形结构10顶面齐平，激光靶底座预埋件外端面和弧形结构10侧面齐平，测量标记点布置在弧形结构10前后端面，数量为8个，测量标记点为深度2mm，直径为5mm或20mm的圆柱孔洞，中轴标记线为宽度10mm，深度6mm的角锥形凹槽，分别设置在弧形结构10的顶面各侧边的中心位置。
32.本发明的第二方面，提供一种大直径单洞双线盾构隧道下部预制弧形件的安装方法，采用上述的大直径单洞双线盾构隧道下部预制弧形件，包括以下步骤：
33.步骤一、根据隧道的形状选择合适的弧形结构10进行拼接；
34.步骤二、测量定位弧形结构10，采用支撑调平结构40进行调平，根据施工情况在支撑调平结构40与衬砌管片之间放置临时钢垫片；
35.步骤三、通过横向连接件30将相邻的弧形结构10进行连接；
36.步骤四、采用自密实混凝土填充弧形结构10与衬砌管片之间间隙，之后在中间腔内回填c30混凝土。
37.尽管上述实施例已对本发明作出具体描述，但是对于本领域的普通技术人员来说，应该理解为可以在不脱离本发明的精神以及范围之内基于本发明公开的内容进行修改或改进，这些修改和改进都在本发明的精神以及范围之内。