一种盾构隧道牛腿结构及制作方法与流程

1.本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种盾构隧道牛腿结构及制作方法。


背景技术：

2.隧道施工可采取矿山法、盾构法和明挖法等工法施工，而在修建城市铁路隧道时，需要穿越众多敏感环境节点，一般采用盾构法进行施工。为满足隧道的防火、防烟和疏散救援的要求，需要在单洞双线盾构隧道内设置中隔墙，为了给中隔墙提供水平约束，需要在隧道拱顶安装牛腿。目前，一般采用混凝土牛腿或者分离式钢牛腿，采用混凝土牛腿腿需要在管片上进行植筋，中隔墙一般都高达10m左右，高空作业植筋困难，质量也不能保证，分离式钢牛腿的螺栓外置，在长期疲劳荷载作用下，螺栓有破坏掉落的风险。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的是提出一种盾构隧道牛腿结构及制作方法，旨在解决用于盾构管片与中隔墙连接的牛腿安装困难，失效风险较高的问题。
4.为实现上述目的，本发明提出一种盾构隧道牛腿结构，用于盾构隧道的盾构管片与中隔墙的连接，所述盾构隧道牛腿结构包括：
5.安装板，用以与盾构隧道中位于顶部的盾构管片连接；
6.挡板结构，包括两个挡板，两个所述挡板自所述安装板向下延伸，并用于分别止挡抵接在所述中隔墙的相对两侧面，以在所述安装板的下方和所述中隔墙的上方之间形成容设间隙；以及，
7.灌筑连接结构，灌筑形成在所述容设间隙内。
8.可选地，各所述挡板背离所述容设间隙的一侧连接有加强筋板，所述加强筋板沿上下向延伸，且向上延伸至与所述安装板连接。
9.可选地，所述加强筋板设有多个，多个所述加强筋板沿所述挡板的长度方向间隔设置；和/或，
10.由上至下的方向上，各所述加强筋板远离所述挡板的侧端面逐渐向内的倾斜设置。
11.可选地，两个所述挡板中，其中一个所述挡板的两端均突出于另一所述挡板相对的两端设置。
12.可选地，在所述安装板与所述盾构管片之间形成有安装间隙，所述安装间隙内填充有胶粘剂；和/或，
13.所述安装板呈弧形设置，用以适配贴合于所述盾构管片。
14.可选地，所述安装板设有多个螺纹安装孔，多个所述螺纹安装孔沿所述安装板的长度方向间隔设置，多个所述螺纹安装孔分别用以与所述盾构管片上的多个连接孔配合，以通过螺纹连接结构连接所述安装板与所述盾构管片。
15.可选地，两个所述挡板其中之一贯设有多个手孔，多个所述手孔与多个所述螺纹
安装孔一一对应设置，每一所述手孔与所述容设间隙连通设置，用以供所述螺纹连接结构的拆装。
16.可选地，每一所述螺纹安装孔呈沿左右向延伸的长形孔设置。
17.可选地，在所述灌筑连接结构内设置有钢筋笼。
18.本发明还提出一种盾构隧道牛腿结构的制作方法，包括以下步骤：
19.厂内预制钢结构：在工厂焊接所述安装板以及所述挡板结构，以形成钢牛腿结构；
20.现场钢结构预安装：将所述钢牛腿结构预安装于所述中隔墙的顶部；
21.现场钢结构定位安装：顶升所述钢牛腿结构至所述安装板与所述盾构管片贴合，并将所述安装板与所述盾构管片固定，以形成所述容设间隙；
22.现场灌筑：在所述容设间隙内设置钢筋笼，并灌筑混凝土。
23.本发明的技术方案中，所述盾构隧道牛腿结构包括安装板、挡板结构和灌筑连接结构，所述安装板用以与盾构隧道中位于顶部的盾构管片连接；所述挡板结构包括两个挡板，两个所述挡板自所述安装板向下延伸，并用于分别止挡抵接在所述中隔墙的相对两侧面，以在所述安装板的下方和所述中隔墙的上方之间形成容设间隙；以及，所述灌筑连接结构，灌筑形成在所述容设间隙内。通过所述安装板将所述盾构隧道牛腿结构与所述盾构管片连接，两个所述挡板分别止挡抵接在所述中隔墙的相对两侧面，如此，在所述安装板的下方和所述中隔墙的上方之间形成所述容设间隙，在所述容设间隙内灌筑形成所述灌筑连接结构，以抵接支撑所述盾构隧道牛腿结构，进而提高所述盾构隧道牛腿结构与所述盾构管片连接和所述中隔墙连接可靠性。
附图说明
24.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示出的结构获得其他的附图。
25.图1为本发明提供的盾构隧道牛腿结构的一实施例的结构示意图；
26.图2为本发明提供的盾构隧道牛腿结构的俯视图；
27.图3为图1中a-a处的剖视图；
28.图4为本发明提供的盾构隧道牛腿结构的制作方法的一实施例的流程示意图。
29.附图标号说明：
30.标号名称标号名称100盾构隧道牛腿结构211加强筋板1安装板212手孔11螺纹安装孔3灌筑连接结构2挡板结构200盾构管片21挡板300中隔墙
31.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
34.另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
35.隧道施工可采取矿山法、盾构法和明挖法等工法施工，而在修建城市铁路隧道时，需要穿越众多敏感环境节点，一般采用盾构法进行施工。为满足隧道的防火、防烟和疏散救援的要求，需要在单洞双线盾构隧道内设置中隔墙，为了给中隔墙提供水平约束，需要在隧道拱顶安装牛腿。目前，一般采用混凝土牛腿或者分离式钢牛腿，采用混凝土牛腿腿需要在管片上进行植筋，中隔墙一般都高达10m左右，高空作业植筋困难，质量也不能保证，分离式钢牛腿的螺栓外置，在长期疲劳荷载作用下，螺栓有破坏掉落的风险。
36.鉴于此，本发明提出一种盾构隧道牛腿结构，通过所述安装板将所述盾构隧道牛腿结构与所述盾构管片连接，两个所述挡板分别止挡抵接在所述中隔墙的相对两侧面，如此，在所述安装板的下方和所述中隔墙的上方之间形成所述容设间隙，在所述容设间隙内灌筑形成所述灌筑连接结构，以抵接支撑所述盾构隧道牛腿结构，进而提高所述盾构隧道牛腿结构与所述盾构管片连接和所述中隔墙连接可靠性。如图1至图3所示，为本发明提供的盾构隧道牛腿结构的一实施例。
37.如图1至图3所示，本发明提出的所述盾构隧道牛腿结构100包括安装板1、挡板结构2和灌筑连接结构3，所述安装板1用以与盾构隧道中位于顶部的盾构管片200连接；所述挡板结构2包括两个挡板21，两个所述挡板21自所述安装板1向下延伸，并用于分别止挡抵接在所述中隔墙300的相对两侧面，以在所述安装板1的下方和所述中隔墙300的上方之间形成容设间隙；以及，所述灌筑连接结构3，灌筑形成在所述容设间隙内。
38.本发明的技术方案中，所述盾构隧道牛腿结构100包括安装板1、挡板结构2和灌筑连接结构3，所述安装板1用以与盾构隧道中位于顶部的盾构管片200连接；所述挡板结构2包括两个挡板21，两个所述挡板21自所述安装板1向下延伸，并用于分别止挡抵接在所述中隔墙300的相对两侧面，以在所述安装板1的下方和所述中隔墙300的上方之间形成容设间隙；以及，所述灌筑连接结构3，灌筑形成在所述容设间隙内。通过所述安装板1将所述盾构隧道牛腿结构100与所述盾构管片200连接，两个所述挡板21分别止挡抵接在所述中隔墙300的相对两侧面，如此，在所述安装板1的下方和所述中隔墙300的上方之间形成所述容设
间隙，在所述容设间隙内灌筑形成所述灌筑连接结构3，以抵接支撑所述盾构隧道牛腿结构100，进而提高所述盾构隧道牛腿结构100与所述盾构管片200连接和所述中隔墙300连接可靠性。
39.两个所述挡板21分别与所述中隔墙300的相对两侧面止挡抵接，如此以实现所述中隔墙300的止挡限位，为提高两个所述挡板2121的强度，所述挡板2121设有加强结构。在本实施例中，如图1和图2所示，各所述挡板21背离所述容设间隙的一侧连接有加强筋板211，所述加强筋板211沿上下向延伸，且向上延伸至与所述安装板1连接。通过所述加强筋板211与所述安装板1连接，以对所述挡板21进行支撑，如此，可提高所述挡板21的强度，减小所述挡板21的变形，保证所述挡板21的止挡限位的可靠性。
40.在一实施例中，所述加强筋板211设有多个，多个所述加强筋板211沿所述挡板21的长度方向间隔设置；在另一实施例中，由上至下的方向上，各所述加强筋板211远离所述挡板21的侧端面逐渐向内的倾斜设置；在又一实施例中，所述加强筋板211设有多个，多个所述加强筋板211沿所述挡板21的长度方向间隔设置，且由上至下的方向上，各所述加强筋板211远离所述挡板21的侧端面逐渐向内的倾斜设置。具体地，在本实施例中，如图2所示，所述加强筋板211设有多个，多个所述加强筋板211沿所述挡板21的长度方向间隔设置，且由上至下的方向上，各所述加强筋板211远离所述挡板21的侧端面逐渐向内的倾斜设置。如此，在所述挡板21上形成多个支撑点，通过多个支撑点对所述挡板21进行加强支撑，有助于进一步提高所述挡板21整体强度。且所述加强筋板211靠近所述安装板1的一端的长度大于其远离所述安装板1的一端的长度度，进而使得所述加强筋板211呈倒立的直角梯形结构，稳定向较好，同时减少所述加强筋板211的整体面积以及重量，便于所述盾构隧道牛腿结构100安装，由于所述加强筋板211靠近所述安装板1的一端的长度较大，进而增加所述加强筋板211与所述安装板1的连接面积，提高所述加强筋板211的支撑强度。
41.在本实施例中，如图2所示，两个所述挡板21中，其中一个所述挡板21的两端均突出于另一所述挡板21相对的两端设置。盾构隧道内的所述中隔墙300由多个中隔墙单元拼接成，通过将两个所述挡板21的长度设置为不不同，以便于后安装的中隔墙3单元沿隧道横向或纵向移动，并与先安装的中隔墙单元进行拼接，以形成沿隧道纵向延伸的所述中隔墙300。
42.在一实施例中，在所述安装板1与所述盾构管片200之间形成有安装间隙，所述安装间隙内填充有胶粘剂；在另一实施例中，所述安装板1呈弧形设置，用以适配贴合于所述盾构管片200；在又一实施例中，在所述安装板1与所述盾构管片200之间形成有安装间隙，所述安装间隙内填充有胶粘剂，且所述安装板1呈弧形设置，用以适配贴合于所述盾构管片200。具体地，在本实施例中，如图1和图2所示，在所述安装板1与所述盾构管片200之间形成有安装间隙，所述安装间隙内填充有胶粘剂，且所述安装板1呈弧形设置，用以适配贴合于所述盾构管片200。所述安装板1呈弧形设置，如此，使得所述安装板1与所述盾构管片200更好的贴合固定，在所述安装板1与所述盾构管片200之间的所述安装间隙内填充所述胶粘剂，以使得所述安装板1与所述盾构管片200的连接更可靠。需要说明的是所述胶粘剂的具体类型根据实际需要进行选择，只要能满足粘合连接功能即可。
43.在本实施例中，如图2所示，所述安装板1设有多个螺纹安装孔11，多个所述螺纹安装孔11沿所述安装板1的长度方向间隔设置，多个所述螺纹安装孔11分别用以与所述盾构
管片200上的多个连接孔配合，以通过螺纹连接结构连接所述安装板1与所述盾构管片200。如此，在所述安装板1与所述盾构管片200的连接固定时，施工人员将螺栓送入所述容设间隙，并安装在对应的所述螺纹安装孔11内，拧紧螺母以使得所述安装板1与所述盾构管片200固定。
44.在本实施例中，如图3所示，两个所述挡板21其中之一贯设有多个手孔212，多个所述手孔212与多个所述螺纹安装孔11一一对应设置，每一所述手孔212与所述容设间隙连通设置，用以供所述螺纹连接结构的拆装。如此，在所述安装板1与所述盾构管片200的连接固定时，施工人员通过所述手孔212将螺栓送入所述容设间隙，并安装在对应的所述螺纹安装孔11内，拧紧螺母以使得所述安装板1与所述盾构管片200固定。
45.具体地，在本实施例中，如图2所示，每一所述螺纹安装孔11呈沿左右向延伸的长形孔设置。如此，所述盾构隧道牛腿结构100安装时，当所述安装板1上的所述螺纹安装孔11与所述盾构管片200上的连接孔有少量偏差时，保证螺栓仍可依次穿设对应设置的所述螺纹安装孔11和所述连接孔，进而将所述安装板1与所述盾构管片200进行固定。
46.在本实施例中，如图1所示，在所述灌筑连接结构3内设置有钢筋笼。如此，以提高所述灌筑连接结构3的强度。
47.本发明实施例提供一种盾构隧道牛腿结构100的制作方法，参照图4，图4为本发明提供的盾构隧道牛腿结构100的制作方法的一实施例的流程示意图。
48.本发明还提出一种盾构隧道牛腿结构100的制作方法，包括以下步骤：
49.步骤s10、厂内预制钢结构：在工厂焊接所述安装板1以及所述挡板21结构2，以形成钢牛腿结构；
50.步骤s20、现场钢结构预安装：将所述钢牛腿结构预安装于所述中隔墙300的顶部；
51.步骤s30、现场钢结构定位安装：顶升所述钢牛腿结构至所述安装板1与所述盾构管片200贴合，并将所述安装板1与所述盾构管片200固定，以形成所述容设间隙；
52.步骤s40、现场灌筑：在所述容设间隙内设置钢筋笼，并灌筑混凝土。
53.在工厂焊接所述安装板1以及所述挡板21结构2，以形成钢牛腿结构。在隧道安装所述中隔墙300时，首先，将所述盾构隧道牛腿结构100临时固定在所述中隔墙300的顶部，然后通过机械结构或者人工，将所述中隔墙300转动成竖直状态，并放置于隧道内对应位置，接着，解除所述盾构隧道牛腿结构100的临时固定结构，通过顶升机构顶升所述盾构隧道牛腿结构100，使得所述安装板1与所述盾构管片200贴合，并通过螺栓将所述安装板1与所述盾构管片200固定，最后，在所述容设间隙内设置钢筋笼，并浇筑混凝土以形成所述灌筑连接结构3，以抵接支撑所述盾构隧道牛腿结构100，提高所述盾构隧道牛腿结构100与所述盾构管片200连接和所述中隔墙300连接可靠性。
54.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。