一种滑动支撑式隧道内张钢圈固定结构及安装方法与流程

本发明涉及盾构隧道加固，尤其是一种滑动支撑式隧道内张钢圈固定结构及安装方法。

背景技术：

1、盾构隧道是一种在地下或水下通过盾构机挖掘的隧道结构，广泛应用于城市地铁、铁路、公路、水工隧道等工程。盾构隧道在长期沉降、地表超载等因素的作用下，易出现横向变形超限的情况。

2、针对上述情况，采用以下措施进行改善，其一，在隧道两侧进行注浆，能有效减少隧道收敛变形，但是，通过注浆来抵御盾构隧道横向变形的作用有限；其二，在隧道内部增设内张钢圈等以增加隧道环向刚度，实现共同受力。当内张钢圈应用于常规道床时，仅需凿除道床两侧排水沟，并将内张钢圈端部和道床顶部连接；但是，当内张钢圈端部和浮置道床顶部连接时，浮置道床中的轨道不能进行上下浮动，而浮置道床能通过其自身的浮动减少对周边环境产生震动，进而使得浮置道床失去其的减震作用。

3、再者，内张钢圈本身的结构和连接方式也决定了是否能起到横向抗力作用。

4、因此，为了浮置道床能实现浮动，同时使得内张钢圈能起到横向抗力作用，设计一种滑动支撑式隧道内张钢圈固定结构及安装方法。

技术实现思路

1、本发明是为了克服上述现有技术中的缺陷，提供一种滑动支撑式隧道内张钢圈固定结构及安装方法，其能实现浮置道床的浮动，同时能起到横向抗力作用。

2、为了达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种滑动支撑式隧道内张钢圈固定结构，包括标准钢环、牛腿和化学锚栓，若干个所述标准钢环首尾相连环管片内圈设置，并通过化学锚栓固定在管片上；所述牛腿包括第一牛腿部、第二牛腿部和滑动支撑件，所述滑动支撑件位于第一牛腿部和第二牛腿部之间，使得第一牛腿部和第二牛腿部之间能进行上下运动；所述第一牛腿部和标准钢环、管片连接，所述第二牛腿部固定在浮置道床上。

3、作为本发明的一种优选方案，包括骑缝钢环，所述骑缝钢环位于横向相邻标准钢环之间。

4、作为本发明的一种优选方案，所述骑缝钢环和标准钢环之间焊接连接，相邻所述标准钢环之间焊接连接。

5、作为本发明的一种优选方案，所述第二牛腿部、浮置道床之间通过化学锚栓连接。

6、作为本发明的一种优选方案，位于标准钢环、管片之间的所述化学锚栓，其锚入管片的深度大于或者等于150mm，周向设置的所述化学锚栓之间的间距在400-500mm之间。

7、作为本发明的一种优选方案，所述第一牛腿部包括连接部和肋板，所述连接部竖直设置并与滑动支撑件连接，所述肋板连接标准钢环和连接部。

8、作为本发明的一种优选方案，所述第二牛腿部包括固定部、竖直部、中间肋板和环肋板，所述固定部安装在浮置道床上，所述竖直部竖直设置并与滑动支撑件连接，所述环肋板连接固定部和竖直部，所述中间肋板连接相邻的环肋板。

9、作为本发明的一种优选方案，所述滑动支撑件包括滑块、滑轨和限位部，所述滑块滑动设置在滑轨上，所述限位部位于滑轨两侧，用于限制滑块的动作。

10、一种滑动支撑式隧道内张钢圈固定结构的安装方法，包括

11、步骤1：清理管片；

12、步骤2：组装牛腿；

13、步骤3：将牛腿的第一牛腿部和靠近其一侧的标准钢环焊接；牛腿的第一牛腿部通过化学锚栓与管片固定连接；牛腿的第二牛腿部通过化学锚栓与浮置道床固定连接；

14、步骤4：将剩余的标准钢环通过化学锚栓固定在管片上；

15、步骤5：在横向相邻的标准钢环之间安装骑缝钢环；

16、步骤6：将周向相邻的标准钢环通过焊接连接，将标准钢环和骑缝钢环通过焊接连接。

17、作为本发明的一种优选方案，步骤1中还包括修补管片，所述管片的破损部位面积大于0.2m2，需通过注浆修补。

18、有益效果：

19、1.本发明相较于现有技术，由于滑动支撑件的设置，使得第二牛腿部能以第一牛腿部为基准进行上下动作，实现牛腿和内张钢圈横向受力传递，同时也保留浮置道床竖向减震功能。

20、2.本发明由于滑动支撑件的设置，使得第二牛腿部能以第一牛腿部为基准进行上下动作，而第二牛腿部固定在浮置道床上，进而保证浮置道床中的轨道也能上下浮动，实现了浮置道床的减震作用。

21、3.本发明的标准钢环和骑缝钢环通过化学锚栓连接在管片上，且标准钢环和标准钢环、标准钢环和骑缝钢环焊接连接，形成了完整的受力内张钢圈，能起到横向抗力作用。

22、4.本发明标准钢环为标准件，提高了加工和施工效率，而标准钢环和标准钢环之间的骑缝钢环弥补了由于管片尺寸不一致需调整钢环长度的问题。

23、5.本发明牛腿一侧和内张钢圈连接，牛腿另一侧和浮置道床连接，起到了横向抗力作用。

24、6.本发明相较于现有技术，明确了化学锚栓锚入浮置道床、管片的深度不同，也确定了化学锚栓锚入管片的深度，保证内张钢圈与管片连接的稳定性。

25、7.本发明牛腿两个为一组，分别设置在盾构隧道的两侧，牛腿与就近的标准钢环进行提前安装，提高了牛腿和标准钢环之间的安装精度和安装效率，同时，也提前确定了牛腿和管片之间的位置，方便了现场安装。

技术特征：

1.一种滑动支撑式隧道内张钢圈固定结构，其特征在于：包括标准钢环（1）、牛腿（2）和化学锚栓（3），若干个所述标准钢环（1）首尾相连环管片（6）内圈设置，并通过化学锚栓（3）固定在管片（6）上；所述牛腿（2）包括第一牛腿部（21）、第二牛腿部（22）和滑动支撑件（23），所述滑动支撑件（23）位于第一牛腿部（21）和第二牛腿部（22）之间，使得第一牛腿部（21）和第二牛腿部（22）之间能进行上下运动；所述第一牛腿部（21）和标准钢环（1）、管片（6）连接，所述第二牛腿部（22）固定在浮置道床（5）上。

2.根据权利要求1所述的一种滑动支撑式隧道内张钢圈固定结构，其特征在于：包括骑缝钢环（4），所述骑缝钢环（4）位于横向相邻标准钢环（1）之间。

3.根据权利要求2所述的一种滑动支撑式隧道内张钢圈固定结构，其特征在于：所述骑缝钢环（4）和标准钢环（1）之间焊接连接，相邻所述标准钢环（1）之间焊接连接。

4.根据权利要求1所述的一种滑动支撑式隧道内张钢圈固定结构，其特征在于：所述第二牛腿部（22）、浮置道床（5）之间通过化学锚栓（3）连接。

5.根据权利要求4所述的一种滑动支撑式隧道内张钢圈固定结构，其特征在于：位于标准钢环（1）、管片（6）之间的所述化学锚栓（3），其锚入管片（6）的深度大于或者等于150mm，周向设置的所述化学锚栓（3）之间的间距在400-500mm之间。

6.根据权利要求1所述的一种滑动支撑式隧道内张钢圈固定结构，其特征在于：所述第一牛腿部（21）包括连接部（212）和肋板（211），所述连接部（212）竖直设置并与滑动支撑件（23）连接，所述肋板（211）连接标准钢环（1）和连接部（212）。

7.根据权利要求6所述的一种滑动支撑式隧道内张钢圈固定结构，其特征在于：所述第二牛腿部（22）包括固定部（221）、竖直部（222）、中间肋板（223）和环肋板（224），所述固定部（221）安装在浮置道床（5）上，所述竖直部（222）竖直设置并与滑动支撑件（23）连接，所述环肋板（224）连接固定部（221）和竖直部（222），所述中间肋板（223）连接相邻的环肋板（224）。

8.根据权利要求7所述的一种滑动支撑式隧道内张钢圈固定结构，其特征在于：所述滑动支撑件（23）包括滑块（231）、滑轨（232）和限位部（233），所述滑块（231）滑动设置在滑轨（232）上，所述限位部（233）位于滑轨（232）两侧，用于限制滑块（231）的动作。

9.一种滑动支撑式隧道内张钢圈固定结构的安装方法，引用权利要求1-8任一项所述结构，其特征在于，包括

10.根据权利要求9所述的一种滑动支撑式隧道内张钢圈固定结构的安装方法，其特征在于：步骤1中还包括修补管片（6），所述管片（6）的破损部位面积大于0.2m2，需通过注浆修补。

技术总结
一种滑动支撑式隧道内张钢圈固定结构及安装方法，包括标准钢环、牛腿和化学锚栓，若干个所述标准钢环首尾相连环管片内圈设置，并通过化学锚栓固定在管片上；所述牛腿包括第一牛腿部、第二牛腿部和滑动支撑件，所述滑动支撑件位于第一牛腿部和第二牛腿部之间，使得第一牛腿部和第二牛腿部之间能进行上下运动；所述第一牛腿部和标准钢环、管片连接，所述第二牛腿部固定在弹簧浮置板道床上，本发明相较于现有技术，由于滑动支撑件的设置，使得第二牛腿部能以第一牛腿部为基准进行上下动作，在牛腿和内张钢圈在有效进行横向受力传递，同时也保留浮置道床竖向减震功能。

技术研发人员：黄栩,潘鹏飞,杨伟光,刘强,王志健,张辉
受保护的技术使用者：中铁二院华东勘察设计有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2025/4/10