多心圓盾構(gòu)隧道襯砌的制作方法

本發(fā)明屬于一種盾構(gòu)隧道襯砌，具體涉及一種多心圓盾構(gòu)隧道襯砌。

背景技術(shù)：

盾構(gòu)自從誕生以來，以其安全、優(yōu)質(zhì)、快速、環(huán)保的特性得以廣泛應(yīng)用并迅速發(fā)展。我國盾構(gòu)技術(shù)始于1953年，東北阜新煤礦直徑2.6m手掘式盾構(gòu)施工的琉水巷道，60至90年代初上海軟土盾構(gòu)技術(shù)，到90年代中后期廣州復(fù)合地層盾構(gòu)技術(shù)。盾構(gòu)技術(shù)在交通中大規(guī)模實(shí)踐和創(chuàng)新中不斷的更新，不僅能夠適應(yīng)各類復(fù)雜的地質(zhì)條件，而且向“長、大、難、快、優(yōu)”發(fā)展，更是由“交通”向“電力、水務(wù)、燃?xì)狻睂拸V領(lǐng)域延伸；盾構(gòu)技術(shù)以地質(zhì)適應(yīng)性廣、機(jī)械化程度高是未來地下工程施工的發(fā)展趨勢(shì)。

目前盾構(gòu)直徑越來越大，掘進(jìn)距離越來越長，均采用是圓形結(jié)構(gòu)，大直徑盾構(gòu)其軌下空間設(shè)置混凝土回填，以滿足隧道的運(yùn)營使用功能、剛度和整體穩(wěn)定要求。城市隧道為了減少對(duì)地下空間的占用和減少對(duì)構(gòu)筑物影響以及降低投資，曾嘗試非圓形結(jié)構(gòu)，日本在80年代開發(fā)應(yīng)用矩形隧道，1986年制造了馬蹄形機(jī)械挖掘盾構(gòu)，1991年制造了ECL盾構(gòu)；上海軌道交通8號(hào)線2003年雙圓盾構(gòu)和廣州、上海市政工程1995年矩形盾構(gòu)等成功使用，為異形盾構(gòu)的技術(shù)發(fā)展做了儲(chǔ)備工作。

圓形結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)是受力合理、施工摩阻力?。坏强臻g利用率低，軌下實(shí)施工序干擾大、洞內(nèi)施工環(huán)境差。一般交通隧道為滿足防災(zāi)疏散功能設(shè)置了軌下空間，其優(yōu)勢(shì)明顯；但山嶺鐵路隧道若采用圓形，其軌下多被素混凝土填充，掘削土量大、回填圬工量大，投資高；矩形斷面雖能有效利用空間，但結(jié)構(gòu)受力不利。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題而提出，其目的是提供一種多心圓盾構(gòu)隧道襯砌。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種多心圓盾構(gòu)隧道襯砌，包括由等厚弧形管片圍合拼接成的整環(huán)襯砌，所述整環(huán)襯砌內(nèi)輪廓為多心圓狀。

所述整環(huán)襯砌斷面為軸對(duì)稱圖形，所述的對(duì)稱軸為隧道中線。

所述整環(huán)襯砌包括依次間隔串聯(lián)的奇數(shù)環(huán)和偶數(shù)環(huán)。

所述奇數(shù)環(huán)、偶數(shù)環(huán)沿隧道中線互為鏡像。

所述奇數(shù)環(huán)和偶數(shù)環(huán)均包括楔形塊、Ⅰ號(hào)相鄰塊、Ⅱ號(hào)相鄰塊、Ⅰ號(hào)普通塊、Ⅱ號(hào)普通塊、Ⅲ號(hào)普通塊、Ⅳ號(hào)普通塊、Ⅴ號(hào)普通塊。

所述楔形塊位于拱頂偏40°位置。

所述相鄰的奇數(shù)環(huán)、偶數(shù)環(huán)之間為錯(cuò)縫拼裝。

本發(fā)明中管片設(shè)計(jì)采用的內(nèi)輪廓與山嶺隧道礦山法施工的隧道內(nèi)輪廓一致，便于結(jié)構(gòu)銜接，實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)施工無豎井始發(fā)、接收要求，克服了圓形盾構(gòu)管片拼裝后軌下空間回填混凝土方量大的問題，且受力合理，各管片結(jié)合所在斷面部位受力進(jìn)行配筋，可有效控制投資、降低施工難度和加快施工進(jìn)度。本發(fā)明能夠廣泛的適用于大直徑、大埋深、長距離、富水土質(zhì)地層條件下盾構(gòu)隧道的設(shè)計(jì)、施工。

附圖說明

圖1 是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2 是本發(fā)明中奇數(shù)環(huán)的示意圖；

圖3 是本發(fā)明中偶數(shù)環(huán)的示意圖；

其中：

1 楔形塊 2 Ⅰ號(hào)相鄰塊

3 Ⅱ號(hào)相鄰塊 4 Ⅰ號(hào)普通塊

5 Ⅱ號(hào)普通塊 6 Ⅲ號(hào)普通塊

7 Ⅳ號(hào)普通塊 8 Ⅴ號(hào)普通塊。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明：

如圖1~3所示，一種多心圓盾構(gòu)隧道襯砌，包括由等厚弧形管片圍合拼接成的整環(huán)襯砌，所述整環(huán)襯砌內(nèi)輪廓為多心圓狀。

所述整環(huán)襯砌斷面為軸對(duì)稱圖形，所述的對(duì)稱軸為隧道中線。

所述整環(huán)襯砌包括依次間隔串聯(lián)的奇數(shù)環(huán)和偶數(shù)環(huán)。

所述奇數(shù)環(huán)、偶數(shù)環(huán)沿隧道中線互為鏡像。

所述奇數(shù)環(huán)和偶數(shù)環(huán)均包括楔形塊1、Ⅰ號(hào)相鄰塊2、Ⅱ號(hào)相鄰塊3、Ⅰ號(hào)普通塊4、Ⅱ號(hào)普通塊5、Ⅲ號(hào)普通塊6、Ⅳ號(hào)普通塊7、Ⅴ號(hào)普通塊8。

所述楔形塊1位于拱頂偏40°位置。

所述相鄰的奇數(shù)環(huán)、偶數(shù)環(huán)之間為錯(cuò)縫拼裝。

管片襯砌環(huán)按不同工況最不利情況進(jìn)行了簡算，針對(duì)性進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)，以經(jīng)濟(jì)合理用鋼量保證結(jié)構(gòu)安全，滿足結(jié)構(gòu)安全指標(biāo)要求。

盾構(gòu)隧道外輪廓跨度為11.54m，高度為10.59m，厚度為500mm盾構(gòu)管片。管片拼裝方式擬采用“7+1分塊”錯(cuò)縫拼裝方式。

將多心圓襯砌環(huán)襯砌中心線等分22份，分割成7+1塊弧形板塊，即楔形塊1、Ⅰ號(hào)相鄰塊2、Ⅱ號(hào)相鄰塊3、Ⅰ號(hào)普通塊4、Ⅱ號(hào)普通塊5、Ⅲ號(hào)普通塊6、Ⅳ號(hào)普通塊7、Ⅴ號(hào)普通塊8。

將管片按設(shè)計(jì)要求編號(hào)，運(yùn)至現(xiàn)場，盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)后組裝、拼裝成環(huán)，進(jìn)而串接成連續(xù)成多環(huán)。

本發(fā)明襯砌依托多心圓盾構(gòu)機(jī)拼裝成型的，設(shè)計(jì)采用兩種結(jié)構(gòu)型式，串聯(lián)拼裝形成隧道襯砌，先以奇數(shù)襯砌環(huán)進(jìn)行分塊、排版、防水構(gòu)造布置等，再施作偶數(shù)環(huán)盾構(gòu)襯砌。

本發(fā)明中管片設(shè)計(jì)采用的內(nèi)輪廓與山嶺隧道礦山法施工的隧道內(nèi)輪廓一致，便于結(jié)構(gòu)銜接，實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)施工無豎井始發(fā)、接收要求，克服了圓形盾構(gòu)管片拼裝后軌下空間回填混凝土方量大的問題，且受力合理，各管片結(jié)合所在斷面部位受力進(jìn)行配筋，可有效控制投資、降低施工難度和加快施工進(jìn)度。本發(fā)明能夠廣泛的適用于大直徑、大埋深、長距離、富水土質(zhì)地層條件下盾構(gòu)隧道的設(shè)計(jì)、施工。