一種盾構(gòu)隧道連續(xù)梁式抗浮結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種盾構(gòu)隧道領(lǐng)域，特別涉及一種盾構(gòu)隧道連續(xù)梁式抗浮結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 盾構(gòu)隧道抗浮設(shè)計是盾構(gòu)隧道的重要設(shè)計部分，直接影響隧道的線路設(shè)計和建設(shè) 規(guī)模的確定，盾構(gòu)隧道抗浮設(shè)計即是滿足盾構(gòu)隧道抗浮力大于上浮力，并留有一定的安全 系數(shù)的要求。具體地，盾構(gòu)隧道抗浮設(shè)計需滿足抗浮穩(wěn)定性要求，其公式如下：
[0003]
[0004] 式中：Gk-一隧道抗浮力，由隧道自重、壓重或其它措施提供的抗浮力組成；
[0005] Fw--隧道浮力作用值；
[0006] Kw一一抗浮穩(wěn)定安全系數(shù)，按最不利情況驗算，當(dāng)不計地層側(cè)摩阻力時取1. 05 ;當(dāng) 計及地層側(cè)摩阻力時，根據(jù)不同地區(qū)的地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，可采用1. 10~1. 15。
[0007] 在實際施工時，盾構(gòu)隧道施工期內(nèi)部結(jié)構(gòu)尚未完成，只有管片襯砌結(jié)構(gòu)，盾構(gòu)推進 施工中的管片上浮問題可能由多種因素引起，當(dāng)抗浮力不夠時，施工期的盾構(gòu)抗浮一般是 采取臨時措施，通過隧道內(nèi)部或地面的臨時壓重等措施解決隧道的抗浮問題。盾構(gòu)隧道運 營期結(jié)構(gòu)全部完成后，在長期運營過程中由于地下水位變化，隧道的上浮力也是變化的，當(dāng) 隧道的局部覆土較淺時，會導(dǎo)致隧道不滿足抗浮穩(wěn)定性要求。引起盾構(gòu)隧道覆土較淺的情 況有以下幾種：
[0008] (1)受建設(shè)條件限制，如盾構(gòu)隧道穿越道路、水溝等情況；
[0009] (2)隧道穿越如長江等河道，為防洪需要，要求盾構(gòu)工作井與堤防留有足夠的距 離；
[0010] (3)大直徑盾構(gòu)隧道的每延米造價低于明挖深基坑，為節(jié)省工程投資延長盾構(gòu)隧 道長度。
[0011] 針對盾構(gòu)隧道淺覆土的情況，為了滿足盾構(gòu)隧道長期運營過程中的抗浮穩(wěn)定性安 全要求，需要采取其它輔助抗浮措施。目前，較為常用的抗浮措施有：
[0012] (1)地面堆載壓重，該抗浮措施在長期運營過程中受地面條件限制一般難以實 現(xiàn)；
[0013] (2)利用盾構(gòu)隧道內(nèi)的無用空間填充混凝土或其它配重材料，增加隧道自重，但由 于盾構(gòu)隧道的內(nèi)部空間是有限的，因此隧道內(nèi)增加的配重也不一定能完全克服上浮力的增 加，某些情況下仍無法滿足抗浮穩(wěn)定性安全要求；
[0014] (3)在整個盾構(gòu)隧道的上方加設(shè)門式框架結(jié)構(gòu)，增加隧道壓重，該抗浮措施的工程 量較大，成本較高；
[0015] (4)盾構(gòu)隧道內(nèi)部結(jié)構(gòu)上開孔，設(shè)置小型抗拔粧或抗浮錨桿，并安裝防水裝置，該 抗浮措施能夠增加的抗浮力較小，不能完全滿足抗浮穩(wěn)定性安全要求。
[0016] 因此，現(xiàn)有的幾種抗浮措施在實際施工時均存在各自的問題，無法滿足實際施工 需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 本發(fā)明的目的是為了克服上述【背景技術(shù)】的不足，提供一種能完全滿足抗浮穩(wěn)定性 要求且成本低的盾構(gòu)隧道連續(xù)梁式抗浮結(jié)構(gòu)。
[0018] 為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供的一種盾構(gòu)隧道連續(xù)梁式抗浮結(jié)構(gòu)，包括沿盾構(gòu) 隧道縱向間隔布置的若干個承臺，所有所述承臺均橫向設(shè)置在所述盾構(gòu)隧道的上方，每個 所述承臺的下方分別設(shè)有用于固定的抗拔粧，所述承臺下表面與所述盾構(gòu)隧道的頂部上表 面之間設(shè)有用于將所述承臺、所述抗拔粧和所述盾構(gòu)隧道連成一體的地層加固層。通過沿 盾構(gòu)隧道縱向每隔一定距離布置承臺和抗拔粧，并對承臺底面至盾構(gòu)隧道拱部的高壓縮性 地層進行加固（即地層加固層），使得盾構(gòu)隧道、地層加固層、抗拔粧和承臺共同形成連續(xù) 梁式的整體抗浮結(jié)構(gòu)，這樣，承臺之間的盾構(gòu)隧道襯砌結(jié)構(gòu)在上浮力作用下允許一定的向 上變形，從而充分利用了盾構(gòu)隧道本身的縱向抗彎、抗剪能力，再加上承臺和抗拔粧本身的 抗浮能力，使得本抗浮結(jié)構(gòu)很容易地就能滿足盾構(gòu)隧道的抗浮穩(wěn)定性要求；并且，由于加設(shè) 地層加固層本身自重也較大，所以加設(shè)地層加固層還能起到一定的抗浮作用；同時，由于本 抗浮結(jié)構(gòu)是沿盾構(gòu)隧道分段設(shè)置承臺和抗拔粧，所以本抗浮措施的工程量大為降低，從而 大大地降低了成本；而且，承臺和抗拔粧設(shè)置的位置還可結(jié)合地面條件確定，進而減少了施 工對周邊環(huán)境的影響。
[0019] 在上述方案中，相鄰兩所述承臺的橫向中心線之間的間距D為20~40m。
[0020] 在上述方案中，所有所述承臺中距離所述盾構(gòu)隧道端頭處的工作井或站臺最近的 一個的橫向中心線與所述工作井或站臺的橫向中心線之間的間距也為D。
[0021] 在上述方案中，所有所述承臺的橫向中心線與所述盾構(gòu)隧道的中心軸線所在的豎 直平面垂直。通過將承臺的橫向中心線設(shè)計成與盾構(gòu)隧道的中心軸線所在的豎直平面垂 直，這樣，承臺與盾構(gòu)隧道之間能更好、更直接地發(fā)生力的傳遞，從而能更直接、更好的發(fā)揮 本結(jié)構(gòu)的抗浮能力。
[0022] 在上述方案中，所述盾構(gòu)隧道為雙向隧道，同一所述承臺的下方分別設(shè)有三組所 述抗拔粧，三組所述抗拔粧分別布置在所述雙向隧道的兩側(cè)和中間，每組所述抗拔粧中抗 拔粧的數(shù)量為2，每組所述抗拔粧中抗拔粧也沿所述盾構(gòu)隧道縱向間隔布置。
[0023] 在上述方案中，所述地層加固層上表面與所述承臺下表面之間設(shè)有用于找平的墊 層。
[0024] 在上述方案中，所述抗拔粧與所述盾構(gòu)隧道之間的距離d為1~2m。通過將抗拔 粧與盾構(gòu)隧道之間的距離d設(shè)計在1~2m之間，以盡量使抗拔粧靠近盾構(gòu)隧道，這樣，能減 小承臺和地層加固層的尺寸，從而更進一步地減小施工量。
[0025] 在上述方案中，所述抗拔粧頂端內(nèi)的鋼筋錨入所述承臺中。通過將抗拔粧頂端內(nèi) 的鋼筋錨入承臺中，這樣抗拔粧能與承臺形成一個整體，從而保證了本結(jié)構(gòu)的強度，也有利 于提高本結(jié)構(gòu)的抗浮能力。
[0026] 在上述方案中，所述抗拔粧下部的直徑大于上部的直徑。通過將抗拔粧下部的直 徑設(shè)計成比上部的直徑大，這樣能提高抗拔粧的固定效果，從而更進一步地提高了本結(jié)構(gòu) 的抗浮能力。
[0027] 在上述方案中，所述地層加固層的強度為1~2MPa。通過將地層加固層的強度設(shè) 計在1~2MPa，使地層加固層不易變形，這樣，能控制盾構(gòu)隧道的上浮變形量，從而進一步 地提高了本結(jié)構(gòu)的抗浮能力。
[0028] 在上述方案中，所述抗拔粧為旋噴粧或攪拌粧。通過選用旋噴粧或攪拌粧，這樣能 提高抗拔粧的強度，從而更進一步地提高本結(jié)構(gòu)的抗浮能力。
[0029] 本發(fā)明提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是：
[0030] 1、通過沿盾構(gòu)隧道縱向每隔一定距離布置承臺和抗拔粧，并對承臺底面至盾構(gòu)隧 道拱部的高壓縮性地層進行加固（即地層加固層），使得盾構(gòu)隧道、地層加固層、抗拔粧和 承臺共同形成連續(xù)梁式的整體抗浮結(jié)構(gòu)，這樣，承臺之間的盾構(gòu)隧道襯砌結(jié)構(gòu)在上浮力作 用下允許一定的向上變形，從而充分利用了盾構(gòu)隧道本身的縱向抗彎、抗剪能力，再加上承 臺和抗拔粧本身的抗浮能力，使得本抗浮結(jié)構(gòu)很容易地就能滿足盾構(gòu)隧道的抗浮穩(wěn)定性要 求；
[0031] 2、由于加設(shè)地層加固層本身自重也較大，所以加設(shè)地層加固層還能起到一定的抗 浮作用；
[0032] 3、由于本抗浮結(jié)構(gòu)是沿盾構(gòu)隧道分段設(shè)置承臺和抗拔粧，所以本抗浮措施的工程 量大為降低，從而大大地降低了成本；
[0033] 4、通過將地層加固層的強度設(shè)計在1~2MPa，使地層加固層不易變形，這樣，能控 制盾構(gòu)隧道的上浮變形量，從而進一步地提高了本結(jié)構(gòu)的抗浮能力；
[0034] 5、通過將承臺的橫向中心線設(shè)計成與盾構(gòu)隧道的中心軸線所在的豎直平面垂直， 這樣，承臺與盾構(gòu)隧道之間能更好、更直接地發(fā)生力的傳遞，從而能更直接、更好的發(fā)揮本 結(jié)構(gòu)的抗浮能力；
[0035] 6、通過將抗拔粧頂端內(nèi)的鋼筋錨入承臺中，這樣抗拔粧能與承臺形成一個整體， 從而保證了本結(jié)構(gòu)的強度，也有利于提高本結(jié)構(gòu)的抗浮能力；
[0036] 7、通過將抗拔粧下部的直徑設(shè)計成比上部的直徑大，這樣能提高抗拔粧的固定效 果，從而更進一步地提高了本結(jié)構(gòu)的抗浮能力；
[0037] 8、通過將抗拔粧與盾構(gòu)隧道之間的距離d設(shè)計在1~2m之間，以盡量使抗拔粧靠 近盾構(gòu)隧道，這樣，能減小承臺和地層加固層的尺寸，從而更進一步地減小施工量；
[0038] 9、承臺和抗拔粧設(shè)置的位置還可結(jié)合地面條件確定，進而減少了施工對周邊環(huán)境 的影響；
[0039] 10、通過選用旋噴粧或攪拌粧，這樣能提高抗拔粧的強度，從而更進一步地提高本 結(jié)構(gòu)的抗浮能力。
[0040] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對比，充分顯示其優(yōu)越性在于：能完全滿足抗浮穩(wěn)定性要求、結(jié) 構(gòu)簡單、造價低且施工對周邊環(huán)境的影響小等。
【附圖說明】
[0041] 圖1是本發(fā)明的一視角結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042] 圖2是本發(fā)明的另一視角結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043] 圖3是沿圖2中A-A線的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0044] 圖中，工作井或站臺1，盾構(gòu)隧道2,承臺3,抗拔粧4,地層加固層5,墊層6。
【具體實施方式】
[0045] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方 式作進一步地詳細描述。
[0046] 實施例：如圖1所示，本實施例提供的一種盾構(gòu)隧道連續(xù)梁式抗浮結(jié)構(gòu)，包括沿盾 構(gòu)隧道2縱向間隔布置的若干個承臺3,所有所述承臺3均橫向設(shè)置在所述盾構(gòu)隧道2的上 方，且所有所述承臺3的橫向中心線與所述盾構(gòu)隧道2的中心軸線所在的豎直平面垂直；每 個所述承臺3的下方分別設(shè)有若干組用于固定的抗拔粧4,同一所述承臺3下方的抗拔粧4 的組數(shù)為所述盾構(gòu)隧道2的總數(shù)加1，同一所述承臺3下方的所有組抗拔粧4分別對應(yīng)布置 在所述盾構(gòu)隧道2的兩側(cè)，且相鄰兩所述盾構(gòu)隧道2共用一組抗拔粧4,每組抗拔粧4中抗 拔粧4的數(shù)量至少為1，且每組抗拔粧4中的抗拔粧4也沿所述盾構(gòu)隧道2縱向間隔布置，