本實用新型涉及地下工程技術領域，特別涉及一種減振隔震可適應的盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)。

背景技術：

隨著我國城市建設的發(fā)展和公共交通壓力的增大，城市地鐵網(wǎng)絡越來越密集，地鐵區(qū)間隧道多采用盾構(gòu)隧道管片結(jié)構(gòu)。目前，現(xiàn)有的地鐵盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)主要存在以下三個方面的問題：

第一，地鐵盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)難以隔絕內(nèi)部列車行駛中產(chǎn)生的振動，這種振動對周邊居民造成生活上的影響。目前，盾構(gòu)法地鐵隧道施工中，通常采用的減振降噪方法為減振扣件、梯形軌枕、橡膠減振器、鋼彈簧浮制板等手段。然而，這些減振手段施工工藝因距離輪軌較近會造成嚴重的波磨現(xiàn)象，使鋼軌嚴重變形，對地鐵的行車安全造成隱患。可見，一種有效的減振手段需要避免鋼軌發(fā)生波磨現(xiàn)象。

第二，地鐵盾構(gòu)隧道屬于柔性的預制結(jié)構(gòu)，在地震作用下隨周圍土體共同變形，地震作用下產(chǎn)生的隧道震動將直接影響內(nèi)部的列車運營安全，地震后隧道發(fā)生的永久變形也難以修復。目前，國內(nèi)外盾構(gòu)隧道抗震方法和措施主要是對沿線軟弱地層進行地基加固，通過加強隧道周圍土體剛度和強度，減少盾構(gòu)隧道的地震響應（盾構(gòu)隧道的地震位移量），這種方法和措施的明顯缺點是地震響應很難完全消除，當?shù)卣痦憫^大時，隧道結(jié)構(gòu)就不能滿足安全和耐久性的要求。且當?shù)罔F運營時發(fā)生地震，剛度較大的做法不利于隔斷地震作用，容易使內(nèi)部行駛的列車發(fā)生事故?？梢姡軜?gòu)隧道宜采取隔震的方法抵抗地震作用，并在盾構(gòu)隧道發(fā)生永久位移后，容易進行修復。

第三，由于地質(zhì)的復雜性、地面沉降、列車振動荷載和鄰近地鐵的工程建設日益增多等諸多原因，地鐵盾構(gòu)隧道極易發(fā)生位移，輕則影響地鐵運營時速及乘坐舒適性，重則導致地鐵線路中斷。目前，針對地鐵盾構(gòu)隧道的位移控制，多采用外部保護措施，雖然的鄰近工程建設時保護措施較多，但仍有一些采取足夠保護措施仍未能有效控制鄰近盾構(gòu)隧道變形的案例；另一方面，對于已運營且變形過大的地鐵盾構(gòu)隧道，雖然有個別外部糾偏方法應用，但尚未出現(xiàn)有效糾偏的成功案例?？梢?，采用外部措施對地鐵盾構(gòu)隧道進行保護及糾偏加固，難以徹底解決地鐵盾構(gòu)隧道的變形過大問題，且工程成本極高。因此，為解決地鐵盾構(gòu)隧道位移和變形過大問題，可以采取增強盾構(gòu)隧道抵抗能力和適應性的方法，以保證地鐵隧道內(nèi)道床和軌道的位移不變，保證地鐵運營安全和舒適。

綜上所述，針對地鐵盾構(gòu)隧道列車振動荷載、長期變形和抗震問題，尚未存在可以綜合、有效、系統(tǒng)解決減振隔震抗外部影響問題的可適應盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術問題是：針對上述存在的問題，提供一種減振隔震可適應的盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)。

本實用新型解決技術問題所采用的技術方案是：

一種減振隔震可適應的盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)，包括外管片和內(nèi)管環(huán)，所述內(nèi)管環(huán)的外側(cè)設有加肋環(huán)，所述外管片的內(nèi)壁設有彈簧阻尼器，所述內(nèi)管環(huán)支撐在所述彈簧阻尼器上，所述盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)還包括整體道床，所述整體道床支撐在所述內(nèi)管環(huán)的內(nèi)壁上。

外管片主要承受隧道外側(cè)壓力，在內(nèi)側(cè)適當位置預留螺栓孔，用于連接調(diào)節(jié)彈簧阻尼器；所述彈簧阻尼器（分調(diào)節(jié)型和普通型）是設置在外管片和內(nèi)管環(huán)之間的構(gòu)件。調(diào)節(jié)型彈簧阻尼器可通過螺栓調(diào)節(jié)彈簧阻尼器長度，內(nèi)部設高強度彈簧和彈簧阻尼器，正常情況下為固定長度，作用是支撐內(nèi)管環(huán)和減振隔震，當外管片變形和位移較大時，通過調(diào)節(jié)彈簧阻尼器長度，實現(xiàn)內(nèi)管環(huán)位移的調(diào)節(jié)，以使整體道床的位置保持不變，普通型彈簧阻尼器是長度不可調(diào)節(jié)的彈簧阻尼器。

內(nèi)管環(huán)支撐在可調(diào)節(jié)長度的彈簧阻尼器上，對內(nèi)部整體道床、設備、軌道及列車等起到支撐作用，主要承受隧道的內(nèi)部荷載。

整體道床支撐在內(nèi)管環(huán)上，對上部鋼軌起位移控制及支撐的作用。

較佳的，所述外管片為預制鋼筋混凝土管片，所述外管片內(nèi)壁的適當位置上設有預留螺栓孔，用于固定彈簧阻尼器。

進一步地，本實用新型專利中，所述彈簧阻尼器支撐于外管片和內(nèi)管環(huán)之間，所述彈簧阻尼器包括調(diào)節(jié)型彈簧阻尼器和普通型彈簧阻尼器，所述調(diào)節(jié)型彈簧阻尼器通過調(diào)節(jié)螺栓固定，所述調(diào)節(jié)螺栓的螺紋一側(cè)連接有彈簧阻尼器，所述調(diào)節(jié)螺栓的螺栓頭一側(cè)固定于內(nèi)管環(huán)內(nèi)側(cè)，所述彈簧阻尼器的長度可以通過調(diào)節(jié)螺栓進行調(diào)節(jié)。

更進一步地，所述內(nèi)管環(huán)在對應所述彈簧阻尼器的安裝位置上沿管片長度方向開設長條孔，所述調(diào)節(jié)螺栓穿過所述長條孔與所述彈簧阻尼器連接。

更進一步地，沿隧道長度方向上，每環(huán)隧道底部中間布置一個調(diào)節(jié)型彈簧阻尼器，每環(huán)隧道兩側(cè)位置上分別布置一個調(diào)節(jié)型彈簧阻尼器或一個普通型彈簧阻尼器，每環(huán)隧道距離底部中間30°夾角的兩側(cè)位置上各布置一個普通型彈簧阻尼器。

進一步地，所述調(diào)節(jié)螺栓采用高強度螺栓，所述彈簧阻尼器根據(jù)盾構(gòu)隧道大小及地震反應選擇。

進一步地，所述內(nèi)管環(huán)包括內(nèi)管環(huán)單環(huán)管片，所述內(nèi)環(huán)管單環(huán)觀片的下部寬度與外管片單環(huán)的寬度相同，其上部寬度為外管片單環(huán)寬度的1/2。

進一步地，內(nèi)管環(huán)上在調(diào)節(jié)彈簧阻尼器的位置開長條孔，所述長條孔的寬度100mm，長700mm。

進一步地，內(nèi)管環(huán)外側(cè)沿長條孔兩邊設置加肋環(huán)，加肋環(huán)的寬度50mm，高度100mm。

進一步地，所述整體道床沿隧道縱向為整體預應力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；所述整體道床在內(nèi)管環(huán)底部長條孔位置預留孔洞，便于后期透過道床上預留孔洞通過調(diào)節(jié)螺栓對調(diào)節(jié)型彈簧阻尼器的長度進行調(diào)節(jié)。

本實用新型的有益效果是：本實用新型公開一種減振隔震可適應的盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)，該盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)采用雙層襯砌，雙層襯砌之間通過調(diào)節(jié)彈簧阻尼器支撐，調(diào)節(jié)彈簧阻尼器一方面起到減振隔震的作用，可以很好的減少列車振動對外部環(huán)境的影響，也可以在地震時，很好的隔斷外管片的地震響應，保證內(nèi)部列車運營的安全；另一方面，通過調(diào)節(jié)螺栓可以調(diào)整雙層襯砌之間的相對位置，在外環(huán)襯砌變形和位移過大時，內(nèi)環(huán)襯砌、整體道床和軌道能夠保持在設計位置。通過本實用新型所述的減振隔震可適應的盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)，可以有效保證在盾構(gòu)隧道全生命周期地鐵列車運營的時效性、舒適性和安全性，綜合系統(tǒng)地解決地鐵盾構(gòu)隧道列車振動荷載、長期變形和抗震引起的相關運營、安全等問題，對地鐵全生命周期的安全舒適時效運營具有重要意義。

附圖說明

圖1為本實用新型的橫剖面示意圖。

圖2為本實用新型的縱剖面示意圖。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清晰，以下參照附圖并舉實例，對本實用新型進一步詳細說明。

本實例提供一種減振隔震可適應的盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)，圖中箭頭為盾構(gòu)推進方向。

圖1為本實用新型的橫剖面示意圖，圖2為本實用新型的縱剖面示意圖。如圖1和圖2所示，本實用新型主要包含的結(jié)構(gòu)構(gòu)件及作用如下：

外管片1：主要承受隧道外側(cè)壓力，在內(nèi)側(cè)適當位置預留螺栓孔，用于連接調(diào)節(jié)彈簧阻尼器；

彈簧阻尼器：包括調(diào)節(jié)型彈簧阻尼器21和普通型彈簧阻尼器22），彈簧阻尼器為設置在外管片和內(nèi)管環(huán)之間的構(gòu)件。調(diào)節(jié)型彈簧阻尼器21可通過螺栓調(diào)節(jié)彈簧阻尼器長度，內(nèi)部設高強度彈簧和阻尼器，正常情況下為固定長度，作用是支撐內(nèi)管環(huán)和減振隔震，當外管片變形和位移較大時，通過調(diào)節(jié)彈簧阻尼器長度，實現(xiàn)內(nèi)管環(huán)位移的調(diào)節(jié)，以使整體道床的位置保持不變。

內(nèi)管環(huán)3：支撐在調(diào)節(jié)型彈簧阻尼器21上，對整體道床4、設備、軌道及列車等起到支撐作用，主要承受隧道的內(nèi)部荷載。

整體道床4：整體道床4支撐在內(nèi)管環(huán)3上，對上部鋼軌起位移控制及支撐的作用。

外管片1為預制鋼筋混凝土管片，外管片1內(nèi)側(cè)在恰當位置預留螺栓孔6，用于固定彈簧阻尼器。外管片1的厚度為350mm，外徑為3600mm，內(nèi)徑為3250mm。

內(nèi)管環(huán)3的外壁設有加肋環(huán)5，每環(huán)加肋環(huán)寬度50mm，高度100mm。

彈簧阻尼器支撐于外管片和內(nèi)管環(huán)之間，可分為21調(diào)節(jié)彈簧阻尼器和22（普通）彈簧阻尼器：

調(diào)節(jié)型彈簧阻尼器21通過調(diào)節(jié)螺栓23固定，調(diào)節(jié)螺栓23的螺紋一側(cè)連接彈簧阻尼器，其螺栓頭一側(cè)固定于內(nèi)管環(huán)3內(nèi)側(cè)，調(diào)節(jié)型彈簧阻尼器21的長度可以通過調(diào)節(jié)螺栓23進行調(diào)節(jié)。特別地，內(nèi)管環(huán)3上沿管片長度方向布置的長條孔31（如圖2所示），調(diào)節(jié)型彈簧阻尼器21的調(diào)節(jié)螺栓23穿過內(nèi)管環(huán)3的長條孔31進行固定。

沿隧道橫向方向，每環(huán)隧道底部中間布置21調(diào)節(jié)彈簧阻尼器1個，隧道兩端位置其中一側(cè)布置21調(diào)節(jié)彈簧阻尼器各1個，另一側(cè)布置22彈簧阻尼器1個，隧道底部中間兩側(cè)30°位置布置22彈簧阻尼器共2個；

調(diào)節(jié)螺栓23采用高強度螺栓，彈簧阻尼器需針對盾構(gòu)隧道大小及地震反應選擇。

內(nèi)管環(huán)3的主要結(jié)構(gòu)組成及建議尺寸如下：內(nèi)管環(huán)3的單環(huán)管片下部寬度與外管片1單環(huán)的寬度相同，其上部寬度為外管片1單環(huán)寬度的1/2。長條孔31的寬度100mm，長700mm。

整體道床4的主要結(jié)構(gòu)特點如下：整體道床4沿隧道縱向為整體預應力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；整體道床4在長條孔31位置預留調(diào)節(jié)孔6，便于后期透過道床上的預留調(diào)節(jié)孔6通過調(diào)節(jié)螺栓23對調(diào)節(jié)型彈簧阻尼器21的長度進行調(diào)節(jié)。

綜上，通過本實用新型所述的減振隔震可適應的盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)，可以有效保證在盾構(gòu)隧道全生命周期地鐵列車運營的時效性、舒適性和安全性，綜合系統(tǒng)地解決地鐵盾構(gòu)隧道列車振動荷載、長期變形和抗震引起的相關運營、安全等問題，對地鐵全生命周期的安全舒適時效運營具有重要意義。