一種城市地鐵上下區(qū)間重疊盾構(gòu)隧道的襯砌管片結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及土木工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種城市地鐵上下區(qū)間重疊盾構(gòu)隧道的襯砌管片結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]21世紀以來，我國迎來了地鐵空前的建設(shè)高潮，截止2011年底，中國內(nèi)地已通行的城市有14個，共計1688km。經(jīng)過100多年來不斷的改進，盾構(gòu)工法以其對環(huán)境影響小、施工占地少、征地拆迀少、經(jīng)濟性好、施工安全性好、地層適應(yīng)性好等優(yōu)點，成為地鐵區(qū)間隧道建設(shè)中首選的工法。
[0003]早期的地鐵建設(shè)，左右線區(qū)間隧道按照分離式布置，凈距大于I倍洞徑，施工過程及運營階段兩者相互影響較小，無需采取特殊工程措施。隨著線網(wǎng)規(guī)模的不斷擴容及既有周邊環(huán)境的制約，區(qū)間隧道出現(xiàn)了十字形交叉以及左右線上下平行重疊的區(qū)間隧道相繼出現(xiàn)，如杭州地鐵在I號線西湖文化廣場站?艮山門站盾構(gòu)區(qū)間采用90.495米長重疊隧道出文化廣場站、深圳地鐵7號線的華新站?黃木崗區(qū)間、筍崗站?洪湖站區(qū)間以及紅嶺北?筍崗區(qū)間采用重疊盾構(gòu)隧道形式對建構(gòu)筑物進行避讓或適應(yīng)車站形式。
[0004]因此，進行上下區(qū)間重疊盾構(gòu)隧道修建相關(guān)技術(shù)的研宄工作具有重要意義，特別是解決管片結(jié)構(gòu)本身的特殊設(shè)計問題。管片結(jié)構(gòu)用于城市地鐵V級和VI級地層、上下重疊區(qū)間隧道間距2m?3m，并采用先下后上的盾構(gòu)掘進順序，為上下重疊復(fù)雜線形條件下城市地鐵區(qū)間盾構(gòu)隧道襯砌管片結(jié)構(gòu)提供了技術(shù)保證，且重疊區(qū)間隧道可較好地解決周邊環(huán)境制約、道路紅線狹窄、線網(wǎng)運營換乘功能需求等問題。
[0005]根據(jù)專利檢索結(jié)果，目前有關(guān)上下區(qū)間重疊盾構(gòu)隧道修建及管片結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)依然十分局限，僅有盾構(gòu)掘進順序、下隧道內(nèi)可移動式輪式臺車支撐系統(tǒng)及盾構(gòu)管片背后注漿工藝。為了解決城市地鐵區(qū)間隧道受周邊環(huán)境制約、道路紅線狹窄、線網(wǎng)運營換乘功能需求等導(dǎo)致的上下區(qū)間隧道重疊問題，關(guān)于城市地鐵上下區(qū)間重疊盾構(gòu)隧道襯砌管片結(jié)構(gòu)的設(shè)計及研宄是十分必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對目前我國城市地鐵區(qū)間隧道受周邊環(huán)境制約、道路紅線狹窄、線網(wǎng)運營換乘功能需求等導(dǎo)致的上下區(qū)間隧道重疊問題，本發(fā)明提供了一種城市地鐵上下區(qū)間重疊盾構(gòu)隧道的襯砌管片結(jié)構(gòu)，能夠滿足施工和運營期間各種荷載作用下結(jié)構(gòu)安全和變形以及注漿同步均勻性、隧道使用的防水性能和耐久性。
[0007]一種城市地鐵上下區(qū)間重疊盾構(gòu)隧道的襯砌管片結(jié)構(gòu)，包括:由多環(huán)管片沿縱向拼裝而成的上行盾構(gòu)隧道管片結(jié)構(gòu)和下行盾構(gòu)隧道管片結(jié)構(gòu)；
[0008]每一環(huán)管片由三個標準塊、兩個鄰接塊和一個封頂塊沿環(huán)向拼裝組成；其中，下半環(huán)由三個標準塊拼裝而成，所述的封頂塊設(shè)于兩個鄰接塊之間且通過兩個鄰接塊與下半環(huán)的標準塊對應(yīng)銜接以組成上半環(huán)；
[0009]對于上行盾構(gòu)隧道管片結(jié)構(gòu)，其管片的標準塊、鄰接塊和封頂塊上均僅設(shè)有一個吊裝孔；
[0010]對于下行盾構(gòu)隧道管片結(jié)構(gòu)，其管片的標準塊上設(shè)有三個吊裝孔，鄰接塊上設(shè)有一個吊裝孔和兩個注漿孔，封頂塊上設(shè)有一個吊裝孔；
[0011]所述的上行盾構(gòu)隧道管片結(jié)構(gòu)和下行盾構(gòu)隧道管片結(jié)構(gòu)均采用兩環(huán)一組的錯縫拼裝方式。
[0012]所述的標準塊上吊裝孔的孔間角度為22.5° ;所述的鄰接塊上的吊裝孔靠中間設(shè)置，兩個注漿孔分別設(shè)于鄰接塊兩端。
[0013]所述的吊裝孔的直徑為50mm，注楽孔的直徑為100mm。
[0014]所述的吊裝孔兼作注漿孔。
[0015]對于任一環(huán)管片，其中標準塊的中心角為67.5°，鄰接塊的中心角為68.75°，封頂塊的中心角為20°。
[0016]對于任一環(huán)管片，其環(huán)向以及縱向均采用螺栓連接。
[0017]所述的管片環(huán)向每一接縫處布置兩個螺栓，縱向共布置16個螺栓，其中封頂塊設(shè)一個，每個鄰接塊及標準塊均設(shè)三個。
[0018]優(yōu)選地，所述的下行盾構(gòu)隧道管片結(jié)構(gòu)的管片采用加強配筋設(shè)計且其中螺栓采用M36型，上行盾構(gòu)隧道管片結(jié)構(gòu)的管片采用M30型的螺栓；以滿足在上行隧道盾構(gòu)掘進過程中因盾構(gòu)機重量等荷載作用下，下行隧道管片結(jié)構(gòu)受力安全問題。
[0019]優(yōu)選地，關(guān)于兩環(huán)一組的錯縫拼裝方式，其中一環(huán)管片的封頂塊從拱頂正上方左偏轉(zhuǎn)11.25°，另一環(huán)管片的封頂塊則從拱頂正上方右偏轉(zhuǎn)11.25°，能夠提高下行隧道管片結(jié)構(gòu)的整體抗彎剛度。
[0020]對于上下區(qū)間重疊盾構(gòu)隧道，中間地層僅2?3m，受上下隧道盾構(gòu)掘進擾動大、承載能力低，特別是當上行隧道盾構(gòu)掘進時其機體自重荷載對其壓縮作用明顯，從而傳遞到下隧道管片結(jié)構(gòu)上，引起安全問題，需從先行隧道內(nèi)進行中間夾層注漿加固處理，因而必須對下行隧道管片結(jié)構(gòu)進行特殊設(shè)計。本發(fā)明的重要特點是對于采用先下后上盾構(gòu)施工順序的城市地鐵上下區(qū)間重疊隧道下行隧道管片結(jié)構(gòu)進行了特殊設(shè)計，主要表現(xiàn)在以下四個方面:
[0021](I)為了滿足下行隧道襯砌在上行隧道盾構(gòu)掘進過程中因盾構(gòu)機重量等荷載作用下結(jié)構(gòu)受力安全問題，下行隧道管片結(jié)構(gòu)采用加強配筋設(shè)計，鋼筋配筋率提高了 30%，螺栓提高一個等級改用M36型。
[0022](2)從拼裝方式上來提高下行隧道管片結(jié)構(gòu)的整體抗彎剛度，采用了兩環(huán)一組的錯縫拼裝方式，即第一環(huán)管片封頂塊從拱頂正上方左偏轉(zhuǎn)11.25。、第二環(huán)管片封頂塊則從拱頂正上方右偏轉(zhuǎn)11.25°。
[0023](3)下行隧道管片結(jié)構(gòu)注漿孔由6個增加到16個，滿足隧道周圍地層注漿間距縱向1.2m、環(huán)向1.217m，從而實現(xiàn)下行隧道周圍地層縱向和環(huán)向均勻注漿，達到加固穩(wěn)定下行隧道效果。
[0024](4)下行隧道襯砌管片結(jié)構(gòu)每個鄰接塊兩端皆設(shè)置了 I個直徑10mm的注漿孔，因孔直徑的增大，可以進行上下隧道間夾層不同方向的注漿加固，從而實現(xiàn)上下隧道間夾層的有效加固。
[0025]因此，本發(fā)明管片結(jié)構(gòu)能夠滿足施工中盾構(gòu)機重量、盾構(gòu)機施加的壓力和地層開挖應(yīng)力釋放等施工荷載和運營期間的水土壓力和地鐵列車荷載作用下結(jié)構(gòu)安全和變形，同時滿足管片結(jié)構(gòu)壁后二次注漿和上下重疊隧道間夾層的同步均勻注漿施工性能，最后滿足隧道使用的防水性能和耐久性。該管片結(jié)構(gòu)能用于城市地鐵V級和VI級地層、上下重疊區(qū)間隧道間距2m?3m，并采用先下后上的盾構(gòu)掘進順序，為上下重疊復(fù)雜線形條件下城市地鐵區(qū)間盾構(gòu)隧道襯砌管片結(jié)構(gòu)提供了技術(shù)保證，且重疊區(qū)間隧道可較好地解決周邊環(huán)境制約、道路紅線狹窄、線網(wǎng)運營換乘功能需求等問題而被廣泛應(yīng)用。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明管片結(jié)構(gòu)的分塊示意圖。
[0027]圖2(a)為本發(fā)明管片結(jié)構(gòu)的第一環(huán)管片錯縫拼裝示意圖。
[0028]圖2(b)為本發(fā)明管片結(jié)構(gòu)的第二環(huán)管片錯縫拼裝示意圖。
[0029]圖3(a)為本發(fā)明上行盾構(gòu)隧道管片結(jié)構(gòu)注漿孔和吊裝孔布置示意圖。
[0030]圖3(b)為本發(fā)明下行盾構(gòu)隧道管片結(jié)構(gòu)注漿孔和吊裝孔布置示意圖。
【具體實施方式】
[0031]為了更為具體地描述本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及【具體實施方式】對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明。
[0032]本實施例的區(qū)間盾構(gòu)隧道的建筑限界所需直徑為5200_，另外，考慮盾構(gòu)隧道施工時將要發(fā)生的施工誤差、結(jié)構(gòu)變形、隧道沉降以及測量誤差等，在隧道周邊預(yù)留150_，即隧道管片內(nèi)凈空為5500mm。
[0033]本實施方式采用預(yù)制鋼筋混凝土平板型管片結(jié)構(gòu)，幅寬1200mm，厚度為350mm ；如圖1所示，每一環(huán)管片分為6塊，即3塊標準塊(中心角67.5° )，2塊鄰接塊(中心角68.75。)，一塊封頂塊(中心角20。)。
[0034]管片之間采用彎螺栓連接，環(huán)向每接縫有2個螺栓共12個，縱向共設(shè)16個螺栓(封頂塊I個、標準塊和鄰接塊每塊3個)。