一種地底隧道抗浮結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及隧道施工技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種地底隧道抗浮結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，隨著城市化的發(fā)展，地面交通日益變得擁擠，地鐵隧道應(yīng)運(yùn)而生。當(dāng)隧道埋 深較淺，或在已有隧道上部開挖卸載時(shí)，隧道依靠上覆土重及自身管片重量不能滿足抗浮 要求，隧道會(huì)面臨上浮的威脅，隧道的上浮會(huì)影響隧道管片的拼裝，同時(shí)會(huì)影響管片間的密 封作用，甚至危及隧道安全，因此，隧道的抗浮已成為新型盾構(gòu)施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)。對(duì)于深 埋隧道，隧道上方的覆土自身重量及自重已能滿足隧道的抗浮要求；但對(duì)于埋深較淺或由 于上方開挖導(dǎo)致卸載的隧道，上覆土重及管片自重小于隧道所受上浮力，隧道不能滿足抗 浮要求，所以，必須通過(guò)設(shè)置額外的結(jié)構(gòu)措施來(lái)增加隧道的抗浮能力，從而，使其滿足抗浮 要求。
[0003] 錨桿作為深入地層的受拉構(gòu)件，它一端與工程構(gòu)筑物連接，另一端深入地層中，整 根錨桿分為自由段和錨固段，自由段是指將錨桿頭處的拉力傳至錨固體的區(qū)域，其功能是 對(duì)錨桿施加預(yù)應(yīng)力；錨固段是指水泥漿體將預(yù)應(yīng)力筋與土層粘結(jié)的區(qū)域，其功能是將錨固 體與土層的粘結(jié)摩擦作用增大，增加錨固體的承壓作用，將自由段的拉力傳至土體深處。
[0004] 通常為解決由于淺埋或上部卸載而導(dǎo)致隧道結(jié)構(gòu)不能滿足抗浮要求的問(wèn)題，提出 了在隧道管片內(nèi)表面開設(shè)固定孔及在孔中設(shè)置抗浮錨桿結(jié)構(gòu)的方法。但很多已建成隧道為 了防止管片結(jié)構(gòu)受到破壞，是絕不允許在其內(nèi)部開設(shè)孔洞的，另外，在隧道管片下部開設(shè)固 定孔會(huì)導(dǎo)致隧道密閉不嚴(yán)，甚至?xí)霈F(xiàn)滲水漏泥的現(xiàn)象，從而使隧道不能滿足防水要求，此 外，開孔不僅會(huì)在一定程度上導(dǎo)致應(yīng)力集中，對(duì)隧道的受力不利，還會(huì)在一定程度上削弱隧 道管片的強(qiáng)度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種隧道抗浮結(jié)構(gòu)，用于在不對(duì)所述地底隧道造成損壞的 基礎(chǔ)上為所述地底隧道提供抗浮力。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供了如下技術(shù)方案：
[0007] -種地底隧道抗浮結(jié)構(gòu)，包括：多個(gè)按預(yù)設(shè)間距分布的抗浮單元，所述抗浮單元包 括：
[0008] 設(shè)置在地底隧道水平方向上的一側(cè)的抗拔粧；
[0009] 錨索，所述錨索的錨固段設(shè)置在所述地底隧道水平方向上的另一側(cè)并采用注漿體 澆筑在錨索孔內(nèi)，所述固定段的端頭處設(shè)置有固定臺(tái)座，所述錨索的自由段跨過(guò)所述地底 隧道與所述抗拔粧固定相連，用于向所述地底隧道提供向下的應(yīng)力。
[0010] 優(yōu)選的，所述地底隧道抗浮結(jié)構(gòu)中，所述錨索的錨固段長(zhǎng)度滿足條件：l2 = max{Lml, Lm2}，Br^. Lml= FL iK/2 π D τ s sin a , Lm2= FL iK/2 π nD τ w sin a ；
[0011] 其中，所述F為地底隧道各環(huán)單位長(zhǎng)度所受的上浮力與自重的合力；1^為地底隧 道各環(huán)的長(zhǎng)度；K為安全系數(shù)；D為所述錨索孔的直徑；τ s為所述注漿體與所述錨索孔孔壁 間平均粘結(jié)強(qiáng)度；τ w為注漿體受力筋粘結(jié)強(qiáng)度；n為錨索受力筋根數(shù)；α為錨索錨固段與 水平線的夾角。
[0012] 優(yōu)選的，所述地底隧道抗浮結(jié)構(gòu)中，所述錨索錨固段與水平線的夾角不小于45°、 不大于60°。
[0013] 優(yōu)選的，所述地底隧道抗浮結(jié)構(gòu)中，所述抗拔粧的長(zhǎng)度滿足條件： L3^ KF/2JT (D!fs+D2p)；
[0014] 其中，所述K為安全系數(shù)；F為地底隧道各環(huán)單位長(zhǎng)度所受的上浮力與自重的合 力為抗拔粧外徑；D 2為抗拔粧平均直徑；f s為粧土摩擦系數(shù)；P為抗拔粧重度。
[0015] 優(yōu)選的，所述地底隧道抗浮結(jié)構(gòu)中，所述抗浮單元還包括：
[0016] 設(shè)置在所述錨索的自由段上、靠近所述抗拔粧一端的用于檢測(cè)所述自由段張力的 張力傳感器。
[0017] 優(yōu)選的，所述地底隧道抗浮結(jié)構(gòu)中，所述抗浮單元還包括：
[0018] 與所述張力傳感器相連的顯示器。
[0019] 優(yōu)選的，所述地底隧道抗浮結(jié)構(gòu)中，還包括：
[0020] 與所述抗浮單元中的張力傳感器相連的處理器，用于獲取所述張力傳感器輸出的 張力信號(hào)，比較所述張力信號(hào)與預(yù)設(shè)參考信號(hào)的大小，并通過(guò)顯示器顯示比較結(jié)果。
[0021] 優(yōu)選的，所述地底隧道抗浮結(jié)構(gòu)中，所述處理器包括告警單元，用于當(dāng)判斷所述預(yù) 設(shè)參考信號(hào)大于所述張力傳感器輸出的張力信號(hào)時(shí)，通過(guò)顯示器輸出告警信息以及與所述 張力傳感器相匹配的地址信息。
[0022] 優(yōu)選的，所述地底隧道抗浮結(jié)構(gòu)中，所述抗拔粧在距頂部H+L*tan α處設(shè)置有用 于固定所述自由段的開孔，其中，所述Η為地底隧道埋深，L為所述抗拔粧與所述地底隧道 之間的水平距離，α為錨索錨固段與水平線的夾角。
[0023] 優(yōu)選的，所述地底隧道抗浮結(jié)構(gòu)中，所述抗拔粧為PHC管粧。
[0024] 通過(guò)以上方案可知，本發(fā)明實(shí)施例提供的地底隧道抗浮結(jié)構(gòu)，通過(guò)設(shè)置在所述地 底隧道水平兩側(cè)的所述錨索和所述抗拔粧為所述地底隧道提供抗浮力，防止了地底隧道因 管片自重小于管片所受的上浮力而引起的向上移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了在不對(duì)所述地底隧道的管片造 成損壞的前提下，有效防止了所述地底隧道上浮。
【附圖說(shuō)明】
[0025] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0026] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種地底隧道抗浮結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例公開的一種抗浮單元的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0029] 圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例公開的一種地底隧道抗浮結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例公開的一種抗浮單元的結(jié)構(gòu)圖。
[0031] 本發(fā)明實(shí)施例公開了一種地底隧道抗浮結(jié)構(gòu)圖，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的抗浮方案 易使隧道滲水、漏泥、削弱隧道管片的強(qiáng)度的問(wèn)題，參見圖1和圖2,本申請(qǐng)公開的所述地底 隧道抗浮結(jié)構(gòu)包括：
[0032] 多個(gè)按預(yù)設(shè)間距分布的抗浮單元100,其中，所述抗浮單元100與所述地底隧道1 的管片--對(duì)應(yīng)，所述抗浮單元100包括：
[0033] 設(shè)置在地底隧道1水平方向上的一側(cè)的抗拔粧7 ;
[0034] 錨索，所述錨索的錨固段設(shè)置在所述地底隧道1水平方向上的另一側(cè)并采用注漿 體澆筑在錨索孔內(nèi)，所述固定段的端頭處設(shè)置有固定臺(tái)座2,所述錨索的自由段3跨過(guò)所述 地底隧道1與所述抗拔粧7固定相連，用于向所述地底隧道1提供向下的應(yīng)力。
[0035] 當(dāng)應(yīng)用有本申請(qǐng)上述實(shí)施例公開的地底隧道抗浮結(jié)構(gòu)的隧道管片受浮力影響上 浮時(shí)，所述錨索和所述抗拔粧為所述地底隧道提供抗浮力，防止了地底隧道因管片自重小 于管片所受的上浮力而引起的向上移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了在不對(duì)所述地底隧道的管片造成損壞的前 提下，有效防止了所述地底隧道上浮。
[0036] 優(yōu)選的，本申請(qǐng)上述實(shí)施例中公開的錨索為空注漿錨索，所述錨索規(guī)格采用7束 6 X 37+IWS鋼絲繩，所述抗拔粧7采用預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管粧，具體可為PHC管粧。
[0037] 可以理解的是，所述的所述錨索的錨固段能夠提供足夠的抓地力，所述錨固段的 長(zhǎng)度應(yīng)滿足條件：L2= maxlL^ LJ，即本申請(qǐng)上述實(shí)施例公開的所述錨固段的長(zhǎng)度L2 = max{Lml, Lm2}，Br^. Lml= FL iK/2 π D τ s sin a , Lm2= FL iK/2 π nD τ w sin a ；
[0038] 其中，所述F為地底隧道各環(huán)單位長(zhǎng)度所受的上浮力與自重的合力；1^為地底隧 道各環(huán)的長(zhǎng)度；K為安全系數(shù)；D為所述錨索孔的直徑；τ s為所述注漿體與所述錨索孔孔壁 間平均粘結(jié)強(qiáng)度；τ w為注漿體受力筋粘結(jié)強(qiáng)度；