一種單管雙洞矩形盾構(gòu)隧道的襯砌結(jié)構(gòu)及其拼裝方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明屬于盾構(gòu)隧道技術(shù)領域，尤其涉及一種單管雙洞矩形盾構(gòu)隧道的襯砌結(jié)構(gòu)及其拼裝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]盾構(gòu)隧道技術(shù)由于具有對周圍環(huán)境影響小、機械化施工速度快、適于各種埋深、安全性高等特點，在城市建筑密集區(qū)和水下隧道工程中得到廣泛的應用。目前國內(nèi)采用盾構(gòu)法施工的隧道大多采用圓環(huán)形襯砌，此種圓環(huán)形襯砌具有預制拼裝簡單、結(jié)構(gòu)受力好等優(yōu)點；但是圓環(huán)形隧道襯砌結(jié)構(gòu)在內(nèi)部空間利用率上并不高，隧道頂?shù)撞亢蛢蓚?cè)均存在較多未利用區(qū)域，特別在單管雙洞隧道中由于隧道直徑太大，空間利用率更低；圓環(huán)形隧道襯砌為滿足使用階段內(nèi)部空間的限界要求，直徑往往都很大，在地下水浮力的作用下，對上部覆土厚度也有較高要求；從斷面的有效利用率看，矩形隧道斷面比圓形斷面更合理，在有效面積相同的條件下，顯然矩形斷面的外包尺寸比圓環(huán)形隧道外包尺寸要更小，占用地下空間更少，隧道頂覆土厚度要求更小。在地下空間狹窄、隧道覆土較小或者隧道線路受到四周環(huán)境限制的條件下，圓形隧道襯砌適應性差、對于空間的利用率明顯較低。
[0003]為解決隧道襯砌空間利用率問題，矩形隧道在我國得到較大發(fā)展，上海、廣州、寧波、鄭州等城市均有采用矩形頂管掘進機施工的成功案例，但矩形盾構(gòu)隧道案例較少，且僅為單管單洞隧道、斷面尺寸小、長度短。對于類似長度長、斷面尺寸大的單管雙洞矩形隧道，在國內(nèi)研究很少。
[0004]為解決矩形盾構(gòu)隧道受襯砌結(jié)構(gòu)預制拼裝和施工空間限制的問題，目前常見的分塊和拼裝方法為錯縫拼裝和通縫拼裝兩種方式。通縫拼裝對相鄰管片的分塊要求低，因此管片類型少、管片分塊數(shù)量少，但是隧道整體性能較差、防水性能薄弱；錯縫拼裝對相鄰管片的分塊要求高，為了實現(xiàn)隧道轉(zhuǎn)彎，往往需要多種類型的襯砌和分塊，給管片的預制拼裝帶來極大不便，但是錯縫拼裝使得矩形隧道結(jié)構(gòu)受力更合理、防水性能更好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種單管雙洞矩形盾構(gòu)隧道的襯砌結(jié)構(gòu)及其拼裝方法，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的目前拼裝方式不夠完善的問題。
[0006]本發(fā)明所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
一種單管雙洞矩形盾構(gòu)隧道的襯砌結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括F型襯砌環(huán)、R型襯砌環(huán)；所述F型襯砌環(huán)、R型襯砌環(huán)截面呈圓角矩形，F(xiàn)型襯砌環(huán)、R型襯砌環(huán)均包含14個分塊，分別為頂部“T”型塊、頂部塊一、頂部塊二、頂部轉(zhuǎn)角塊一、頂部轉(zhuǎn)角塊二、底部轉(zhuǎn)角塊一、底部轉(zhuǎn)角塊二、底部塊一、底部塊二、底部“ T ”型塊、側(cè)墻塊一、側(cè)墻塊二、中隔墻塊一、中隔墻塊二，頂部“ T ”型塊一側(cè)連接有頂部塊一，頂部塊一連接有頂部轉(zhuǎn)角塊一，頂部轉(zhuǎn)角塊一連接有側(cè)墻塊二，側(cè)墻塊二連接有底部轉(zhuǎn)角塊二，底部轉(zhuǎn)角塊二連接有底部塊二，底部塊二連接有底部“T”型塊，底部“T”型塊連接有底部塊一，底部塊一連接有底部轉(zhuǎn)角塊一，底部轉(zhuǎn)角塊一連接有側(cè)墻塊一，側(cè)墻塊一連接有頂部轉(zhuǎn)角塊二，頂部轉(zhuǎn)角塊二連接有頂部塊二，頂部塊二連接頂部“T”型塊的另一側(cè)，頂部“T”型塊底部連接中隔墻塊一，中隔墻塊一連接中隔墻塊二，中隔墻塊二連接底部“T”型塊的頂部。
[0007]所述F型襯砌環(huán)分塊、R型襯砌環(huán)分塊均具有方向性，同一襯砌環(huán)分塊，其背向盾構(gòu)前進方向的斷面中部設置有管片接縫凹槽，其面向盾構(gòu)前進方向的斷面中部設置有管片接縫凸榫，相鄰兩塊襯砌分塊管片接縫凹槽和管片接縫凸榫的尺寸和位置互相吻合，相鄰兩塊襯砌的斷面上均設有兩道彈性密封膠墊安裝槽，彈性密封膠墊安裝槽尺寸小于管片接縫凹槽，所述兩道彈性密封膠墊安裝槽分別位于管片接縫凹槽或管片接縫凸榫的兩側(cè)，所述彈性密封膠墊安裝槽內(nèi)安裝有彈性密封墊，相鄰兩塊襯砌內(nèi)側(cè)邊緣設置有管片內(nèi)側(cè)嵌縫槽，所述管片內(nèi)側(cè)嵌縫槽內(nèi)安裝有嵌縫材料。
[0008]所述頂部“T”型塊、底部“T”型塊均具有相同的弧度，所述頂部轉(zhuǎn)角塊一、頂部轉(zhuǎn)角塊二、底部轉(zhuǎn)角塊一、底部轉(zhuǎn)角塊二均具有弧度，所述頂部轉(zhuǎn)角塊一、頂部轉(zhuǎn)角塊二、底部轉(zhuǎn)角塊一、底部轉(zhuǎn)角塊二的弧度大于所述頂部“T”型塊、底部“T”型塊的弧度，所述頂部轉(zhuǎn)角塊一、頂部轉(zhuǎn)角塊二、底部轉(zhuǎn)角塊一、底部轉(zhuǎn)角塊二與相鄰管片平滑連接，側(cè)墻塊一、側(cè)墻塊二、中隔墻塊一、中隔墻塊二均為平直塊，不含弧度。
[0009]所述F型襯砌環(huán)具有雙面楔形量，按楔形方向不同，分為F右襯砌環(huán)和F左襯砌環(huán)，R型襯砌環(huán)也具有雙面楔形量，按楔形方向不同，分為R右襯砌環(huán)和R左襯砌環(huán)。
[0010]所述頂部“T”型塊為沿隧道中線方向三個分塊面均具有一定的楔形量的分塊，頂部塊一、頂部塊二、中隔墻塊一為沿隧道中線方向具有單面楔形量的分塊，其他分塊沿隧道中線方向均不具有楔形量。
[0011]所述F型襯砌環(huán)、R型襯砌環(huán)每個分塊上設有3-5組斜螺栓孔和斜螺栓安裝手孔。
[0012]所述F型襯砌環(huán)、R型襯砌環(huán)厚度均為450mm、F型襯砌環(huán)、R型襯砌環(huán)沿隧道中線方線長度為1200mm。
[0013]—種單管雙洞矩形盾構(gòu)隧道的襯砌拼裝方法，其特征在于:包括如下兩部分:
第一部分為單襯砌環(huán)的分塊之間的拼裝；
襯砌環(huán)拼裝前，在預留彈性密封膠墊安裝槽內(nèi)安裝彈性密封膠墊；
襯砌環(huán)拼裝包含F(xiàn)型襯砌環(huán)和R型襯砌環(huán)兩類不同襯砌環(huán)的拼裝，F(xiàn)型襯砌環(huán)和R型襯砌環(huán)的單環(huán)拼裝時分別將襯砌分塊放置于矩形隧道的頂部、底部、兩側(cè)和中隔墻位置；每個F型襯砌環(huán)按如下順序拼裝成整環(huán):先將底部“T”型塊定位到隧道道中心位置，然后在底部“T”型塊兩側(cè)拼裝底部塊一、底部塊二，然后拼裝底部轉(zhuǎn)角塊一、底部轉(zhuǎn)角塊二、中隔墻塊二分塊，然后拼裝側(cè)墻塊一、側(cè)墻塊二、中隔墻塊一分塊，然后拼裝頂部轉(zhuǎn)角塊一、頂部轉(zhuǎn)角塊二、頂部塊一、頂部塊二分塊，最后拼裝頂部“T”型塊楔形塊；每個R型襯砌環(huán)按如下順序拼裝成整環(huán):先將底部“T”型塊定位到隧道道中心位置，然后在底部“T”型塊兩側(cè)拼裝底部塊一、底部塊二，然后拼裝底部轉(zhuǎn)角塊一、底部轉(zhuǎn)角塊二、中隔墻塊二分塊，然后拼裝側(cè)墻塊一、側(cè)墻塊二、中隔墻塊一分塊，然后拼裝頂部轉(zhuǎn)角塊一、頂部轉(zhuǎn)角塊二、頂部塊一、頂部塊二分塊，最后拼裝頂部“T”型塊楔形塊；
襯砌分塊之間，在預留斜螺栓孔中安裝螺栓使相鄰分塊連接；
襯砌環(huán)拼裝后，在預留的管片內(nèi)側(cè)嵌縫槽內(nèi)安裝嵌縫材料；
第二部分包括相鄰襯砌環(huán)之間的拼裝； 襯砌環(huán)之間通過F型襯砌環(huán)和R型襯砌環(huán)的交替拼裝實現(xiàn)錯縫拼裝；其分為三種情況，
直行的時候，按照R右、F左、R右、F左.........依次類推的順序進行組合拼裝，右轉(zhuǎn)彎的時候，
按照R右、F右、R右、F右.........依次類推的順序進行組合拼裝，左轉(zhuǎn)彎的時候，按照R左、
F左、R左、F左.........依次類推的順序進行組合拼裝，從而實現(xiàn)隧道的直行、左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎，實現(xiàn)隧道中線與線路中線的擬合；
襯砌環(huán)之間，在預留斜孔中安裝螺栓使相鄰環(huán)連接。
[0014]本發(fā)明的有益效果為:
通過襯砌塊的合理分割，在滿足大斷面矩形盾構(gòu)隧道的施工拼裝、受力要求、防水要求的同時，提高了隧道的空間利用率；該襯砌結(jié)構(gòu)可以滿足大斷面矩形盾構(gòu)隧道的受力要求，與大直徑圓形隧道相比可以極大提高空間利用效率，可以進行淺覆土施工，在圓形斷面無法通過的空間，使此種矩形斷面隧道具有強大優(yōu)勢。通過F、R襯砌的交叉拼裝，實現(xiàn)了相鄰兩環(huán)襯砌管片間縱縫的錯縫拼接，提高了隧道襯砌環(huán)的整體性，使結(jié)構(gòu)內(nèi)力沿隧道縱向均勻分布，有效解決接縫處應力大而結(jié)構(gòu)簿弱的問題，提高了隧道防水性能，降低了施工成本；通過F左、F右、R左、R右管片環(huán)不同配比的組合拼裝，實現(xiàn)了隧道中心線與線路中心線