[发明专利]一种盾构隧道外挂槽道套槽结构及其固定方法

说明书

技术领域

本发明涉及盾构隧道技术，具体地说是一种盾构隧道外挂槽道套槽结构及其固定方法。

背景技术

盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法，它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。

盾构隧道的优点是安全高效、掘进速度快；盾构的推进、出土、拼装衬砌等全过程可实现自动化作业，施工劳动强度低；不影响地面交通与设施，同时不影响地下管线等设施；穿越河道时不影响航运，施工中不受季节、风雨等气候条件影响，施工中没有噪音和扰动；在松软含水地层中修建埋深较大的长隧道往往具有技术和经济方面的优越性。但盾构机械价格昂贵且针对性强，对每一条用隧道施工的隧道，都需要根据工程地质、水文地质条件以及结构断面尺寸专门进行设计制造，一般不能简单地在其他隧道中重复使用；且隧道曲率半径过小或隧道顶覆土太浅时施工难度较大；同时在富水松软土层中，地表沉降难以控制，对衬砌整体防水技术要求很高；对水底隧道，覆土太浅时施工也不够安全；并且采用全气压法疏干和稳定地层时，施工条件差，对劳动保护要求较高。

盾构隧道内管线及设备安装传统的施工方式是通过打设膨胀螺栓来固定支架，安装膨胀螺栓钻孔不但会破坏衬砌结构、影响其受力并造成渗漏水，而且钻孔施工将产生大量粉尘及噪音，造成恶劣的施工环境，同时对施工精度要求很高，调整及变更支架安装位置时需要重新钻孔，而且膨胀螺栓不具可拆性，给后期运营维护带来严重不便，增加了维护费用，且膨胀螺栓在动荷载和地震荷载作用下会产生松动，影响锚固力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，如何在不破坏钢筋混凝土结构的条件下，提高隧道整体防水性能、并且做到可承受一定的动荷载和地震荷载；如何简化安装程序，减少安装施工时间，节省整体工程费用；如何扩大选择范围，使其适用于多种不同要求；如何达到安全安装，无噪音、无振动、无污染的目的；如何使得运营维护更加便捷，满足所有零配件均可拆换，更方便维护。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种盾构隧道外挂槽道套槽结构，包括挂耳、螺栓、垫片、螺母、管片螺栓和管片，还包括套槽和齿槽，管片上预留有紧固螺孔，挂耳为一段圆弧与一条直边相连组成的金属片状结构，挂耳上设有安装圆孔，挂耳使用管片螺栓和螺母通过其安装圆孔固定在管片的紧固螺孔中，套槽为两端开口，并具有三个相邻侧面封闭和一个侧面不完全封闭的方槽结构，不完全封闭的侧面平行于方槽延伸方向设有长条安装口，三个相邻的封闭面构成两条交界线，套槽的其中一条交界线处与挂耳的直边焊接在一起，且每个挂耳的直边上至少焊接两个套槽，挂耳所在平面与套槽的两条交界线所夹的侧面之间的夹角A为45-60度，齿槽结构与套槽结构相同，齿槽套于套槽中，且齿槽的长条安装口与套槽的长条安装口上下对齐重合，通过螺栓、垫片和螺母将齿槽与套槽在上下对齐的长条安装口处安装固定。 

本发明进一步限定的技术方案是：

前述挂耳直边上焊接两个套槽，每个螺栓上安装两个螺母，保证安装稳定牢固；挂耳所在平面与套槽的两条交界线所夹的侧面之间的夹角A为57度，经计算为最有利于受力和空间利用的角度；螺栓为T型螺栓，其螺栓头部的直边可直接卡在齿槽中，方便安装，不易松动。

进一步的，还提供一种盾构隧道外挂槽道套槽结构的固定方法，包括如下具体步骤：

步骤一：制作盾构管片时，将每片盾构管片的边缘靠近片角处预留紧固螺孔，每块盾构管片至少预留四个紧固螺孔；

步骤二：将套槽相邻的三个封闭面构成的两条交界线中的一条交界线处与挂耳的直边焊接在一起，挂耳所在平面与套槽的两条交界线所夹的侧面之间的夹角A为45-60度，且每个挂耳的直边上焊接至少两个套槽；

步骤三：将齿槽套入套槽内，且长条安装口的方向一致，使用螺栓、垫片和螺母将齿槽和套槽固定在一起；

步骤四：通过管片螺栓和螺母将挂耳安装在管片的紧固螺孔中。

前述步骤一中的紧固螺孔为环向孔、轴向孔或垂直孔的一种。

前述步骤二中采用的焊接方法是气体保护电弧焊、等离子弧焊或激光焊的一种

本发明的有益效果是：