[实用新型]一种上下一体式盾构隧道管片衬砌结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种盾构隧道管片衬砌结构。

背景技术

随着机械化程度和制造业水平的不断提高，盾构施工技术因其具有对地层扰动小、环境影响小、施工速度快等优势，已经逐渐成为城市地下铁道等地下工程修建的主要方法。地铁盾构隧道多为双线隧道，通常为左、右线平行的隧道。但在特殊地质条件下，为避让某些地下建筑物、构筑物，地铁双线隧道会采取上下分离式的重叠盾构隧道。这种上下重叠盾构隧道是通过盾构机掘进开挖、拼装管片先、后形成分离的下、上两条隧道结构。如深圳地铁2号线、3号线，广州轨道交通5号线等均由于各种条件的限制而在地铁区间局部或全部采取了这种上下分离式的重叠盾构隧道。

上下分离式重叠盾构隧道通常具有重叠净距小、重叠距离长等特点，其施工顺序为：下线隧道率先掘进→夹层土体注浆加固→下线隧道支架支撑保护→上线隧道盾构掘进→上线隧道注浆加固。分离式的重叠盾构隧道在建设过程中存在许多工程困难和弊端：（1）上线隧道掘进过程中会对下线隧道产生附加应力，从而引起下线隧道变形；（2）上线隧道施工后的卸载作用可能引起下线隧道发生隆起；（3）下线隧道支架支撑的速度与上线隧道的拼装速度必须匹配，否则将引起隧道变形；（4）施工过程的垂直高度大，对地层和上部建筑物的影响较大，地面沉降控制困难。

发明内容

本实用新型的发明目的是提供一种上下一体式盾构隧道管片衬砌结构，该种上下一体式盾构隧道管片衬砌结构，整体性强、强度高，承载能力好，能有效控制地面沉降、保证周边建构筑物的安全、且其施工难度降低、施工效率提高。

本实用新型实现其发明目的所采用的技术方案是，一种上下一体式盾构隧道管片衬砌结构，包括上部隧道和下部隧道，其特征在于：所述的上部隧道和下部隧道构成“8”字型的一体式盾构隧道管片衬砌结构，其具体的构成是：

多个圆弧形的上部管片环向拼装形成优弧形的上部隧道管片环，多个圆弧形的下部管片环向拼装形成优弧形的下部隧道管片环；上部隧道管片环和下部隧道管片环通过"ϰ"形的异形连接管片拼装形成“8”字型的结构环；多个结构环再纵向拼装形成“8”字型的一体式盾构隧道管片衬砌；异形连接管片以上的结构即为上部隧道，以下的结构即为下部隧道。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

一、本实用新型的一体式盾构隧道管片衬砌结构，去掉了分离式的上下重叠盾构隧道结构之间的夹层土，其整体性更强，结构更稳定、牢固，能更有效的控制地面沉降、保证周边建构筑物的安全。

二、通过大型的盾构机一次性开挖后，一次性拼装成形即可得到本实用新型的上下一体式盾构隧道结构，较之两次开挖、两次拼装，减少了施工对地层的扰动，施工对地层的影响较小，也能更好地控制地面沉降。

三、一次开挖、一次拼装较之两次开挖、两次拼装，也明显的提高了施工效率。并且，本实用新型的上下一体式盾构隧道结构，不需要设置和拆除下线隧道的支架支撑等施工程序，进一步提高了施工效率。

进一步，本实用新型的异形连接管片的左边、右边等长但端部不在同一水平线上；左边端部高的异形连接管片为左高异形连接管片，将左高异形连接管片左右旋转180°即成右高异形连接管片；多个结构环拼装时，左高异形连接管片和右高异形连接管片交替使用。

这样，结构环之间实现管片缝的错缝拼装，提高了隧道结构的纵向刚度，能更有效的控制隧道不均匀沉降；同时，管片缝的错缝拼装，也使衬砌结构的变形量减小，接缝更加紧贴，能提高整个管片衬砌结构的防水性能。

进一步，本实用新型的下部管片厚度为上部管片厚度的1.5-2倍。上部管片环向拼装的连接件为3个弯螺栓，下部管片环向拼装的连接件为5个弯螺栓。

这样加强了承载要求高的下部隧道的强度，能很好地保证整个隧道结构的承载能力和安全，同时减少承载要求较低的上部隧道的强度和用材，满足了隧道施工的经济性要求。

进一步，本实用新型的上部管片和下部管片均为5个，每个上部管片或下部管片的弧度均为44°。

这样管片大小合适，既方便管片的预制和运输，同时管片的拼装工作量也较小，施工效率高。

进一步，本实用新型的多个结构环纵向拼装的连接件为插销。

这样，能够更方便快捷地实现结构环之间的纵向拼装连接。

进一步，本实用新型的上部隧道管片环和下部隧道管片环通过"ϰ"形的异形连接管片拼装形成“8”字型的结构环的具体结构是：异形连接管片的左上端和右上端均通过3个弯螺栓与上部隧道管片环连接；异形连接管片的左下端和右下端均通过5个弯螺栓与下部隧道管片环连接。