[发明专利]一种盾构隧道错缝拼装方法

说明书

技术领域

本发明属于隧道工程技术领域，涉及一种盾构隧道衬砌结构错缝拼装时的刚度加强装置。

背景技术

盾构隧道作为重大交通工程的城市轨道交通地下结构一旦在某一局部发生损坏，根据不同的损坏程度都会对整体结构寿命产生相应的影响。盾构隧道衬砌结构是由管片拼接形成，管片拼装后的接缝分为纵向接缝和环向接缝，拼缝处是衬砌结构受力的薄弱环节，所以管片拼装紧密在一定程度上能增强衬砌结构的强度和刚度。盾构隧道相邻管片结构整体性主要依靠接头螺栓来维持，在施工阶段和运营阶段都会由于各种原因出现纵向变形，例如不同地质条件、不同埋深、地下水位变化、不同施工方式、不同地面荷载以及不同周边环境变化等各种因素。拼装后的管片作为盾构隧道的支撑结构，一旦有侵蚀性离子的地下水渗漏，接头螺栓腐蚀进而使管片产生裂缝或者使隧道发生纵向不均匀沉降等等。随着裂缝的逐渐开展管片拼接缝张开量过大而发生漏水，管片混凝土腐蚀使得管片自身强度减小、接头螺栓腐蚀导致接头抗渗能力减弱等等，进而影响盾构隧道的使用性和安全性。

目前盾构隧道大部分都开始采用错缝拼装衬砌结构，采用错缝拼装管片的盾构隧道在变形、防水控制方面的优越性提供了广阔地发展平台。相邻两环间纵缝相互错开的情况称之为错缝拼装，错缝拼装的拼装方式能使圆环接缝刚度均匀分布，以减小结构的变形。错缝拼装纵、环缝相交处呈丁字形与通缝拼装纵、环缝相交下的十字形相比，接缝的薄弱面减少、变形较小有利于防漏水，同时若发生漏水的现象也较易处理。盾构隧道衬砌结构接缝处刚度主要依靠接头螺栓来维持，国内外对于衬砌管环接缝处刚度主要集中在不同荷载作用、不同高强度螺栓预拉力、不同螺栓根数、不同强度螺栓、不同接头形式等方面进行研究，而对于在错缝拼装方式下同时管片拼装完成后主动增加相邻管片间内力的方式进而增强衬砌结构刚度、减小衬砌结构的变形这方面研究较少。

发明内容

本发明的目的是提供一种强化衬砌结构的刚度及其整体性，保证隧道衬砌不侵入隧道结构建筑界限的盾构隧道错缝拼装衬砌结构刚度加强方法，技术方案如下：

一种盾构隧道错缝拼装方法，用于主动加强盾构隧道错缝拼装相邻管环间的刚度，所采用的加固装置包括通过螺栓连接和焊接连接固定在管片1上的钢架2、固定件6和两种加固拉杆，其中，

相邻管环间的钢架之间通过加固拉杆连接起来，在每根钢架的中点位置和两端均开设有螺栓孔，根据搭接在钢架的位置不同分为紧固端加固拉杆3和固定端加固拉杆4，紧固端加固拉杆3搭接在纵向相邻钢架的相对应的两端，紧固端加固拉杆穿过相邻钢架的螺栓孔并用螺母加以拧紧固定；固定端加固拉杆4的两端，一端为紧固端13，另一端为固定端14，固定端14设有菱形头和防转榫头，与钢架中点位置11通过固定件6相连接，紧固端13穿过纵向相邻管片钢架的相应端部的螺栓孔并用螺母加以拧紧固定；

所述的固定件6包括以圆形剪力键相互连接的旋转端台8和固定螺杆9，旋转端台8能够绕固定螺杆9轴自由旋转，旋转端台8设置有用以穿插固定端加固拉杆4固定端14的中间孔，在中间孔处设有防止固定端加固拉杆旋转的防转榫槽，固定螺杆9将固定端加固拉杆的固定端固定在旋转端台处；

拼接方法为：待盾尾管片拼装完成后，取一环钢架2将其中心的螺栓孔11与一个管片的吊装孔对准并用扳手卡住固定螺杆9的六角螺帽处，并将其旋入管片吊装孔，重复上述操作，将固定螺杆9旋入相邻管片吊装孔；对于放置在两个相邻钢架两端的紧固端加固拉杆3，将紧固端加固拉杆3依次穿入相邻钢架侧面的螺栓孔中，并用六角螺母加以固定；对于放置在钢架中心位置和相邻钢架两侧的固定端加固拉杆4，先将双头螺杆穿入钢架端部螺栓孔后，在钢架两侧用六角螺母固定，再在双头螺杆靠近需要连接的管片一侧的螺栓孔对准双头螺杆并固定；然后安装设有加固拉杆菱形头和防转榫头的固定端加固拉杆4后，将固定端加固拉杆的另一端13对准维持件的螺栓孔，使其穿入后用六角螺母加以固定拧紧。

本发明具有以下优点：

1.本装置可主动增加盾构隧道错缝拼接管环间内力加固，有效减少由于各种因素引起的管环间的错动，使得圆环接缝刚度分布均匀，减小结构的变形，为盾构隧道在恶劣类型地区施工增强管环结构的整体性提供了方法措施；

2.错缝拼装纵、环缝相交处呈丁字形与通缝拼装纵、环缝相交下的十字形相比，接缝的薄弱面减少、变形较小有利于防漏水，同时若发生漏水的现象也较易处理。

3.本装置中，零件数目少，结构紧凑，能够较为容易地达到足够大的加载拉力，为盾构隧道施工过程以及后期使用增加了安全保障；