[实用新型]一种基于预应力锚索的盾构隧道抗浮体系

说明书

技术领域

本实用新型涉及隧道工程技术领域，具体涉及一种基于预应力锚索的盾构隧道抗浮体系。

背景技术

当前，中国各大城市基础设施建设正呈井喷式发展，比如城市轨道交通工程，城市轨道交通的建设水平与建设速度在一定程度上反应了城市的发展速度。城市轨道交通在给市民出行提供便利、加快城市发展步伐的同时，也承受着来自各方面的威胁，其中，尤以结构安全、长期耐久性与稳定性最为突出。

城市轨道交通的建设显著加快了沿线地块的开发与地区经济发展，但同时需要面临周边环境变化带来的威胁。如周边地块或楼盘开发、地下水位变动或其它地下工程建设等，都可能导致隧道外部环境的变化，引起隧道纵向的隆起变形，进而影响隧道结构安全、运营安全。此类状况在北京、上海、广州等城市轨道交通建设历史相对久远的城市尤为突出。

地铁运营期间，经常会出现管片接缝渗漏、局部裂缝或破碎等影响正常运营的情况，而由于城市轨道交通隧道一般采用直径6m左右的盾构机掘进，建筑限界与隧道内径之间的预留空间一般仅有100～200mm左右，在考虑施工误差、设备安装误差与地层长期不均匀沉降的情况下，已无富裕空间考虑后期周围环境变化导致的不利影响。因此，如何在设计阶段就考虑后期环境变化可能引起的隧道隆起变形，提高隧道结构的安全性与后期运营的可靠性，是摆在广大工程技术人员面前的一个亟待解决的难题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种基于预应力锚索的盾构隧道抗浮体系，通过在盾构隧道管片衬砌上施加的预应力锚索，将隧道“固定”在既定位置，在一定程度上削弱了环纵向接缝对盾构隧道整体刚度的不利影响，极大地提高了盾构隧道整体性，有效减弱了后期环境变化可能导致的隧道纵向不均匀变形的风险，提高了结构自身安全性与运营的可靠性。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种基于预应力锚索的盾构隧道抗浮体系，其特征在于：

包括由管片衬砌拼装组成的盾构隧道，盾构隧道拱底处设置减振道床，通过管片衬砌预留注浆孔，往地层中打设预应力锚索；

预应力锚索包括多束钢绞线，多束钢绞线圆周形分布，中央设置有注浆管。

预应力锚索设置于预先实施的钻孔中；

预应力锚索包含自由段与锚固段，钻孔底部设有沉渣段；

预应力锚索位于自由段和锚固段；

锚固段与沉渣段内压注水泥砂浆；

自由段的预应力锚索外套耐油PE塑料管。

钢绞线一端设置有导向头，另一端穿过盾构隧道管片衬砌的预留孔，通过锚垫板和锚具固定。

钢绞线沿长度方向间隔设置隔离架，相邻隔离架中间位置处钢绞线采用钢丝捆扎。

预应力锚索的布置范围为拱底左右60°，环向间距为20°。

本实用新型具有以下优点：

本实用新型是基于预应力锚索的盾构隧道抗浮体系及其构建方法，在目前城市轨道交通线路沿线环境复杂多变、不确定因素多、以及隧道内部空间富裕量有限的情况下，通过在盾构管片衬砌上预留注浆孔，并在预留孔内打设预应力锚索，并将预应力锚索锚固在衬砌内表面，可明显增加隧道纵向整体性，提高隧道纵向承载能力，有效应对后期环境变化可能造成的不利影响，具有较高的经济效益和社会效益，在城市轨道交通、铁路、公路等工程中有广泛的应用前景。

附图说明

图1 隧道内预应力锚索设置情况；

图2预应力锚索结构图；

图3为图2中的A-A截面图；

图4为图2中的B-B截面图；

图5为锚垫板大样图。

图中，1-管片衬砌，2-预应力锚索，3-减振道床，4-钻孔（φ=100），5-钢绞线（3s15.2），6-导向头（钢管φ=48mm，δ=3.5mm），7-注浆管（φ=25），8-隔离架，9-水泥砂浆，10-锚垫板，11-锚具，12-钢丝。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型进行详细的说明。

本实用新型涉及的基于预应力锚索的盾构隧道抗浮体系，提供了一种全新的思路来增加盾构隧道的纵向整体性与稳定性。通过在盾构管片衬砌上预留注浆孔，在预留孔内打设预应力锚索，并将预应力锚索锚固在衬砌内表面，有效地增加了盾构隧道稳定性，减小了后期周边环境变化可能引起的纵向变形风险，提高了轨道交通后期安全运营的可靠性。具体结构是：