[发明专利]一种防止水下盾构隧道管片上浮的预制装配式结构

说明书

本发明公开了一种防止水下盾构隧道管片上浮的预制装配式结构，包括底部预制找平构件、侧面缆线通道结构、钢结构框架以及压重构件，所述钢结构框架的下部设置有所述底部预制找平构件，所述钢结构框架的两侧分别设置有压重构件，所述压重构件的下端抵接在所述底部预制找平构件上，所述压重构件的外侧设置有所述侧面缆线通道结构。达到的技术效果为：结构简单、施工方便以及使用效果良好，可以有效解决管片脱出盾尾后存在的上浮问题，确保隧道线形符合设计要求，满足隧道建筑限界。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种防止水下盾构隧道管片上浮的预制装配式结构，用来控制管片脱出盾构机尾部时产生的上浮量。

背景技术

在采用盾构法施工隧道中，管片具备以下三个条件时会产生上浮现象：

(1)隧道周围具有产生浮力的液体或流塑体；

(2)外界产生的浮力大于管片自重；

(3)管片上部具有浮动的空间或可压缩空间。

盾构隧道是空心的圆筒，在混凝土自重作用下有下沉的趋势，但在全断面地下水或浆液的浮力作用下，管片所受浮力大于管片自重时，若不及时采取相应措施，脱出盾尾的管片周围处于地下水或未凝固浆液包围的无约束状态，防水性能优良的衬砌隧道有上浮的趋势。同时，在盾构隧道推进过程中由于其开挖断面大于盾构外径，使得管片脱出盾构机尾部后，将在围岩与管片之间不可避免的形成一物理间隙，这也为管片上浮创造了条件。另外，在上软下硬地层中，由于隧道内形成的上下左右岩性不一、软硬不均的开挖面，将造成盾构在掘进过程中过量的蛇形运动，进一步扩大管片与围岩间的建筑空间。总之，水下盾构隧道在施工过程中将不可避免的产生上浮现象。因此，研究如何防止水下盾构隧道管片上浮对工程实际具有重要指导意义。

为了防止盾构隧道管片上浮，在施工过程中主要采用同步注浆措施，通过控制好同步注浆量与注浆压力，及时填充掘进时留下的空隙。中国专利(申请号：CN202010742073.3，公开日：2020-10-16)公开了一种盾构施工中控制管片上浮的注浆方法，其通过同时进行的同步注浆和泵送浆液，达到快速控制管片上浮目的。但管片脱出盾尾时，管片壁后的同步浆液并未能及时凝固，低强度浆液不仅无法对管片提供约束，相反提供了上浮力。还有的通过抗拉杆件锚固住管片，以保证管片的稳定性。中国专利(申请号：CN202011559787.7，公开日：2021-04-09)公开了一种用于防止管片上浮的方法，其通过插入管片内的撑杆顶住管片防止发生上浮。但抗拉杆件成本较高，且其与管片的连接方式也容易造成管片在较大浮力作用下发生破损，影响隧道防水性能等。因此，设计一种结构简单、施工方便以及使用效果良好的结构，可以有效解决管片脱出盾尾后存在的上浮问题，确保隧道线形符合设计要求，满足隧道建筑限界。

发明内容

为此，本发明提供一种防止水下盾构隧道管片上浮的预制装配式结构，以解决现有技术中的上述问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

根据本发明的第一方面，一种防止水下盾构隧道管片上浮的预制装配式结构，包括底部预制找平构件、侧面缆线通道结构、钢结构框架以及压重构件，所述钢结构框架的下部设置有所述底部预制找平构件，所述钢结构框架的两侧分别设置有压重构件，所述压重构件的下端抵接在所述底部预制找平构件上，所述压重构件的外侧设置有所述侧面缆线通道结构。

进一步地，所述底部预制找平构件包括π形构件和填充件，所述π形构件设置在中部，所述π形构件的两侧分别设置有所述填充件。

进一步地，所述π形构件和所述填充件均为混凝土材质的构件。

进一步地，所述侧面缆线通道结构包括三角形构件和矩形构件，所述矩形构件的下端抵接在所述三角形构件上。

进一步地，所述三角形构件和所述矩形构件均为混凝土材质的构件。