[發明專利]密集樁基環境下小曲率半徑盾構隧道管片及其制造方法

有效

• 申請號: 201310454891.3
• 申請日: 2013-09-29
• 公開（公告）號: CN103527217A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 姜紹杰;何軍
• 申請（專利權）人: 深圳中海建筑有限公司
• 主分類號: E21D11/08
• 分類號: E21D11/08
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 李文廣

技術領域

本發明涉及隧道工程，特別涉及密集樁基環境下小曲率半徑盾構隧道管片的結構及其制造方法。

背景技術

在盾構隧道掘進過后的盾尾處，直接安裝預制的鋼筋混凝土管片，這些管片拼裝成環后，就形成永久襯砌結構。在地鐵隧道工程中，經常發生管片破碎、地面沉降、隧道滲水、漏漿、軸線偏差超標等一系列問題。管片破碎和地面沉降超標是施工中比較棘手和必須妥善處理的問題。

近年來隨著我國社會經濟的發展，城市隧道工程數量不斷增加，但常因規劃及建、構筑物制約、地質情況復雜、地下樁基管網密布等施工條件限制，對施工技術的要求不斷提高。由于建筑物荷載的存在，隧道開挖時襯砌的內力也會受到建筑物樁基的影響。而如今大多數設計和施工只針對隧道開挖土體損失引起的地面沉降進行分析計算，對管片襯砌內力的研究甚少，而對建筑物的存在對管片襯砌內力變化影響的研究幾乎沒有，而管片的變形對地面、樁基及管線的沉降也有顯著的影響。

盾構隧道開挖引起的土體和襯砌的受力與變形很大程度上取決于是否考慮鄰近建筑物的存在，忽略建筑物荷載將低估隧道開挖引起的地面變形及襯砌內力值，從而使得安全性降低。

發明內容

本發明提供一種密集樁基環境下小曲率半徑盾構隧道管片，該管片端截面具有非幾何規則的梯形或者四邊形結構，其多個管片可以拼接成一個管片環，該各管片的連接結構以及管片環之間的連接方式可以更好的克服密集樁基環境下建筑物樁基對小曲率半徑盾構隧道管片周圍土體擠壓帶來的管片形變。

為實現上述目的，本發明提供一種密集樁基環境下小曲率半徑盾構隧道管片，所述管片為預制鋼筋混凝土管片，該管片沿盾構隧道徑向的截面具有非幾何規則的梯形或四邊形結構，所述管片梯形或四邊形端截面上包括上下各兩個螺栓接駁位。

多個所述管片可順次連接成一個管片環，所述管片之間設有用于防水的密封墊，多個所述管片的楔形量不同，且管片中間留有注漿孔，孔周圍鋼筋加密布置，所述管片內徑根據成型隧道內徑確定。

所述管片環由截面為梯形或者四邊形管片混合環繞而成，其截面具有梯形結構的管片不少于兩個。所述管片的楔形量參數彼此不同，多個不同楔形量參數的管片拼接成一個管片環，從而減小構建筑物樁基在管片附近對管片變形的影響。

本發明同時還提供一種基于上述密集樁基環境下小曲率半徑盾構隧道管片的制造方法，該方法其包括以下步驟：

步驟1：根據建筑物結構荷載獲得管片最終配筋參數及最終混凝土強度數值；

步驟2：根據最終配筋參數確定單個管片鋼筋量并固定鋼筋結構；

步驟3：根據管片內徑、楔形量及最終混凝土強度數值確定混凝土配比并澆筑混凝土；

所述步驟1包括以下分步驟：

步驟11：根據建筑結構計算樁基對周圍土層壓力數值及作用范圍，以及對管片襯砌的作用力大小；

步驟12：基于對管片初始配筋參數及初始混凝土強度數值，根據樁基對周圍土層壓力數值及作用范圍，以及對管片襯砌的作用力大小，計算獲得管片在高低不同地下水位的水土壓力及樁基周圍施加土壓力的最不利情況下的最大管片變形量；

步驟13：確定管片最大變形量是否滿足工程要求，并確定管片的最終配筋參數及最終混凝土強度數值。

所述步驟13包括以下分步驟：

步驟131：如果管片的最大變形參數滿足工程要求，則以初始配筋參數及初始混凝土強度數值作為最終配筋參數及最終混凝土強度數值，并執行步驟2；

步驟132：如果管片的最大變形參數不滿足工程要求，則改變初始配筋參數及初始混凝土強度參數，并依次執行步驟12及步驟13。

本發明密集樁基環境下小曲率半徑盾構隧道管片的制造方法，其主要考慮到密集樁基對管片壓力，從而引起管片變形的影響，主要經過計算方法獲得克服該影響的管片的最終配筋參數及最終混凝土強度參數，進而根據管片的形狀包括內徑、楔形量，確定管片所要用到的鋼筋數量，固定鋼筋結構并澆筑混凝土，制造出管片。在密集樁基環境下的小曲率半徑盾構隧道中，各個管片的最終配筋參數以及最終混凝土參數可以根據具體施工中該管片附近的樁基確定，從而使整個工程段的隧道施工中管片抗變形的參數更加合理。

為了能更進一步了解本發明的特征以及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發明加以限制。

附圖說明

下面結合附圖，通過對本發明的具體實施方式詳細描述，將使本發明的技術方案及其有益效果顯而易見。

附圖中，