[發(fā)明專利]一種盾構隧道錯縫拼裝方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710822734.1
• 申請日: 2017-09-13
• 公開（公告）號: CN107503766A
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發(fā)明（設計）人: 張穩(wěn)軍;張高樂;張琪;宋傳輝;焦亞磊
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: E21D11/08
• 分類號: E21D11/08
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 程毓英

技術領域

本發(fā)明屬于隧道工程技術領域，涉及一種盾構隧道襯砌結構錯縫拼裝時的剛度加強裝置。

背景技術

盾構隧道作為重大交通工程的城市軌道交通地下結構一旦在某一局部發(fā)生損壞，根據(jù)不同的損壞程度都會對整體結構壽命產(chǎn)生相應的影響。盾構隧道襯砌結構是由管片拼接形成，管片拼裝后的接縫分為縱向接縫和環(huán)向接縫，拼縫處是襯砌結構受力的薄弱環(huán)節(jié)，所以管片拼裝緊密在一定程度上能增強襯砌結構的強度和剛度。盾構隧道相鄰管片結構整體性主要依靠接頭螺栓來維持，在施工階段和運營階段都會由于各種原因出現(xiàn)縱向變形，例如不同地質(zhì)條件、不同埋深、地下水位變化、不同施工方式、不同地面荷載以及不同周邊環(huán)境變化等各種因素。拼裝后的管片作為盾構隧道的支撐結構，一旦有侵蝕性離子的地下水滲漏，接頭螺栓腐蝕進而使管片產(chǎn)生裂縫或者使隧道發(fā)生縱向不均勻沉降等等。隨著裂縫的逐漸開展管片拼接縫張開量過大而發(fā)生漏水，管片混凝土腐蝕使得管片自身強度減小、接頭螺栓腐蝕導致接頭抗?jié)B能力減弱等等，進而影響盾構隧道的使用性和安全性。

目前盾構隧道大部分都開始采用錯縫拼裝襯砌結構，采用錯縫拼裝管片的盾構隧道在變形、防水控制方面的優(yōu)越性提供了廣闊地發(fā)展平臺。相鄰兩環(huán)間縱縫相互錯開的情況稱之為錯縫拼裝，錯縫拼裝的拼裝方式能使圓環(huán)接縫剛度均勻分布，以減小結構的變形。錯縫拼裝縱、環(huán)縫相交處呈丁字形與通縫拼裝縱、環(huán)縫相交下的十字形相比，接縫的薄弱面減少、變形較小有利于防漏水，同時若發(fā)生漏水的現(xiàn)象也較易處理。盾構隧道襯砌結構接縫處剛度主要依靠接頭螺栓來維持，國內(nèi)外對于襯砌管環(huán)接縫處剛度主要集中在不同荷載作用、不同高強度螺栓預拉力、不同螺栓根數(shù)、不同強度螺栓、不同接頭形式等方面進行研究，而對于在錯縫拼裝方式下同時管片拼裝完成后主動增加相鄰管片間內(nèi)力的方式進而增強襯砌結構剛度、減小襯砌結構的變形這方面研究較少。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種強化襯砌結構的剛度及其整體性，保證隧道襯砌不侵入隧道結構建筑界限的盾構隧道錯縫拼裝襯砌結構剛度加強方法，技術方案如下：

一種盾構隧道錯縫拼裝方法，用于主動加強盾構隧道錯縫拼裝相鄰管環(huán)間的剛度，所采用的加固裝置包括通過螺栓連接和焊接連接固定在管片1上的鋼架2、固定件6和兩種加固拉桿，其中，

相鄰管環(huán)間的鋼架之間通過加固拉桿連接起來，在每根鋼架的中點位置和兩端均開設有螺栓孔，根據(jù)搭接在鋼架的位置不同分為緊固端加固拉桿3和固定端加固拉桿4，緊固端加固拉桿3搭接在縱向相鄰鋼架的相對應的兩端，緊固端加固拉桿穿過相鄰鋼架的螺栓孔并用螺母加以擰緊固定；固定端加固拉桿4的兩端，一端為緊固端13，另一端為固定端14，固定端14設有菱形頭和防轉榫頭，與鋼架中點位置11通過固定件6相連接，緊固端13穿過縱向相鄰管片鋼架的相應端部的螺栓孔并用螺母加以擰緊固定；

所述的固定件6包括以圓形剪力鍵相互連接的旋轉端臺8和固定螺桿9，旋轉端臺8能夠繞固定螺桿9軸自由旋轉，旋轉端臺8設置有用以穿插固定端加固拉桿4固定端14的中間孔，在中間孔處設有防止固定端加固拉桿旋轉的防轉榫槽，固定螺桿9將固定端加固拉桿的固定端固定在旋轉端臺處；

拼接方法為：待盾尾管片拼裝完成后，取一環(huán)鋼架2將其中心的螺栓孔11與一個管片的吊裝孔對準并用扳手卡住固定螺桿9的六角螺帽處，并將其旋入管片吊裝孔，重復上述操作，將固定螺桿9旋入相鄰管片吊裝孔；對于放置在兩個相鄰鋼架兩端的緊固端加固拉桿3，將緊固端加固拉桿3依次穿入相鄰鋼架側面的螺栓孔中，并用六角螺母加以固定；對于放置在鋼架中心位置和相鄰鋼架兩側的固定端加固拉桿4，先將雙頭螺桿穿入鋼架端部螺栓孔后，在鋼架兩側用六角螺母固定，再在雙頭螺桿靠近需要連接的管片一側的螺栓孔對準雙頭螺桿并固定；然后安裝設有加固拉桿菱形頭和防轉榫頭的固定端加固拉桿4后，將固定端加固拉桿的另一端13對準維持件的螺栓孔，使其穿入后用六角螺母加以固定擰緊。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1.本裝置可主動增加盾構隧道錯縫拼接管環(huán)間內(nèi)力加固，有效減少由于各種因素引起的管環(huán)間的錯動，使得圓環(huán)接縫剛度分布均勻，減小結構的變形，為盾構隧道在惡劣類型地區(qū)施工增強管環(huán)結構的整體性提供了方法措施；

2.錯縫拼裝縱、環(huán)縫相交處呈丁字形與通縫拼裝縱、環(huán)縫相交下的十字形相比，接縫的薄弱面減少、變形較小有利于防漏水，同時若發(fā)生漏水的現(xiàn)象也較易處理。

3.本裝置中，零件數(shù)目少，結構緊湊，能夠較為容易地達到足夠大的加載拉力，為盾構隧道施工過程以及后期使用增加了安全保障；