[實(shí)用新型]適用差異沉降和高烈度地震區(qū)的地鐵盾構(gòu)隧道阻尼管片環(huán)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202022864938.1
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號(hào): CN213627606U
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范建國;王東元;宋儀;石龍;李敬;李繼祥
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵第六勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): E21D11/18
• 分類號(hào): E21D11/18;E21D11/22
• 代理公司: 天津睿勤專利代理事務(wù)所(普通合伙) 12225
• 代理人: 孟福成

本實(shí)用新型提供了適用差異沉降和高烈度地震區(qū)的地鐵盾構(gòu)隧道阻尼管片環(huán)，用以解決差異沉降或者地震波引起的結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中，導(dǎo)致隧道結(jié)構(gòu)發(fā)生變形損壞的問題。所述阻尼管片環(huán)包括槽型圈梁管片環(huán)、阻尼器和內(nèi)膽鋼桶；所述阻尼器與位于阻尼器左右兩側(cè)的槽型圈梁管片環(huán)通過阻尼器連接螺栓連接，內(nèi)膽鋼桶設(shè)置于阻尼器內(nèi)側(cè)，內(nèi)膽鋼桶與阻尼器緊密貼合；阻尼器由左側(cè)加載板、位于中間的內(nèi)芯、右側(cè)加載板通過阻尼器彈簧機(jī)構(gòu)連接而成。本實(shí)用新型使得在差異沉降區(qū)域或者高烈度地震區(qū)域內(nèi)的盾構(gòu)地鐵隧道結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的變形自我調(diào)節(jié)和適應(yīng)地層?結(jié)構(gòu)相對變形能力，從而降低甚至消除變形帶來的結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中，避免結(jié)構(gòu)變形損壞，制作安裝便捷，實(shí)用性強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于盾構(gòu)隧道技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及適用差異沉降和高烈度地震區(qū)的地鐵盾構(gòu)隧道阻尼管片環(huán)。

背景技術(shù)

地鐵是解決城市公共交通的主要手段之一。但在既有地鐵長期的運(yùn)營過程中，受地層不均勻性和荷載不均勻性以及大面積地下水位下降等因素的影響，盾構(gòu)地鐵隧道的縱向不均勻沉降現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，特別是我國東部沿海軟土地區(qū)存在普遍的區(qū)域性地層沉降，這些會(huì)導(dǎo)致不同結(jié)構(gòu)處的不均勻沉降。我國還是地震災(zāi)害頻繁的國家，地震波引起高烈度地震區(qū)域的盾構(gòu)地鐵隧道結(jié)構(gòu)變形，結(jié)構(gòu)開裂。這些盾構(gòu)隧道管片結(jié)構(gòu)的變形輕則影響列車運(yùn)行的舒適性，重則造成管片結(jié)構(gòu)以及周邊建筑物的損壞，甚至可能發(fā)生人員傷亡事故，從而影響地鐵的正常運(yùn)營。造成這種現(xiàn)象的原因，是因?yàn)榈罔F管片結(jié)構(gòu)深埋地下，必須保證環(huán)向以及縱向有足夠剛度用來抵抗水土壓力，但管片結(jié)構(gòu)不具備足夠的變形自調(diào)整性能。差異沉降或者地震波會(huì)引起地層移動(dòng)，從而引起修建于地層中的結(jié)構(gòu)移動(dòng)。這種地層-結(jié)構(gòu)相對移動(dòng)會(huì)造成應(yīng)力集中，導(dǎo)致隧道結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞。因此，減小甚至消除不均勻性沉降或者高烈度地震引發(fā)的盾構(gòu)地鐵隧道管片結(jié)構(gòu)的破壞，在地鐵盾構(gòu)隧道的常規(guī)管片結(jié)構(gòu)之間安裝一環(huán)或者數(shù)環(huán)允許變形的環(huán)向柔性管片結(jié)構(gòu)是解決問題的最優(yōu)方案。通過一環(huán)或者數(shù)環(huán)管片的柔性變形，整個(gè)地鐵管片結(jié)構(gòu)以及地鐵隧道和地鐵車站接頭處的結(jié)構(gòu)能夠隨差異沉降或者地震引起的地層移動(dòng)而移動(dòng)，但并不影響其整體結(jié)構(gòu)性能。我們稱這種新型的管片結(jié)構(gòu)為地鐵盾構(gòu)隧道阻尼管片。這種阻尼管片在允許變形的同時(shí)，也擁有常規(guī)管片的剛度和防水能力以抵抗地層中水土壓力，保證盾構(gòu)地鐵隧道的安全運(yùn)營。

目前，對于地鐵盾構(gòu)隧道管片的環(huán)形接頭主要采用螺栓接頭(包括彎螺栓接頭、直螺栓接頭和組合螺栓接頭)，適應(yīng)地層變形的能力非常差，在微小的差異沉降條件下便可致使混凝土管片產(chǎn)生裂縫，甚至引起接頭發(fā)生永久性的破壞，影響盾構(gòu)隧道的防水性能和整體性，尤其在容易產(chǎn)生差異沉降的地鐵車站端墻和隧道連接區(qū)域，這種現(xiàn)象更容易發(fā)生。在高烈度地震區(qū)域，強(qiáng)大的地震波會(huì)引起地層變形，沒有自適應(yīng)性能的結(jié)構(gòu)管片會(huì)抵抗這種變形，因此會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)中過大的應(yīng)力集中，造成結(jié)構(gòu)破壞。有變形自適應(yīng)性的阻尼管片允許管片隨地層發(fā)生一定程度的位移，因此會(huì)充分將差異沉降或地震導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)破壞消弭于無形。

本實(shí)用新型所述的阻尼管片環(huán)結(jié)構(gòu)在充分理解變形結(jié)構(gòu)損壞機(jī)理和原因的基礎(chǔ)上，通過不同的結(jié)構(gòu)部件的共同作用，解決了這些問題，同時(shí)因?yàn)椴皇菍⑺泄芷几脑斐蔀樽枘峁芷軌蛴行У目刂乒こ淘靸r(jià)。本實(shí)用新型的阻尼管片和既有常規(guī)地鐵盾構(gòu)隧道管片鉸接方便，適應(yīng)主流地鐵盾構(gòu)施工工藝，實(shí)用性非常強(qiáng)，預(yù)期能在地下鐵道盾構(gòu)隧道中獲得推廣，并對我國的防災(zāi)減災(zāi)也有較大的貢獻(xiàn)。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了解決差異沉降或者地震波引起的結(jié)構(gòu)移動(dòng)會(huì)造成應(yīng)力集中，導(dǎo)致隧道結(jié)構(gòu)發(fā)生變形損壞的問題，實(shí)用新型實(shí)施例提供了適用差異沉降和高烈度地震區(qū)的地鐵盾構(gòu)隧道阻尼管片環(huán)，通過安裝所述阻尼管片環(huán)，使得在差異沉降區(qū)域或者高烈度地震區(qū)域內(nèi)的盾構(gòu)地鐵隧道結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的變形適應(yīng)能力，從而降低甚至消除變形帶來的結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中，避免結(jié)構(gòu)損壞；本實(shí)用新型的阻尼管片環(huán)具有和常規(guī)盾構(gòu)地鐵隧道管片結(jié)構(gòu)配套特點(diǎn)，施工便捷，不需另行使用其他設(shè)備，只需在安裝常規(guī)管片過程中跳裝本實(shí)用新型管片環(huán)即可，實(shí)用性非常強(qiáng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：