專利名稱：盾構(gòu)法隧道進出洞段管片連接結(jié)構(gòu)及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及盾構(gòu)法隧道的施工，尤其涉及一種盾構(gòu)法隧道進出洞段管 片的連接結(jié)構(gòu)及其施工方法，屬于建筑工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
盾構(gòu)進出洞段管片的拼裝是盾構(gòu)法建造隧道的重要環(huán)節(jié)，該工序施工 的優(yōu)劣將直接影響建成后隧道的軸線質(zhì)量以及進出洞口處環(huán)境保護的成 效。與正常掘進段不同，出洞段管片兼具導(dǎo)向和負環(huán)管片拆除時特殊受力 要求，進洞段管片則要求在盾構(gòu)反向頂力逐漸卸載的情況下具有良好的整 體性和穩(wěn)定性，所以進出洞段管片拼裝完成后，必須在螺栓連接的基礎(chǔ)上 進行管片的加強連接，以增加其整體剛度。
經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利申請"用于盾構(gòu)法隧道中襯砌管片與內(nèi)層襯砌 間的連接方法"(專利申請?zhí)?00710037447.6)涉及了一種用于盾構(gòu)法隧道 中襯砌管片與內(nèi)層襯砌間的連接方法，該方法通過在襯砌管片與內(nèi)層襯砌 間的接合面之間設(shè)置錨筋，使二者有效地連成一體。申請?zhí)枮?200610024898.1的中國專利申請"襯砌隧道管片拼裝限位的方法"在管片 分塊面上設(shè)置遠小于現(xiàn)有技術(shù)中凹凸榫的尺寸的凹槽，以及在凹槽中設(shè)置 定位棒，用于管片拼裝時的限位。然而以上專利均未涉及管片與管片之間 的連接。
目前，在己經(jīng)實施的地鐵盾構(gòu)進出洞段管片的連接工程中，管片縱向 通常采用通長的槽鋼進行連接，而環(huán)向一般采用環(huán)向螺栓的連接方式或者 剪力銷的連接方式。在小直徑隧道中采用上述方式尚能滿足管片連接的需 要，但在直徑大于14m的超大型盾構(gòu)的管片連接中，由于空間的增大以及管片自重的原因，若采用槽鋼或定位棒連接，則容易出現(xiàn)以下問題
(1) 在縱向連接上，采用整根槽鋼連接在施工過程中操作不便；此外 由于槽鋼整體剛度較小，且環(huán)向難以采用該方式連接，因而無法達到加強 成環(huán)隧道管片整體剛度的要求，容易引起環(huán)間錯臺；再者，當(dāng)施工完成后， 從內(nèi)部施工需要以及整體美觀方面考慮，需要拆除前期焊接的槽鋼，因此 工序較為繁瑣。
(2) 在環(huán)向連接上，定位棒無法起到加強隧道成環(huán)管片整體剛度的要 求，容易引起管片碎裂現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有盾構(gòu)進出洞段管片連接的缺 陷，提供一種盾構(gòu)法隧道進出洞段管片連接結(jié)構(gòu)，其能夠適應(yīng)錯縫拼裝的 管片，施工后不用拆卸，具有結(jié)構(gòu)形式簡單美觀、強度高、剛度大和便于 施工的優(yōu)點。本發(fā)明還提供一種上述進出洞段管片連接結(jié)構(gòu)的施工方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下
一種盾構(gòu)法隧道進出洞段管片連接結(jié)構(gòu)，設(shè)置于隧道進出洞段的管片 上，該管片內(nèi)弧面的兩側(cè)邊處設(shè)置有穿置縱向螺栓的手孔，其特征在于 該管片連接結(jié)構(gòu)包括短預(yù)埋件、長預(yù)埋件和連接板，所述短預(yù)埋件埋固于 每一管片內(nèi)弧面的四角處，所述長預(yù)埋件埋固于每一管片內(nèi)弧面兩側(cè)邊的 縱向螺栓手孔旁邊，部分連接板一端固定連接于管片的短預(yù)埋件上，其另 一端固定連接于與該管片同環(huán)相接的另一管片上相鄰的短預(yù)埋件上，以形 成管片的環(huán)向連接，另外部分連接板一端固定連接于管片的短預(yù)埋件或長 預(yù)埋件上，其另一端固定連接于與該管片鄰環(huán)相接的另一管片上相鄰的長 預(yù)埋件上，以形成管片的縱向連接。
本發(fā)明所述盾構(gòu)法隧道進出洞段管片連接結(jié)構(gòu)的短預(yù)埋件和長預(yù)埋件各自包括有平板和錨筋，所述錨筋垂直地固定連接于平板的下面，其埋入 管片的內(nèi)部，所述平板暴露在管片的內(nèi)弧面上；該短預(yù)埋件、長預(yù)埋件和 連接板均由鋼材制成，其相互間的固定連接方式為焊接。
一種建造上述盾構(gòu)法隧道進出洞段管片連接結(jié)構(gòu)的施工方法，其按照 下列步驟進行施工
(1) 盾構(gòu)推進前預(yù)先準備好連接板；
(2) 出洞階段前10環(huán)管片采用內(nèi)弧面四角處固埋有短預(yù)埋件和內(nèi)弧 面兩側(cè)邊的縱向螺栓手孔旁邊固埋有長預(yù)埋件的管片進行拼接，每兩環(huán)管 片拼裝完畢后，首先將連接板的兩端分別與同環(huán)相接管片上的相鄰短預(yù)埋 件焊接固定起來，然后再將另外連接板的兩端分別與鄰環(huán)相接管片上的相 鄰長預(yù)埋件或者相鄰短預(yù)埋件和長預(yù)埋件焊接固定起來，以形成管片的環(huán) 向連接及縱向連接；
(3)進洞階段最后10環(huán)管片同樣采用內(nèi)弧面四角處固埋有短預(yù)埋件和內(nèi) 弧面兩側(cè)邊的縱向螺栓手孔旁邊固埋有長預(yù)埋件的管片進行拼接，重復(fù)上 述第(2)項所述的施工內(nèi)容。
與現(xiàn)有進出洞段管片的連接方式相比較，本發(fā)明所述的盾構(gòu)法隧道進 出洞段管片連接結(jié)構(gòu)采用內(nèi)弧面固埋有短預(yù)埋件和長預(yù)埋件的管片進行拼 接，并通過連接板將預(yù)埋件之間固定連接起來，使各環(huán)管片的縱向及環(huán)向 有效地連成一體，作為一整體疊合構(gòu)件共同受力，大大改善了結(jié)構(gòu)受力狀 態(tài)，從而使其接合面能傳遞壓力、剪力及彎矩，滿足連接剛度的要求，增 加了環(huán)與環(huán)之間以及管片與管片之間的抗拉和抗剪能力，有效地防止了兩 者之間的錯動移位，保證了進出洞段隧道管片成環(huán)和軸線的成型質(zhì)量。此 外，所述盾構(gòu)法隧道進出洞段管片連接結(jié)構(gòu)的構(gòu)件簡單實用，可就地取材
加工制作，便于現(xiàn)場施工；同時該連接結(jié)構(gòu)的外觀可以作為永久結(jié)構(gòu)形式予以保留，不影響結(jié)構(gòu)的整體美觀性?？傊景l(fā)明的優(yōu)點是，結(jié)構(gòu)簡單、 便于施工，強度高、剛度大、質(zhì)量可靠，形式美觀、施工后不用拆卸，其 能夠適用于錯縫拼裝的大型盾構(gòu)隧道施工，特別是適用于直徑大于14米的 超大直徑盾構(gòu)進出洞段管片的連接施工。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明管片的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為圖2的仰視圖。
圖4為本發(fā)明短預(yù)埋件和長預(yù)埋件的橫截面示意圖。
具體實施例方式
現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。 首先請參閱圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖示盾構(gòu)法隧道進出洞段管片 連接結(jié)構(gòu)設(shè)置于隧道進出洞段10環(huán)的管片上，其包括短預(yù)埋件l、長預(yù)
埋件2和連接板4，該短預(yù)埋件1 、長預(yù)埋件2和連接板4均由鋼材制成。 再請參閱圖4短預(yù)埋件1和長預(yù)埋件2的橫截面示意圖，所述短預(yù)埋件1 和長預(yù)埋件2各自包括有平板8和錨筋9，該錨筋9為一彎曲構(gòu)件，其垂直 地固定連接于平板8的下面，例如與平板8相焊接。再請結(jié)合參閱圖2和 圖3管片的結(jié)構(gòu)示意圖，該管片內(nèi)弧面的兩側(cè)邊處設(shè)置有若干穿置縱向螺 栓11的手孔10，其內(nèi)弧面的四角處設(shè)置有穿置環(huán)向螺栓13的手孔12。所 述短預(yù)埋件1埋入并固定于每一管片內(nèi)弧面的四角處，從而靠近環(huán)向螺栓 手孔12，所述長預(yù)埋件2埋入并固定于每一管片內(nèi)弧面兩側(cè)邊的縱向螺栓 手孔的旁邊，該短預(yù)埋件1和長預(yù)埋件2的錨筋9埋入管片的內(nèi)部，該平 板8暴露在管片的內(nèi)弧面上(見圖2)，埋入工作可以在管片澆筑的階段進 行。再請參閱圖1，當(dāng)隧道進出洞段的管片拼成環(huán)之后，其錯縫拼裝的狀況 即如圖1所示，前環(huán)管片3與后環(huán)管片5縱向拼接于接縫7上，后環(huán)兩管
片5的同環(huán)接縫7恰好對應(yīng)于前環(huán)管片3的中部。部分連接板4(一塊或多 塊，下同)的一端固定連接(例如焊接，下同)于一管片5的短預(yù)埋件1 上，其另一端固定連接于與該管片5同環(huán)相接的另一管片5上相鄰的位于 環(huán)向螺栓手孔12旁邊的短預(yù)埋件1上，從而形成管片5的環(huán)向連接。另外 的部分連接板4的一端固定連接于管片5的短預(yù)埋件1上，其另一端固定 連接于與該管片5鄰環(huán)相接的另一管片3上相鄰的長預(yù)埋件2上；還有部 分連接板4的一端固定連接于管片5的長預(yù)埋件2上，其另一端固定連接 于與該管片5鄰環(huán)相接的另一管片3上相鄰的長預(yù)埋件2上，從而形成管 片3與5的縱向連接。所述短預(yù)埋件1和長預(yù)埋件2與連接板4固定連接 的部位都是其平板8的板面，固定連接的方式一般為焊接。
建造本發(fā)明所述盾構(gòu)法隧道進出洞段管片連接結(jié)構(gòu)的施工方法按照下 列歩驟進行
(1) 盾構(gòu)推進前預(yù)先準備好連接板4，由于該連接板4的結(jié)構(gòu)簡單， 因此可以就地取材，用鋼板的邊角料加工制作，也可以在預(yù)制件工廠中制 成后運至現(xiàn)場。
(2) 出洞階段前10環(huán)管片采用內(nèi)弧面四角處固埋有短預(yù)埋件1和內(nèi) 弧面兩側(cè)邊的縱向螺栓手孔10旁邊固埋有長預(yù)埋件2的管片進行拼接，以 保證盾構(gòu)進出洞過程中后續(xù)管片的縱向和環(huán)向穩(wěn)定，避免拼裝好的管片出 現(xiàn)錯縫或錯臺現(xiàn)象。請結(jié)合參閱圖l，每前后兩環(huán)管片3和5拼裝完畢后， 首先將連接板4的兩端分別與同環(huán)相接管片5上的相鄰短預(yù)埋件1的平板8 搭接起來，隨后進行焊連，形成焊縫6將兩相鄰短預(yù)埋件1焊固起來，也 就是將兩同環(huán)相接的管片5連接固定起來，以形成管片的環(huán)向連接；焊縫6沿短預(yù)埋件1與連接板4的搭接邊線均勻布置，其飽滿度應(yīng)符合工藝要求。 然后再將另外的連接板4的兩端分別與前后鄰環(huán)相接的管片3和5上的相
鄰長預(yù)埋件2或者相鄰短預(yù)埋件1和長預(yù)埋件2搭接并焊接起來，也就是 將兩鄰環(huán)相接的管片3和5連接固定起來，以形成管片的縱向連接；對焊 縫6的工藝要求與上述一致。
(3)進洞階段最后IO環(huán)管片同樣采用內(nèi)弧面四角處固埋有短預(yù)埋件1 和內(nèi)弧面兩側(cè)邊的縱向螺栓手孔10旁邊固埋有長預(yù)埋件2的管片進行拼 接，其拼接方法重復(fù)上述第(2)項所述的施工內(nèi)容。
本發(fā)明所述盾構(gòu)法隧道進出洞段管片連接結(jié)構(gòu)適用于錯縫拼裝的大型 盾構(gòu)隧道施工，特別是適用于直徑大于14米的超大直徑盾構(gòu)進出洞段管片 的連接施工。
權(quán)利要求
1、一種盾構(gòu)法隧道進出洞段管片連接結(jié)構(gòu)，設(shè)置于隧道進出洞段的管片上，該管片內(nèi)弧面的兩側(cè)邊處設(shè)置有穿置縱向螺栓的手孔，其特征在于該管片連接結(jié)構(gòu)包括短預(yù)埋件、長預(yù)埋件和連接板，所述短預(yù)埋件埋固于每一管片內(nèi)弧面的四角處，所述長預(yù)埋件埋固于每一管片內(nèi)弧面兩側(cè)邊的縱向螺栓手孔旁邊，部分連接板一端固定連接于管片的短預(yù)埋件上，其另一端固定連接于與該管片同環(huán)相接的另一管片上相鄰的短預(yù)埋件上，以形成管片的環(huán)向連接，另外部分連接板一端固定連接于管片的短預(yù)埋件或長預(yù)埋件上，其另一端固定連接于與該管片鄰環(huán)相接的另一管片上相鄰的長預(yù)埋件上，以形成管片的縱向連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的盾構(gòu)法隧道進出洞段管片連接結(jié)構(gòu)，其特征 在于所述短預(yù)埋件和長預(yù)埋件各自包括有平板和錨筋，所述錨筋垂直地 固定連接于平板的下面，其埋入管片的內(nèi)部，所述平板暴露在管片的內(nèi)弧 面上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的盾構(gòu)法隧道進出洞段管片連接結(jié)構(gòu)，其特征 在于所述短預(yù)埋件、長預(yù)埋件和連接板均由鋼材制成，其相互間的固定 連接方式為焊接。
4、 一種建造權(quán)利要求3所述盾構(gòu)法隧道進出洞段管片連接結(jié)構(gòu)的施工 方法，其特征在于按照下列步驟進行施工(1) 盾構(gòu)推進前預(yù)先準備好連接板；(2) 出洞階段前10環(huán)管片采用內(nèi)弧面四角處固埋有短預(yù)埋件和內(nèi)弧面兩側(cè)邊的縱向螺栓手孔旁邊固埋有長預(yù)埋件的管片進行拼接，每兩環(huán)管 片拼裝完畢后，首先將連接板的兩端分別與同環(huán)相接管片上的相鄰短預(yù)埋 件焊接固定起來，然后再將另外連接板的兩端分別與鄰環(huán)相接管片上的相 鄰長預(yù)埋件或者相鄰短預(yù)埋件和長預(yù)埋件焊接固定起來，以形成管片的環(huán)向連接及縱向連接；(3)進洞階段最后10環(huán)管片同樣采用內(nèi)弧面四角處固埋有短預(yù)埋件 和內(nèi)弧面兩側(cè)邊的縱向螺栓手孔旁邊固埋有長預(yù)埋件的管片進行拼接，重 復(fù)上述第(2)項所述的施工內(nèi)容。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種盾構(gòu)法隧道進出洞段管片連接結(jié)構(gòu)，其包括短預(yù)埋件、長預(yù)埋件和連接板，所述短預(yù)埋件和長預(yù)埋件埋固于每一管片的內(nèi)弧面上，部分連接板的兩端分別與同環(huán)相接管片上的相鄰短預(yù)埋件固定連接起來，另外部分連接板的兩端分別與鄰環(huán)相接管片上的相鄰長預(yù)埋件或短預(yù)埋件固定連接起來，以形成管片的環(huán)向連接及縱向連接。本發(fā)明還提供了一種上述進出洞段管片連接結(jié)構(gòu)的施工方法。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、便于施工，強度高、剛度大、質(zhì)量可靠，形式美觀、施工后不用拆卸等優(yōu)點，能夠適用于錯縫拼裝的大型盾構(gòu)隧道施工，特別是適用于直徑大于14米的超大直徑盾構(gòu)進出洞段管片的連接施工。
文檔編號E21D11/04GK101435334SQ20081020466
公開日2009年5月20日 申請日期2008年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月16日
發(fā)明者丁志誠, 何國軍, 戴仕敏, 朱學(xué)銀, 李章林, 鄭宜楓, 元 馬, 黃德中 申請人:上海隧道工程股份有限公司