專利名稱：一種九等分分塊方式的盾構(gòu)隧道襯砌環(huán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及盾構(gòu)隧道襯砌，具體地指一種九等分分塊方式的盾構(gòu)隧道襯砌 環(huán)。
背景技術(shù)：
盾構(gòu)隧道襯砌的管片分塊方式需要綜合考慮每塊管片的重量、拼裝便利性，以及 整個襯砌環(huán)的力學(xué)特征、縱向連接剛度和隧道曲線條件等因素。因此對于大直徑盾構(gòu)隧道 來說，根據(jù)隧道擬合要求，合理的分塊數(shù)和封頂管片角度能有效的降低拼裝難度；合理的縱 向螺栓數(shù)目和錯縫拼裝的拼裝方式及錯縫搭接長度等能有效的提高縱向剛度，從而提高了 隧道的抗震性、增加了抵抗不均勻沉降的能力等。目前普遍使用的是一種7+1分塊方式的盾構(gòu)隧道襯砌環(huán)，它由八塊管片拼接而 成，其管片的分塊示意圖如說明書附圖中的圖1所示。該襯砌環(huán)包括五塊依次連接的標(biāo)準(zhǔn) 管片1、兩塊分別與上述標(biāo)準(zhǔn)管片1的兩外側(cè)連接的鄰接管片2和兩鄰接管片2之間的一塊 封頂管片3。其中，每塊標(biāo)準(zhǔn)管片1和鄰接管片2的分塊角度相等，封頂管片3的分塊角度 為標(biāo)準(zhǔn)管片1或者鄰接管片2的1/2。即標(biāo)準(zhǔn)管片1和鄰接管片2的分塊角度均為48°， 封頂管片3的分塊角度為24°。整個襯砌環(huán)的側(cè)面均勻分布有三十顆縱向螺栓4，其中，封 頂管片3上設(shè)置兩顆，其余管片上設(shè)置四顆，相鄰縱向螺栓4間圓弧對應(yīng)地圓心角為12°。 該襯砌環(huán)在使用時可以采用環(huán)向搭接1/2錯縫拼裝和環(huán)向搭接1/4錯縫拼裝兩種方式，但 兩種方式均存在問題1、當(dāng)采用環(huán)向搭接1/2錯縫拼裝時(如說明書附圖中的圖2所示)，一方面，由 于局部縱縫為通縫5，削弱了襯砌環(huán)的結(jié)構(gòu)剛度，且不利于接縫防水；另一方面，采用該分 塊方式在直線段隧道拼裝時須采用較復(fù)雜的組合方式擬合，不利于直線段隧道襯砌環(huán)的拼裝。2、當(dāng)采用環(huán)向搭接1/4錯縫拼裝時(如說明書附圖中的圖3所示)，一方面，環(huán)間 錯縫搭接長度較小，不利于環(huán)間剪力和彎矩的傳遞；另一方面，施工中盾構(gòu)掘進(jìn)千斤頂6成 對布置時，掘進(jìn)千斤頂將6作用在縱向接縫上，引起應(yīng)力集中，易導(dǎo)致管片被破壞。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的就是克服上述現(xiàn)有盾構(gòu)隧道襯砌環(huán)的缺陷，設(shè)計一種便于拼 裝、縱向剛度強的九等分分塊方式的盾構(gòu)隧道襯砌環(huán)。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型設(shè)計的一種九等分分塊方式的盾構(gòu)隧道襯砌環(huán)由六 塊依次連接的標(biāo)準(zhǔn)管片、兩塊分別與所述標(biāo)準(zhǔn)管片的兩外側(cè)連接的鄰接管片和兩鄰接管 片之間的一塊封頂管片拼接構(gòu)成，所述標(biāo)準(zhǔn)管片、鄰接管片和封頂管片對應(yīng)的圓心角均為 40° ；所述襯砌環(huán)沿縱向設(shè)有縱向螺栓。進(jìn)一步地，所述縱向螺栓為三十六顆，沿圓周均勻布置。更進(jìn)一步地，所述縱向螺栓相對于封頂管片的中心軸對稱布置。
3[0010]所述封頂管片優(yōu)選布置在水平軸線位置。本實用新型的盾構(gòu)隧道襯砌環(huán)易于拼裝、縱向剛度強，尤其是采用了九等分的管 片分塊方式，不僅可以采用0°位置襯砌環(huán)和旋轉(zhuǎn)180°后的襯砌環(huán)組成基本錯縫拼裝方 式模擬直線隧道，有利于直線段較長隧道的管片拼裝，提高施工質(zhì)量，降低施工難度；另一 方面，選擇合理的環(huán)間旋轉(zhuǎn)角度，例如20°、60° UOO0……，可以保證環(huán)向搭接長度約為 1/2標(biāo)準(zhǔn)管片環(huán)向長度，有利于提高隧道的剛度。

圖1是現(xiàn)有7+1分塊方式的盾構(gòu)隧道襯砌環(huán)的管片分塊示意圖；圖2是圖1所示襯砌環(huán)采用環(huán)向搭接1/2錯縫拼裝方式時的三環(huán)拼裝示意圖；圖3是圖1所示襯砌環(huán)采用環(huán)向搭接1/4錯縫拼裝方式時的三環(huán)拼裝不意圖；圖4是本實用新型的一種九等分分塊方式的盾構(gòu)隧道襯砌環(huán)的管片分塊示意圖；圖5是圖4所示襯砌環(huán)的拼裝示意圖；圖中，1-標(biāo)準(zhǔn)管片，2-鄰接管片，3-封頂管片，4-縱向螺栓，5-通縫，6-掘進(jìn)千斤 頂。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型的一種九等分分塊方式的盾構(gòu)隧道襯 砌環(huán)作進(jìn)一步的詳細(xì)描述圖1至圖3所示的現(xiàn)有7+1分塊方式的盾構(gòu)隧道襯砌環(huán)，因在上述背景技術(shù)部分 已作了詳細(xì)描述，于此不再贅述。如圖4所示，本實施例的一種九等分分塊方式的盾構(gòu)隧道襯砌環(huán)由六塊依次連接 的標(biāo)準(zhǔn)管片1、兩塊分別與標(biāo)準(zhǔn)管片1的兩外側(cè)連接的鄰接管片2和兩鄰接管片2之間的一 塊封頂管片3拼接構(gòu)成，每塊標(biāo)準(zhǔn)管片1、鄰接管片2和封頂管片3對應(yīng)的圓心角均為40°。 襯砌環(huán)沿縱向設(shè)有三十六顆縱向螺栓4，沿圓周均勻布置。封頂管片3)布置在水平軸線位 置，三十六顆縱向螺栓4相對于封頂管片3的中心軸(即水平軸線)對稱布置。 如圖5所示，在拼裝過程中，沿盾構(gòu)推進(jìn)方向，相鄰的襯砌環(huán)之間依次旋轉(zhuǎn)180 ° 即可，該拼裝方式能夠?qū)崿F(xiàn)良好的錯縫拼裝。該技術(shù)方案重點解決了以下兩個關(guān)鍵技術(shù)問題①滿足了環(huán)與環(huán)之間的完全錯縫拼裝，提高了結(jié)構(gòu)的整體性和防水性能；②環(huán)間錯縫搭接長度盡可能大，有利于盾構(gòu)機掘進(jìn)千斤頂6的布置，加強了環(huán)間 傳力效果。此外，只要環(huán)間旋轉(zhuǎn)角度為20°的整數(shù)倍而不為40°的整數(shù)倍拼裝時，就可以實 現(xiàn)環(huán)向搭接長度約為1/2標(biāo)準(zhǔn)管片環(huán)向長度，隧道的剛度能夠得到很好的保證。
權(quán)利要求一種九等分分塊方式的盾構(gòu)隧道襯砌環(huán)，其特征在于它由六塊依次連接的標(biāo)準(zhǔn)管片(1)、兩塊分別與所述標(biāo)準(zhǔn)管片(1)的兩外側(cè)連接的鄰接管片(2)和兩鄰接管片(2)之間的一塊封頂管片(3)拼接構(gòu)成，所述標(biāo)準(zhǔn)管片(1)、鄰接管片(2)和封頂管片(3)對應(yīng)的圓心角均為40°；所述襯砌環(huán)沿縱向設(shè)有縱向螺栓(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種九等分分塊方式的盾構(gòu)隧道襯砌環(huán)，其特征在于所述 縱向螺栓(4)為三十六顆，沿圓周均勻布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述所述的一種九等分分塊方式的盾構(gòu)隧道襯砌環(huán)，其特征在于 所述縱向螺栓(4)相對于封頂管片(3)的中心軸對稱布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的一種九等分分塊方式的盾構(gòu)隧道襯砌 環(huán)，其特征在于所述封頂管片(3)布置在水平軸線位置。
專利摘要一種九等分分塊方式的盾構(gòu)隧道襯砌環(huán)，涉及盾構(gòu)隧道襯砌，用于克服現(xiàn)有盾構(gòu)隧道襯砌環(huán)不便拼裝、縱向剛度弱的缺陷。它由六塊依次連接的標(biāo)準(zhǔn)管片、兩塊分別與所述標(biāo)準(zhǔn)管片的兩外側(cè)連接的鄰接管片和兩鄰接管片之間的一塊封頂管片拼接構(gòu)成，所述標(biāo)準(zhǔn)管片、鄰接管片和封頂管片對應(yīng)的圓心角均為40°；所述襯砌環(huán)沿縱向設(shè)有縱向螺栓。本實用新型易于拼裝、縱向剛度強，尤其是采用了九等分的管片分塊方式，不僅可以采用0°位置襯砌環(huán)和旋轉(zhuǎn)180°后的襯砌環(huán)組成基本錯縫拼裝方式模擬直線隧道，有利于直線段較長隧道的管片拼裝，提高施工質(zhì)量，降低施工難度；選擇合理的環(huán)間旋轉(zhuǎn)角度，還可以保證環(huán)向搭接長度約為1/2標(biāo)準(zhǔn)管片環(huán)向長度，有利于提高隧道的剛度。
文檔編號E21D11/08GK201756968SQ20102023514
公開日2011年3月9日 申請日期2010年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月18日
發(fā)明者季大雪, 張惠蘭, 焦齊柱, 王克金, 王騰飛, 管鴻浩, 肖明清, 鄧朝輝 申請人:中鐵第四勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司