本實用新型涉及城市地鐵盾構隧道抗浮技術領域，尤其涉及地鐵盾構隧道下穿江、河、湖泊等地面無施工條件的隧道抗浮技術措施。

背景技術：

隨著城市軌道交通建設的快速發(fā)展，盾構法因其對環(huán)境影響小、施工效率高、適用范圍廣而在城市地鐵的建設熱潮中成為主要工法得以廣泛應用。但由于城市中復雜的地質情況及周邊環(huán)境，地鐵隧道的線路規(guī)劃常不可避免的會遇到如淺覆土帶來的隧道抗浮不足等設計難題，尤其對于地鐵盾構隧道在下穿江、河、湖泊時，地面無條件施做抗浮設施的情況下，如何在盾構隧道中解決隧道結構永久抗浮問題越發(fā)突出。

目前，城市地鐵盾構隧道常用的抗浮措施主要有：調(diào)整線路縱坡，增加隧道埋深；在隧道淺覆土段地表設置抗浮壓頂梁；在隧道淺覆土段首先采用明挖法施工主體結構，然后在主體結構內(nèi)回填素混凝土，最后盾構掘進通過；在隧道淺覆土段采用鋼管片，鋼管片空腔內(nèi)填充素混凝土，該法目前應用較少，主要由于鋼管片耐腐蝕性在地鐵使用期限100年內(nèi)無充分保障；

在盾構隧道穿越江、河、湖泊淺覆土段隧道抗浮不滿足要求時，由于規(guī)劃線路受困于某種原因無法調(diào)整；而采用傳統(tǒng)的地面設置抗浮壓頂梁或首先采用明挖法施工主體結構，然后回填素混凝土，最后盾構掘進通過的方式解決抗浮問題時現(xiàn)場又不具備施工條件；若采用鋼管片，鋼管片空腔內(nèi)填充素混凝土的方式來解決隧道永久抗浮問題時，由于大范圍內(nèi)使用鋼管片作為隧道永久襯砌，鋼管片在地鐵使用期限100年內(nèi)耐久性難以保障，而且造價高、施工復雜、工期長，而采用加配重的鋼筋混凝管片來解決盾構隧道永久抗浮問題不僅受力明確、施工簡單、工程造價低、不受施工場地條件制約、而且大大縮短了施工工期，同時隧道襯砌耐久性有充分保障。但目前用于盾構隧道抗浮的加配重式鋼筋混凝土管片結構仍然存在以下缺陷：受管片結構主截面極限配筋率控制，通過在管片配筋中增設配重鋼筋的方式解決隧道永久抗浮問題適用范圍有限，倘若隧道覆土厚度極小，抗浮系數(shù)遠遠小于規(guī)范要求時，隧道管片采用極限配筋率配筋可能都無法解決抗浮問題，亦即增加鋼筋混凝土管片自身重量并非無上限，必須在管片結構主截面配筋率小于規(guī)范要求的極限配筋率條件下使用該方法。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服常用的盾構隧道抗浮技術充分依賴施工場地條件的不足，提供一種用于淺覆土盾構隧道抗浮的鋼筋混凝土管片結構。本實用新型受力明確、施工簡單、工程造價低、不受施工場地條件制約、而且可大大縮短施工工期，同時結構耐久性有充分保障的采用加配重方式來解決抗浮問題的鋼筋混凝土盾構管片，以便提升綜合經(jīng)濟效益。

本實用新型的目的通過以下技術方案予以實現(xiàn)：

本實用新型提供的一種用于淺覆土盾構隧道抗浮的鋼筋混凝土管片結構，包括第一標準塊、第二標準塊、第三標準塊、第一臨接塊、第二臨接塊以及位于盾構隧道截面圓周的11點位或1點位的封頂塊, 所述第一標準塊、第二標準塊、第三標準塊、第一臨接塊、第二臨接塊和封頂塊通過塊與塊之間的連接螺栓拼裝成圓形管片結構。

本實用新型的一種用于淺覆土盾構隧道抗浮的鋼筋混凝土管片結構具有以下有益效果：

（1）受力明確、施工簡單：加配重式鋼筋混凝土管片主要通過在管片配筋中增加配重式鋼筋，同時適當調(diào)整管片分布筋、管片受力筋、管片箍筋以及螺旋筋的直徑來增加管片重量以解決盾構隧道抗浮問題的一種措施，與傳統(tǒng)的增設抗浮梁或明挖方式解決抗浮問題相比較施工簡單。

（2）工程造價低：采用加配重式鋼筋混凝土管片結構解決隧道抗浮問題只需增加管片中配重鋼筋的工程造價，與傳統(tǒng)的地面設置抗浮梁或采用鋼管片或采用明挖方式解決抗浮問題等措施相比造價較低。

（3）不受施工場地條件制約：采用加配重式鋼筋混凝土管片結構解決隧道抗浮問題克服了傳統(tǒng)的地面設置抗浮梁或采用明挖方式等抗浮措施嚴重依賴施工場地條件的不足，其在任何施工環(huán)境下均可適用，不受地面條件制約。

（4）施工工期短：采用加配重式鋼筋混凝土管片結構解決隧道抗浮問題與傳統(tǒng)的盾構隧道掘進工藝一致，不影響盾構掘進施工工期，而傳統(tǒng)的抗浮措施需額外增加措施實施時間，從而增加施工工期。

附圖說明

下面將結合實施例和附圖對本實用新型作進一步的詳細描述：

圖1是本實用新型實施例的加配重式鋼筋混凝土管片結構示意圖。

圖2是本實用新型實施例的加配重式鋼筋混凝土管片中標準塊配筋展開結構示意圖。

圖3是本實用新型實施例的加配重式鋼筋混凝土管片中臨接塊配筋展開結構示意圖。

圖4是本實用新型實施例的加配重式鋼筋混凝土管片中封頂塊配筋展開結構示意圖。

以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的解釋。

具體實施方式

圖1所示為本實用新型的實施例，為地鐵線路下穿景觀湖段的盾構隧道管片結構7。該下穿景觀湖段隧道覆土厚度僅為3.08米，經(jīng)抗浮計算，該淺覆土段隧道結構永久抗浮不滿足規(guī)范要求。由于下穿段地面為景觀湖，且下穿段長度約100米，范圍較大，地面已無設置抗浮壓頂梁施工條件，同時若采用明挖法施工該段隧道需破壞景觀湖，造價較大，工期較長。為滿足地鐵隧道結構抗浮要求，且為滿足建設方提出的安全、工期、經(jīng)濟等要求，下穿景觀湖段采用盾構法施工，盾構管片采用本實用新型加配重式鋼筋混凝土管片結構，管片環(huán)寬1200毫米。

如圖1所示，本實用新型的用于淺覆土盾構隧道抗浮的鋼筋混凝土管片結構，包括第一標準塊1、第二標準塊2、第三標準塊3、第一臨接塊4、第二臨接塊5以及位于盾構隧道截面圓周11點位或1點位的封頂塊6, 所述第一標準塊1、第二標準塊2、第三標準塊3、第一臨接塊4、第二臨接塊5和封頂塊6通過塊與塊之間的橫向連接螺栓拼裝成圓形管片結構7。

上述第一標準塊1、第二標準塊2、第三標準塊3的配筋展開結構包括：標準塊分布筋8、標準塊縱向配重鋼筋9、標準塊箍筋10、標準塊端頭箍筋11、標準塊管片受力筋12、標準塊橫向配重鋼筋13和標準塊接頭螺旋筋14；標準塊縱向配重鋼筋9等間距設置于兩根標準塊分布筋8之間；標準塊箍筋10設置于標準塊分布筋8與標準塊管片受力筋12的交叉節(jié)點處；標準塊端頭箍筋11設置于標準塊兩端頭與標準塊管片受力筋12并行；標準塊橫向配重鋼筋13等間距設置于兩根標準塊管片受力筋12之間；標準塊接頭螺旋筋14設置于標準塊縱向和橫向接頭螺栓處。

上述標準塊分布筋8安裝間距除兩端頭為80毫米外，其余安裝間距為190毫米～230毫米；標準塊管片受力筋12安裝間距除兩端頭為70毫米外，其余安裝間距為145毫米～250毫米。

上述第一臨接塊4、第二臨接塊5的配筋展開結構包括：臨接塊分布筋15、臨接塊縱向配重鋼筋16、臨接塊箍筋17、臨接塊端頭箍筋18、臨接塊管片受力筋19、臨接塊橫向配重鋼筋20和臨接塊接頭螺旋筋21；臨接塊縱向配重鋼筋16等間距設置于兩根臨接塊分布筋15之間；臨接塊箍筋17設置于臨接塊分布筋15與臨接塊管片受力筋19的交叉節(jié)點處；臨接塊端頭箍筋18設置于臨接塊兩端頭與管臨接塊片受力筋19并行；臨接塊橫向配重鋼筋20等間距設置于兩根臨接塊管片受力筋19之間；臨接塊接頭螺旋筋21設置于臨接塊縱向和橫向接頭螺栓處。

上述臨接塊分布筋15安裝間距除兩端頭為80毫米外，其余安裝間距為120毫米～240毫米；臨接塊管片受力筋19安裝間距除兩端頭為70毫米外，其余安裝間距為145毫米～250毫米。

上述封頂塊6的配筋展開結構包括：封頂塊分布筋22、封頂塊縱向配重鋼筋23、封頂塊管片受力筋24、封頂塊橫向配重鋼筋25和封頂塊接頭螺旋筋26；封頂塊分布筋22沿封頂塊橫向對稱布置，封頂塊縱向配重鋼筋23等間距設置于兩根封頂塊分布筋22之間；封頂塊橫向配重鋼筋25等間距設置于兩根封頂塊管片受力筋24之間；封頂塊接頭螺旋筋26設置于封頂塊橫向接頭螺栓處。

上述封頂塊分布筋22除兩端頭斜邊外其余安裝間距為55毫米～240毫米；封頂塊管片受力筋24安裝間距除兩端頭為80毫米外，其余安裝間距為150毫米～230毫米。

上述第一標準塊1、第二標準塊2、第三標準塊3、第一臨接塊4、第二臨接塊5和封頂塊6通過塊與塊之間的橫向連接螺栓拼裝成外徑6000毫米，內(nèi)徑5400毫米的圓形管片結構7，所述管片結構7壁厚為300毫米，縱向長度（即環(huán)寬）為1500毫米或1200毫米。優(yōu)選地，管片結構7壁厚為300毫米，縱向長度（即環(huán)寬）為1200毫米。

上述標準塊分布筋8的數(shù)量為18根，其直徑大于或等于12毫米；所述標準塊縱向配重鋼筋9的數(shù)量為12根，其直徑大于或等于12毫米；所述標準塊管片受力筋12的數(shù)量為8根，其直徑大于或等于18毫米；所述標準塊橫向配重鋼筋13的數(shù)量為2根，其直徑大于或等于18毫米。

上述臨接塊分布筋15的數(shù)量為16根，其直徑大于或等于12毫米；所述臨接塊縱向配重鋼筋16的數(shù)量為11根，其直徑大于或等于12毫米；所述臨接塊管片受力筋19的數(shù)量為8根，其直徑大于或等于18毫米；所述臨接塊橫向配重鋼筋20的數(shù)量為2根，其直徑大于或等于18毫米；上述封頂塊分布筋22的數(shù)量為5根，其直徑大于或等于12毫米；所述封頂塊縱向配重鋼筋23的數(shù)量為2根，其直徑大于或等于12毫米；所述封頂塊管片受力筋24的數(shù)量為8根，其直徑大于或等于18毫米；所述封頂塊橫向配重鋼筋25的數(shù)量為2根，其直徑大于或等于18毫米。

上述標準塊分布筋8、標準塊縱向配重鋼筋9、標準塊管片受力筋12、標準塊橫向配重鋼筋13可根據(jù)抗浮需要選用不同直徑鋼筋。上述臨接塊分布筋15、臨接塊縱向配重鋼筋16、臨接塊管片受力筋19、臨接塊橫向配重鋼筋20可根據(jù)抗浮需要選用不同直徑鋼筋；所述封頂塊分布筋22、封頂塊縱向配重鋼筋23、封頂塊管片受力筋24、封頂塊橫向配重鋼筋25可根據(jù)抗浮需要選用不同直徑鋼筋。

優(yōu)選地，標準塊分布筋8和標準塊縱向配重鋼筋9的直徑為14毫米，標準塊管片受力筋12和標準塊橫向配重鋼筋13的直徑為28毫米，標準塊箍筋10的直徑為18毫米，標準塊端頭箍筋11的直徑為14毫米，標準塊接頭螺旋筋14的直徑為8毫米；標準塊分布筋與標準塊縱向配重鋼筋之間最小間距為80毫米，最大間距為200毫米；標準塊管片受力筋與標準塊橫向配重鋼筋之間最小間距為70毫米，最大間距為150毫米。

優(yōu)選地，臨接塊分布筋15和縱向配重鋼筋16的直徑為14毫米，臨接塊管片受力筋19和臨接塊橫向配重鋼筋20的直徑為28毫米，臨接塊箍筋17的直徑為18毫米，臨接塊端頭箍筋18的直徑為14毫米，臨接塊接頭螺旋筋21的直徑為8毫米；臨接塊分布筋與臨接塊縱向配重鋼筋之間最小間距為80毫米，最大間距為200毫米；臨接塊管片受力筋與臨接塊橫向配重鋼筋之間最小間距為70毫米，最大間距為150毫米。

優(yōu)選地，封頂塊分布筋22和封頂塊縱向配重鋼筋23直徑為14毫米，封頂塊管片受力筋24和封頂塊橫向配重鋼筋25直徑為28毫米，封頂塊接頭螺旋筋26直徑為8毫米。

通過在管片標準塊、臨接塊和封頂塊配筋中增設配重鋼筋，同時調(diào)整管片分布筋、管片受力筋以及箍筋直徑大小，以增加單環(huán)管片重量，較好的解決了隧道結構永久抗浮問題。該抗浮措施與傳統(tǒng)的抗浮措施相比較受力明確，施工簡單，工期短，造價低，明顯提升了綜合經(jīng)濟效益。

優(yōu)選地，所述標準塊、臨接塊以及封頂塊的箍筋、端頭箍筋以及接頭螺旋筋在不受鋼筋加工工藝約束前提下可根據(jù)抗浮需要選用不同的直徑。

更優(yōu)選地，由3個標準塊、2個臨接塊和1個封頂塊拼裝成的一環(huán)管片，通過調(diào)整管片內(nèi)鋼筋直徑可得到各種不同重量的管片，以滿足不同條件下隧道結構抗浮需要。

盡管以上結合附圖對本實用新型的實施方案進行了描述，但本實用新型并不局限于上述的具體實施方案和應用領域，上述的具體實施方案僅僅是示意性的、指導性的，而不是限制性的。本領域的普通技術人員在本說明書的啟示下和在不脫離本實用新型權利要求所保護的范圍的情況下，還可以做出很多種的形式，這些均屬于本實用新型保護之列。