一种用于地铁盾构区间的隧道结构及地层加固结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于地铁盾构区间的隧道结构及地层加固结构，用于地铁盾构区间下穿河流的隧道结构包括多层衬砌、注浆管和加固层；用于地铁盾构区间侧穿高架桥的地层加固结构包括深注浆管和加固层。本实用新型专利技术结构能够提高隧道承载性能、减少对地面既有河流和高架桥影响，具有很高的推广价值。

A tunnel structure and reinforcement structure for Metro Shield Tunnel

The utility model discloses a tunnel structure and stratum reinforcement structure for subway shield tunneling section. The tunnel structure for subway shield tunneling section under river includes multi-layer lining, grouting pipe and reinforcement layer; the stratum reinforcement structure for subway shield tunneling section through viaduct includes deep grouting pipe and reinforcement layer. The structure of the utility model can improve the bearing capacity of the tunnel, reduce the influence on the existing river and Viaduct on the ground, and has high popularization value.

【技术实现步骤摘要】
一种用于地铁盾构区间的隧道结构及地层加固结构
本技术涉及城市地铁区间隧道施工
，具体涉及一种用于地铁盾构区间的隧道结构及地层加固结构。
技术介绍
随着城市地铁建设的快速发展，城市中地铁路网的密度也越来越高。由于我国城市地铁建设往往是在旧城区或新城区地面土地利用和建筑规划已有或完成的情况下进行，因此地铁线路的设置通常要受到现有城市中复杂地面环境和地下建、构物的影响。当地铁线路在城市中心区敷设时，其要不可避免地下穿或侧穿各种既有的地面建、构筑物，如城市快速路、高架桥、城市河流以及地面高层建筑物等。尤其是当地铁区间线路同时下穿城市河流和侧穿高架桥时，不仅要考虑地铁区间隧道本身在施工和运营期间的安全，更需要考虑区间隧道在下穿或侧穿既有地面建、构物时对既有建、构筑物安全的影响。由于地铁区间隧道下穿既有建、构筑物的区域往往又是地面环境和地下地质条件复杂的区域，对地铁区间隧道安全施工以及地面既有建、构筑物的保护均带来困难。如何合理与安全地下穿既有地面建、构筑物是地铁区间隧道在设计和施工中所面临的主要技术难题。为确保下穿隧道以及下穿区域地面既有建、构筑物的安全，对地铁区间隧道穿越区域的地层进行处理是常用的方法。但由于受到地面既有建、构筑物不同形态、不同功能和复杂环境的制约，从地面对地层进行处理的传统方法又往往难以实施。此外，当地铁盾构区间隧道穿越砂卵石土地层时，由于地层中所含有的砂卵石粒径大小不一，较大粒径的砂卵石会使盾构机开挖后的隧道壁面呈现出凹凸不平的现象，个别地段还存在较大的空洞，从而在盾构机尾部拼装完预制管片衬砌后极易在管片衬砌与周围地层之间形成空洞，易引起空洞部位土体的坍塌，对盾构隧道以及地面既有建、构筑物安全使用构成威胁。尤其是当地铁盾构区间隧道在砂卵石土地层中下穿既有河流或侧穿高架立交桥时，要从地面对区间隧道周围地层进行处理的难度极大。此外，目前国内地铁盾构区间隧道通常采用单层的预制管片作为衬砌结构，单层管片在隧道运营期间易发生渗漏水等现象，由于隧道衬砌仅有一层，隧道在长期地下环境中受到列车振动和地下水腐蚀影响下的寿命将会缩短，而且隧道结构在下穿或侧穿地面既有建、构筑物时需要承受更大的荷载，因此单层衬砌的隧道结构在施工和长期运营期间本身的安全风险也极高。因此需要寻求一种结构简单、施工简便、性能可靠和造价相对较低的隧道结构与地层加固方法，不仅要保障地铁盾构区间在下穿既有河流和侧穿高架桥时既有建、构筑物的安全，而且还要确保地铁盾构区间隧道本身在施工和长期运营期间的安全与可靠。
技术实现思路
本技术针对现有技术的上述不足，提供了一种提高隧道承载性能、减少对地面既有河流和高架桥影响的用于地铁盾构区间的隧道结构及地层加固结构。为解决上述技术问题，本技术采用了下列技术方案：本技术提供了一种用于地铁盾构区间下穿河流的隧道结构，其包括隧道管，隧道管上包括外层衬砌，外层衬砌上设置有若干加注孔，在外层衬砌上沿隧道管外朝向地层一侧方向通过加注孔安装有注浆管，注浆管包括内层管和外层套管，内层管上设置有扩散孔，外层套管上设置有注浆孔；注浆管外侧设置有覆盖外层衬砌的加固层。上述技术方案中，优选的，隧道管包括隔离层，隔离层设置于外层衬砌靠近隧道洞内的一侧；隔离层靠近隧道洞内的一侧设置有内层衬砌。上述技术方案中，优选的，内层管的管壁外侧等间距套设有球形支座，相邻球形支座之间的管壁上开设有至少一个扩散孔，内层管远离隧道的一端固定设置有圆锥头。上述技术方案中，优选的，注浆管包括相互交错设置的长注浆管和短注浆管。上述技术方案中，优选的，短注浆管的总长度为隧道直径的二分之一；长注浆管的总长度为隧道直径的四分之三。上述技术方案中，优选的，加固层的外侧边缘呈波浪形。上述技术方案中，优选的，隔离层包括具有防水隔热功能的卷材和隔离板，内层衬砌为钢筋混凝土。本技术还提供了一种用于地铁盾构区间侧穿高架桥的地层加固结构，其包括设置于邻近高架桥桩基的地面上的加注孔，加注孔下端沿平行于高架桥桩基轴线方向安装有深注浆管，深注浆管包括内层管和外层套管；内层管的管壁外侧等间距套设有球形支座，相邻球形支座之间的管壁上开设有至少一个扩散孔，内层管远离隧道的一端固定设置有圆锥头；外层套管上设置有若干注浆孔；内层管上设置有扩散孔，外层套管上设置有注浆孔；注浆管外侧设置有覆盖外层衬砌的加固层；深注浆管外侧设置有加固层。上述技术方案中，优选的，深注浆管的深度应不小于高架桥桩基的深度。上述技术方案中，优选的，加注孔设置有若干个，各加注孔沿高架桥桩基纵向间距相等，且相邻加注孔间的间距相等。本技术提供的上述用于地铁盾构区间下穿河流的隧道结构的主要有益效果在于：通过将地铁盾构区间隧道设计为包括外层衬砌、中间的隔离层和内层衬砌的结构，与常用的单层衬砌相比，能有效提高隧道的承载能力；同时，通过在外层衬砌和内层衬砌之间设置隔离层，起到防水隔热的作用，进而能提高地铁盾构区间隧道衬砌的抗渗、防水和隔热等性能，有利于延长地铁隧道的使用年限。通过从地铁盾构区间隧道洞内等间距设置的注浆管，并通过注浆管向下穿河流的地铁盾构区间隧道的周围地层压注固化浆液，并在内层管上套设球形支座，使内层管能在外层套管内保持位置的稳定，以便于向周围地层注入浆液，进而提高地层的抗剪强度，并在隧道外侧地层中形成一定范围的加固层，从而能有效防止地层在隧道施工期间发生过大的沉降和变形，保障上部河流的安全使用。本技术提供的上述用于地铁盾构区间侧穿高架桥的地层加固结构的主要有益效果在于：通过在高架桥桩基侧边设置深注浆管，并通过深注浆管压注固化浆液，进而形成加固层，能够有效增强高架桥桩基外侧地层的抗剪强度，与现有的盾构地层加固结构相比，具有结构简单、施工简便、施工工艺少、造价低、减少隧道施工期间对其侧部高架桥及其桩基等地面既有建、构筑物影响的特点，使用范围广。附图说明图1为盾构隧道结构的横截面示意图。图2为盾构隧道结构的轴向剖视图。图3为内层管和外层套管的结构示意图。图4为沿图3中B-B面的剖视图。图5为内层管的沿图3中C-C面的剖视图。图6为深注浆管与加固层的结构示意图。图7为盾构隧道结构与现有河流和高架桥的位置关系示意图。其中，1、注浆管，11、内层管，111、球形支座，112、扩散孔，113、管壁，114、圆锥头，12、注浆孔，13、外层套管，14、加注孔，2、加固层，3、隧道管，31、隔离层，32、内层衬砌，33、外层衬砌，4、隧道，5、深注浆管，6、高架桥桩基，7、河流。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步说明：如图1所示，其为盾构隧道结构的横截面示意图。如图1和图2所示，本技术提供的用于地铁盾构区间下穿河流的隧道结构包括隧道管3，隧道管3包括隔离层31，隔离层31设置于外层衬砌33靠近隧道4的一侧；隔离层31包括具有防水隔热功能的卷材和隔离板，卷材和隔离板的材质为高分子类卷材、不锈钢或合金，以保证耐腐蚀、防水抗渗和隔热效果；靠近隧道4洞内的一侧设置有内层衬砌32，内层衬砌32的材质为钢筋混凝土。外层衬砌33上设置有若干加注孔14，加注孔12在外层衬砌33上沿圆周方向均匀分布并构成环形，沿隧道4径向相邻两组加注孔12的间距相同，以便于保证加注浆液能够相对于外层衬砌33本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于地铁盾构区间下穿河流的隧道结构，其特征在于，包括隧道管(3)，所述隧道管(3)包括外层衬砌(33)，外层衬砌(33)上设置有若干加注孔(14)，在外层衬砌(33)上沿隧道管(3)外朝向地层一侧方向通过加注孔(14)安装有注浆管(1)，所述注浆管(1)包括内层管(11)和外层套管(13)，所述内层管(11)上设置有扩散孔(112)，所述外层套管(13)上设置有注浆孔(12)；所述注浆管(1)外侧设置有覆盖外层衬砌(33)的加固层(2)。

【技术特征摘要】
1.一种用于地铁盾构区间下穿河流的隧道结构，其特征在于，包括隧道管(3)，所述隧道管(3)包括外层衬砌(33)，外层衬砌(33)上设置有若干加注孔(14)，在外层衬砌(33)上沿隧道管(3)外朝向地层一侧方向通过加注孔(14)安装有注浆管(1)，所述注浆管(1)包括内层管(11)和外层套管(13)，所述内层管(11)上设置有扩散孔(112)，所述外层套管(13)上设置有注浆孔(12)；所述注浆管(1)外侧设置有覆盖外层衬砌(33)的加固层(2)。2.根据权利要求1所述的用于地铁盾构区间下穿河流的隧道结构，其特征在于，所述隧道管(3)包括隔离层(31)，隔离层(31)设置于外层衬砌(33)靠近隧道(4)洞内的一侧；隔离层(31)靠近隧道(4)洞内的一侧设置有内层衬砌(32)。3.根据权利要求1所述的用于地铁盾构区间下穿河流的隧道结构，其特征在于，所述内层管(11)的管壁(113)外侧等间距套设有球形支座(111)，相邻球形支座(111)之间的管壁(113)上开设有至少一个扩散孔(112)，内层管(11)远离隧道(4)的一端固定设置有圆锥头(114)。4.根据权利要求1所述的用于地铁盾构区间下穿河流的隧道结构，其特征在于，所述注浆管(1)包括相互交错设置的长注浆管和短注浆管。5.根据权利要求4所述的用于地铁盾构区间下穿河流的隧道结构，其特征在于，所述短注浆管的总长度为隧道(4)直径的二分之一；长注浆管的总长度为隧道(4)直径的四分之三。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：周晓军，张拳，章春炜，周高烽，赖亚林，谭继生，蔡鹏麟，陈征宜，吴冰强，曹军军，朱东峰，苏志刚，李战军，姜怀祖，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：新型
国别省市：四川,51