一种带钢内衬隧道衬砌结构及施工方法技术

本发明专利技术涉及盾构隧道施工领域，具体公开了一种带钢内衬隧道衬砌结构及施工方法，包括：钢筋笼、锚固件、钢管片和覆盖块，所述钢筋笼预埋于钢筋混凝土管片内，所述锚固件一端与所述钢筋笼相连，另一端与所述钢管片相连，所述钢管片固定在钢筋混凝土管片的内表面上,所述钢管片之间的缝隙上设置有所述覆盖块，形成所述钢管片之间的连接和封闭。本发明专利技术的设计构思是：通过在钢筋混凝土管片的内表面增加钢内衬，形成钢混复合管片，将钢混复合管片衬砌拼接，并用覆盖块将钢内衬相互连接，形成全封闭。本发明专利技术的有益效果在于，增加了隧道的刚度，降低地质环境变化对隧道的影响，防止因为不均匀沉降或变形造成的渗漏或破裂，延长隧道的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种带钢内衬隧道衬砌结构及施工方法
本专利技术涉及盾构隧道施工领域，具体涉及一种带钢内衬隧道衬砌结构及施工方法。
技术介绍
常规的地铁盾构隧道，是由一环一环宽1.2～1.5m的管片组成的，每环管片由5～7块钢筋混凝土管片块组成，管片块之间及管片环与环之间均用螺栓装配而成一个整体。随着运营使用，盾构隧道出现渗漏、破裂或变形是常见问题。在一些特殊条件下问题更加严重，比如在岩溶地区，特别是隧道上面是河流、湖泊的情况下，如果岩溶还在发展，熔岩的大小、数量还在增加，会导致隧道周边围岩局部失去支撑，使隧道产生不均匀的沉降或变形，进而使管片环与环之间、管片块与块之间产生裂缝、裂隙或者错台，进而导致隧道渗漏或破裂，发生涌水、涌砂等危险工况，甚至造成整条隧道的废弃、停运。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种带钢内衬隧道衬砌结构，通过在钢筋混凝土管片的内表面增加钢内衬设计，形成钢混复合管片，将钢混复合管片衬砌拼接，并用覆盖块将管片的钢内衬连接起来，形成全封闭，增加隧道的刚度，降低地质环境变化对隧道的影响，防止因为不均匀沉降或变形造成的渗漏或破裂，延长隧道的使用寿命。本专利技术的另一目的在于，提供一种基于上述带钢内衬隧道衬砌结构的施工方法。技术方案具体如下：一种带钢内衬隧道衬砌结构，包括钢筋笼、锚固件、钢管片和覆盖块，所述钢筋笼预埋于钢筋混凝土管片内，所述锚固件植入钢筋混凝土管片，一端与所述钢筋笼相连，另一端与所述钢管片相连，所述钢管片固定在钢筋混凝土管片的内表面上，所述覆盖块设置在所述钢管片之间的缝隙上，形成所述钢管片之间的连接和封闭。优选地，所述钢筋笼和所述钢管片的形状与钢筋混凝土管片的形状相一致。优选地，所述钢管片的沿隧道纵向的尺寸设有楔形量。优选地，所述钢管片之间错缝拼接。优选地，所述锚固件与所述钢筋笼连接的一端设有焊接用的弯钩，所述锚固件与所述钢管片连接的一端设有焊接用的金属板。优选地，所述覆盖块与所述钢管片之间焊接。优选地，所述覆盖块之间焊接。一种基于上述带钢内衬隧道衬砌结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：焊接所述钢筋笼和所述锚固件；S2：焊接所述锚固件和所述钢管片；S3：预制钢筋混凝土管片，使得所述钢筋笼和所述锚固件埋入其中，所述钢管片固定在钢筋混凝土管片的内表面上；S4：将带有所述钢管片的钢筋混凝土管片安装在隧道内壁上；S5：由隧道顶部至底部，将所述覆盖块焊接在所述钢管片上；优选地，在所述步骤S1中，根据设计强度的需要，确定所述锚固件在所述钢筋笼上的安装步长、安装密度以及到所述钢筋笼边缘的最短距离。优选地，在所述步骤S1中，所述锚固件与所述钢筋笼的焊接在装配工装上进行，并对所述钢筋笼进行轴对准。优选地，在所述步骤S5开始前，清污并排除隧道内所有的渗水、漏水。优选地，所述步骤S5分为两个阶段，第一阶段是焊接除了位于隧道底部的所述钢管片之间的缝隙以外的其他所述钢管片之间的缝隙，第二阶段是焊接位于隧道底部的所述钢管片之间的缝隙。进一步地，所述第一阶段在盾构机掘进的过程中进行，所述第二阶段在盾构机暂时停机或者掘进完成停机后进行。优选地，所述覆盖块错缝拼接。优选地，在焊接所述覆盖块时，焊接相邻覆盖块之间的缝隙。本专利技术的有益效果在于，在传统的钢筋混凝土管片内增加了一个全封闭的钢内衬作为支撑，使隧道管片的块与块之间、环与环之间连接更加稳固，进而提升盾构隧道的刚度，减小了沉降和变形所造成的影响，同时防止渗漏，提高盾构隧道的使用寿命。附图说明图1为本专利技术的钢混复合管片示意图；图2为本专利技术的钢筋笼示意图；图3为本专利技术的钢管片示意图；图4为本专利技术的覆盖块示意图；图5为本专利技术带钢内衬隧道衬砌结构的布局示意图；图6为本专利技术在直线隧道的衬砌布局示意图；图7为图5中的C处局部放大图；图8为本专利技术的钢筋笼和锚固件的焊接工艺示意图；图9为本专利技术的钢筋笼和钢管片的焊接工艺示意图；图10为本专利技术步骤S5的第一阶段示意图；图11为本专利技术步骤S5的第二阶段示意图。附图标号说明：1、钢筋笼；11、通用段钢筋笼；12、邻接段钢筋笼；13、封闭段钢筋笼；14、焊接点；2、锚固件；21、弯钩；22、金属板；3、钢管片；31、封闭段钢管片；32、邻接段钢管片；33、通用段钢管片；4、覆盖块；41、第一种覆盖块；42、第二种覆盖块；5、钢筋混凝土管片；6、钢混复合管片；7、钢混复合管片环带。具体实施方式为便于更好地理解本专利技术的目的、结构、特征以及功效等，现结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步说明。应注意的是，图中示出的特征不是必须按照比例绘制。此外，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“连接”或者“相连”等类似的词语既可以表示直接的连接，也可以表示间接的连接。“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。此外，在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。请参照图1至图11，本实施例公开了一种较优的带钢内衬隧道衬砌结构，包括钢筋笼1、锚固件2、钢管片3和覆盖块4。如图1所示，钢筋笼1预埋在钢筋混凝土管片5内部，锚固件2植于钢筋混凝土管片5的内表面，一端连接在所述钢筋笼1上，另一端连接钢管片3，钢管片3固定在钢筋混凝土管片5的内表面上，锚固件2上设有用于与钢筋笼1焊接的弯钩21和用于与钢管片3焊接的金属板22。一组钢筋混凝土管片5、钢筋笼1、锚固件2和钢管片3形成一个钢混复合管片6，一组钢混复合管片6沿隧道的环向形成闭合的钢混复合管片环带7。如图2所示，钢筋笼1用φ20mm的钢筋或10mm厚的丝网金属片制成，钢筋笼1有至少一种形状，其形状是与钢筋混凝土管片5的形状相适应的。为了便于施工时组圆，本实施例公开了三种较优的钢筋笼1，分别为通用段钢筋笼11、邻接段钢筋笼12和封闭段钢筋笼13。通用段钢筋笼11的两短边均为直角边；邻接段钢筋笼12的一个短边为直角边，另一个短边为斜边；封闭段钢筋笼13呈楔形。如图3所示，对应于钢筋笼1，钢管片3也包括通用段钢管片33、邻接段钢管片32和封闭段钢管片31。通过对钢混复合管片6的沿隧道纵向尺寸设置不同的楔形量，调整隧道的转弯方向，即设定钢混复合管片环带7的尺寸W1与W2大小不同，其间线性过渡。覆盖块4设置在钢管片3之间的缝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带钢内衬隧道衬砌结构，其特征在于，包括钢筋笼、锚固件、钢管片和覆盖块，所述钢筋笼预埋于钢筋混凝土管片内，所述锚固件一端与所述钢筋笼相连，另一端与所述钢管片相连，所述钢管片固定在钢筋混凝土管片的内表面上，所述钢筋笼和所述钢管片的形状与钢筋混凝土管片的形状相一致，所述钢管片之间的缝隙上设置有所述覆盖块，形成所述钢管片之间的连接和封闭。/n

【技术特征摘要】
1.一种带钢内衬隧道衬砌结构，其特征在于，包括钢筋笼、锚固件、钢管片和覆盖块，所述钢筋笼预埋于钢筋混凝土管片内，所述锚固件一端与所述钢筋笼相连，另一端与所述钢管片相连，所述钢管片固定在钢筋混凝土管片的内表面上，所述钢筋笼和所述钢管片的形状与钢筋混凝土管片的形状相一致，所述钢管片之间的缝隙上设置有所述覆盖块，形成所述钢管片之间的连接和封闭。


2.根据权利要求1所述的带钢内衬隧道衬砌结构，其特征在于，所述钢管片之间错缝拼接。


3.根据权利要求1所述的带钢内衬隧道衬砌结构，其特征在于，所述锚固件和所述钢筋笼连接的一端设有焊接用的弯钩，所述锚固件和所述钢管片连接的一端设有焊接用的金属板。


4.根据权利要求1所述的带钢内衬隧道衬砌结构，其特征在于，所述覆盖块与所述钢管片之间焊接。


5.根据权利要求1所述的带钢内衬隧道衬砌结构，其特征在于，所述覆盖块之间错缝拼接并焊接。


6.一种基于权利要求1～5中任一项所述的带钢内衬隧道衬砌结构的施...

【专利技术属性】
技术研发人员：高宇田，吕勇方，谷任国，赵万里，刘堂，郝启韬，邱一波，王胜，谭文俊，郝洪博，陈振成，吴昊，贺元楚，伙师达，宋阳春，邵琛琛，董洪鹏，
申请(专利权)人：中铁十六局集团北京轨道交通工程建设有限公司，中铁十六局集团有限公司，华南理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11