一种盾构隧道抗浮系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种盾构隧道抗浮系统，所述盾构隧道采用若干盾构管片拼接形成，盾构管片上均匀间隔设置有抗浮锚杆孔，抗浮锚杆孔中设置有抗浮锚杆；抗浮锚杆的一端伸入盾构管片的内壁，另一端贯穿盾构管片的外壁后，伸入围岩土体中；气囊设置盾构管片与围岩土体之间，且位于盾构隧道的顶端中部；气囊外侧与围岩土体紧密接触，内侧与盾构管片外壁紧密接触；本实用新型专利技术通过在抗浮锚杆孔中设置抗浮锚杆，利用抗浮锚杆将盾构管片与围岩土体之间形成固定拉接，有效抵抗了地下水及浆液对盾构管片产生的上浮；通过设置气囊，在顶部盾构管片与围岩土体之间形成注浆空间，对盾构管片的顶部与围岩土体之间间隙进行充填，能够有效避免盾构管片上浮。盾构管片上浮。盾构管片上浮。

【技术实现步骤摘要】
一种盾构隧道抗浮系统


[0001]本技术属于地下隧道工程
，特别涉及一种盾构隧道抗浮系统。

技术介绍

[0002]随着城市化进程的不断推进，地下工程建设发展迅速，盾构法因施工速度快、施工扰动小、安全性高等优点被广泛采用；盾构推进过程中盾构机与盾构管片间存在施工间隙，常采用注浆法填补施工间隙；受地下水与浆液的影响，刚施作的盾构管片易产生上浮现象，使盾构管片破损，隧道偏离设计轴线，从而不能满足设计要求，严重危害隧道的安全性。因此，在隧道施工过程中如何采取有效的措施进行隧道抗浮设计以保障地下隧道的平稳运营至关重要。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中存在的技术问题，本技术提供了一种盾构隧道抗浮系统，以解决受地下水影响，盾构管片易产生上浮现象，使盾构管片破损的技术问题。
[0004]为达到上述目的，本技术采用的技术方案为：
[0005]本技术提供了一种盾构隧道抗浮系统，包括抗浮锚杆及气囊；所述盾构隧道采用若干盾构管片拼接形成，盾构管片上均匀间隔设置有抗浮锚杆孔，抗浮锚杆孔中设置有抗浮锚杆；抗浮锚杆的一端伸入盾构管片的内壁，另一端贯穿盾构管片的外壁后，伸入围岩土体中；气囊设置盾构管片与围岩土体之间，且位于盾构隧道的顶端中部；气囊外侧与围岩土体紧密接触，内侧与盾构管片外壁紧密接触，气囊内灌注浆料。
[0006]进一步的，气囊中的注浆量与顶部盾构管片和围岩土体之间的间隙相匹配。
[0007]进一步的，气囊采用柔性热塑性聚氨酯橡胶材料制作，柔性热塑性聚氨酯橡胶材料的强度大于等于10MPa。
[0008]进一步的，抗浮锚杆包括两组水平锚杆及若干组拱底锚杆；两组水平锚杆水平对称设置在盾构隧道的中部，每组水平锚杆沿盾构隧道的轴线均匀间隔布设；若干组拱底锚杆对称设置在隧道拱底范围，每组拱底锚杆沿盾构隧道的轴线均匀间隔布设。
[0009]进一步的，拱底锚杆的组数为两组，所述两组拱底锚杆对称设置在所述盾构隧道的隧道拱底范围。
[0010]进一步的，每组拱底锚杆与盾构隧道的中轴面之间的夹角为30
°‑
45
°
。
[0011]进一步的，抗浮锚杆包括锚杆本体、注浆体及锚具；锚杆本体的一端伸入盾构管片的内壁，另一端贯穿盾构管片的外壁后，伸入围岩土体中，锚杆本体的端部通过锚具固定在盾构管片的内壁上；锚杆本体上均匀设置有花孔，注浆体灌注在锚杆本体中，并通过花孔挤出后与围岩土体紧密接触。
[0012]进一步的，注浆体采用细石混凝土。
[0013]与现有技术相比，本技术的有益效果为：
[0014]本技术提供了一种盾构隧道抗浮系统，通过在盾构管片上设置抗浮锚杆孔，
通过在抗浮锚杆孔中设置抗浮锚杆，利用抗浮锚杆将盾构管片与围岩土体之间形成固定拉接，有效抵抗了地下水及浆液对盾构管片产生的上浮；通过在顶部管片与围岩土体之间设置气囊，气囊能够根据盾构管片的上浮程度，在顶部盾构管片与围岩土体之间形成注浆空间，通过在气囊形成的注浆空间进行注浆充填，避免了浆料向围岩土体中的逸散，实现对盾构管片的顶部与围岩土体之间间隙的有效充填，能够有效防止盾构管片上浮，确保了盾构管片的完整性。
[0015]进一步的，将气囊中的注浆量与顶部盾构管片和围岩土体之间的间隙相匹配设置，确保了气囊及其内部注浆对顶部盾构管片的有效支撑，实现有效抗浮的效果。
[0016]进一步的，气囊采用柔性热塑性聚氨酯橡胶材料制作，柔性热塑性聚氨酯橡胶材料为柔性材料的特性，同时，柔性热塑性聚氨酯橡胶材料具有较大的强度，可防止注浆过程中气囊鼓破，避免注浆过程中不断与围岩等摩擦而损坏，破坏气囊，提高了盾构管片的稳定性。
[0017]进一步的，通过将抗浮锚杆水平对称伸入水平区域的围岩土体内，将竖直向上的浮力转化为抗浮锚杆的剪力，可有效防止管片上浮；通过将若干组拱底锚杆对称设置在隧道拱底范围，利用锚杆与围岩的摩擦力抵消管片浮力，有效增强盾构管片与围岩土体的连接力，避免盾构管片上浮，避免了盾构管片的破损。
[0018]进一步的，通过采用在锚杆本体中灌注注浆体，注浆体从锚杆本体的花孔中挤出后，与围岩土体充分接触，增大了锚杆本体与围岩土体之间的摩擦力，有效提高了抗浮锚杆的抗浮效果。
附图说明
[0019]图1为本技术所述的一种盾构隧道抗浮系统的结构示意图。
[0020]其中，1盾构管片，2水平锚杆，3拱底锚杆，4气囊。
具体实施方式
[0021]为了使本技术所解决的技术问题，技术方案及有益效果更加清楚明白，以下具体实施例，对本技术进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0022]如附图1所示，本技术提供了一种盾构隧道抗浮系统，包括抗浮锚杆及气囊4；所述盾构隧道采用若干盾构管片1拼接形成，盾构管片1上均匀间隔设置有抗浮锚杆孔，抗浮锚杆孔中设置有抗浮锚杆；抗浮锚杆的一端伸入盾构管片1的内壁，另一端贯穿盾构管片1的外壁后，伸入围岩土体中；气囊4设置在盾构管片1与围岩土体之间，且位于盾构隧道的顶端中部，气囊4的外侧与围岩土体紧密接触，内侧与盾构管片1的外壁紧密接触。
[0023]抗浮锚杆包括两组水平锚杆2及若干组拱底锚杆3；两组水平锚杆2水平对称设置在盾构隧道的中部，每组水平锚杆2沿盾构隧道的轴线均匀间隔布设；若干组拱底锚杆3对称设置在隧道拱底范围，每组拱底锚杆3沿盾构隧道的轴线均匀间隔布设。
[0024]优选的，拱底锚杆设置有两组，两组拱底锚杆3对称设置在隧道拱底范围，每组拱底锚杆3与盾构隧道的中轴面之间的夹角为30
°‑
45
°
。
[0025]抗浮锚杆包括锚杆本体、注浆体及锚具；锚杆本体的一端伸入盾构管片1的内壁，
另一端贯穿盾构管片1的外壁后，伸入围岩土体中，锚杆本体的端部通过锚具固定在盾构管片1的内壁上；锚杆本体上均匀设置有花孔，注浆体灌注在锚杆本体中，并通过花孔挤出后与围岩土体紧密接触；优选的，注浆体采用细石混凝土。
[0026]气囊4内灌注浆料，气囊4中的注浆量与顶部管片和围岩土体之间的间隙相匹配；气囊4采用柔性热塑性聚氨酯橡胶材料制作，柔性热塑性聚氨酯橡胶材料的强度大于等于10MPa；气囊采用柔性热塑性聚氨酯橡胶材料制作，柔性热塑性聚氨酯橡胶材料为柔性材料的特性，能够根据注浆量进行膨胀；同时，柔性热塑性聚氨酯橡胶材料具有较大的强度，可防止注浆过程中气囊鼓破，避免注浆过程中不断与围岩等摩擦而损坏，破坏气囊，提高了盾构管片的稳定性。
[0027]本技术所述的一种盾构隧道抗浮系统，通过在盾构管片上设置抗浮锚杆孔，用于盾构管片拼装后，施工抗浮锚杆并进行注浆；气囊设置在顶部盾构管片的外壁，气囊的开口端穿入管片内壁，调整此管片位置，将其设置与管环顶部中间位置。
[0028]抗浮锚杆同步注浆完成后，在设置好气囊内注浆至顶部盾构管片与围本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种盾构隧道抗浮系统，其特征在于，包括抗浮锚杆及气囊(4)；所述盾构隧道采用若干盾构管片(1)拼接形成，盾构管片(1)上均匀间隔设置有抗浮锚杆孔，抗浮锚杆孔中设置有抗浮锚杆；抗浮锚杆的一端伸入盾构管片(1)的内壁，另一端贯穿盾构管片(1)的外壁后，伸入围岩土体中；气囊(4)设置盾构管片(1)与围岩土体之间，且位于盾构隧道的顶端中部；气囊(4)外侧与围岩土体紧密接触，内侧与盾构管片(1)外壁紧密接触，气囊(4)内灌注浆料。2.根据权利要求1所述的一种盾构隧道抗浮系统，其特征在于，气囊(4)中的注浆量与顶部盾构管片和围岩土体之间的间隙相匹配。3.根据权利要求1所述的一种盾构隧道抗浮系统，其特征在于，气囊(4)采用柔性热塑性聚氨酯橡胶材料制作，柔性热塑性聚氨酯橡胶材料的强度大于等于10MPa。4.根据权利要求1所述的一种盾构隧道抗浮系统，其特征在于，抗浮锚杆包括两组水平锚杆(2)及若干组拱底锚杆(3)；两组水平锚杆(2)水平对称设置在盾构隧道的中部，每组水平...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯永东，侯鹏，王晓飞，王宝佳，余峰岗，问智利，潘云鹏，杨光，田琨，杨彤，周东波，
申请(专利权)人：中铁七局集团西安铁路工程有限公司，
类型：新型
国别省市：