一种盾构隧道管片.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201010596275.8

申请日:

2010.12.20

公开号:

CN102071954A

公开日:

2011.05.25

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

专利权人的姓名或者名称、地址的变更IPC(主分类):E21D 11/04变更事项:专利权人变更前:上海市城市建设设计研究总院变更后:上海市城市建设设计研究总院(集团)有限公司变更事项:地址变更前:200011 上海市黄浦区西藏南路1170号变更后:200011 上海市黄浦区西藏南路1170号|||专利权人的姓名或者名称、地址的变更IPC(主分类):E21D 11/04变更事项:专利权人变更前:上海市城市建设设计研究院变更后:上海市城市建设设计研究总院变更事项:地址变更前:200125 上海市浦东新区东方路3447号变更后:200011 上海市黄浦区西藏南路1170号|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):E21D 11/04申请日:20101220|||公开

IPC分类号:

E21D11/04

主分类号:

E21D11/04

申请人:

上海市城市建设设计研究院

发明人:

徐正良; 宁佐利; 齐明山; 黄爱军

地址:

200125 上海市浦东新区东方路3447号

优先权:

专利代理机构:

上海旭诚知识产权代理有限公司 31220

代理人:

郑立

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内容摘要

本发明公开了一种盾构隧道管片,其特征在于:隧道管片由钢筋混凝土制成,隧道管片内幅面有多组手孔,钢筋混凝土中钢筋为梁式结构,其中,在管片的手孔两端设置两个钢筋梁,每根钢筋梁包括多根沿管片圆周方向贯通的梁主筋,梁主筋通过多道梁箍筋固定,两根钢筋梁间设置多根分布筋;多个隧道管片组成的管片环的环宽度为0.75m。本发明的0.75m小环宽的直线环管片与通用的1.5m环宽的曲线环管片进行组合,保证了盾壳与直线环管片的间隙,防止管片相互挤压而导致的破损。本发明的配筋方案使得0.75m小环宽的直线环管片整体性加强,受到千斤顶顶推时更加耐久。

权利要求书

1: 一种盾构隧道管片, 其特征在于 : 所述隧道管片由钢筋混凝土制成, 所述隧道管片 内幅面有多组手孔, 所述钢筋混凝土中钢筋为梁式结构, 其中, 在所述管片的所述手孔两端 设置两个钢筋梁, 每根所述钢筋梁包括多根沿管片圆周方向贯通的梁主筋, 所述梁主筋通 过多道梁箍筋固定, 所述两根钢筋梁间设置多根分布筋 ; 多个所述隧道管片组成的管片环 的环宽度为 0.75m。
2: 如权利要求 1 所述的盾构隧道管片, 其中所述隧道曲线段的平面曲率半径小于 450m。
3: 如权利要求 1 所述的盾构隧道管片, 其中所述多个所述隧道管片组成的环管片的外 径为 11m ~ 15m。
4: 如权利要求 1 所述的盾构隧道管片, 其中每个所述钢筋梁包括 6 根所述梁主筋。
5: 如权利要求 1 所述的盾构隧道管片, 其中所述分布筋分别沿管片轴线方向配置和沿 管片圆周方向配置。
6: 如权利要求 5 所述的盾构隧道管片, 其中所述沿管片圆周方向配置的分布筋为 4 根。
7: 如权利要求 1 所述的盾构隧道管片, 其中每个所述钢筋梁中还分别设置 1 根腰筋, 所 述腰筋沿管片圆周方向贯通, 位于所述钢筋梁中靠近所述隧道管片边缘的一侧。

说明书


一种盾构隧道管片

    【技术领域】
     本发明涉及一种隧道管片, 尤其涉及一种应用于小半径曲线段的大直径盾构隧道管片。 背景技术 在盾构隧道掘进机掘进过后的盾尾处, 直接安装预制的钢筋混凝土管片, 这些管 片拼装成环后, 就形成了永久衬砌结构。在地铁隧道施工工程中, 经常会发生管片破碎、 隧 道渗水、 漏浆、 轴线偏差超标、 地面沉降等一系列问题。管片破碎现象是施工中的最普遍现 象。 由于管片破碎, 不仅会引起隧道渗水、 漏浆, 而且会影响到隧道的使用性能, 因此是隧道 施工过程中较棘手也是必须妥善处理的问题之一。
     随着城市交通的发展, 直径超过 10m 的大直径盾构隧道在城市道路工程和地铁工 程中的应用也越发增多, 如上海的越江隧道直径普遍在 11m ~ 15m。
     目前国内直径 11m 的盾构机实施的隧道最小曲线半径为 450m, 管片环宽 ( 图 1 中 W 方向的尺寸 ) 普遍为 1.5m, 即直线环管片的环宽为 1.5m, 曲线环管片 ( 转弯环管片 ) 在隧 道衬砌中的内侧 ( 指在隧道中靠近转弯曲线圆心的一侧 ) 的环宽为 1.5m-0.03m, 外侧 ( 指 在隧道中远离转弯曲线圆心的一侧 ) 的环宽为 1.5m+0.03m。如图 1 所示, 一旦隧道曲线半 径 R 小于 450m, 就会出现盾构机轴线与管片环向轴线间交角偏大的现象。图中在两个直线 环管片 2 和 4 之间设置曲线环管片 3, 与隧道转弯曲线拟合。相应地, 盾壳 1 的外侧内壁 11 与直线环管片 4 的外侧外壁 41 间隙会偏大, 但盾壳 1 的内侧内壁 12 与直线环管片 4 的内 侧外壁 42 间隙过小, 甚至发生干涉, 相互挤压而导致管片破损, 盾构姿态难以控制, 影响结 构的耐久性和正常使用。
     为了解决上述问题, 目前采用的措施是 :
     (1) 通过粘贴纠偏锲子来调整衬砌环面 ;
     (2) 推进时, 前半环顺着管片原轴线方向推进, 待管片与机壳之间的缝隙增大后, 后半环推进时再对盾构姿态进行调整。
     以上两种措施结合运用, 使管片与盾构机之间的轴线夹角变小, 同时减少管片外 部的破碎。但上述方案操作复杂, 必须实时监控, 现场控制难度很高。
     因此, 本领域的技术人员致力于开发一种结构简单, 方便易行的应用于小半径曲 线段的大直径盾构隧道管片。
     发明内容 有鉴于现有技术的上述缺陷, 本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单, 方便易行的应用于小半径曲线段的大直径盾构隧道管片。
     为实现上述目的, 本发明提供了一种盾构隧道管片, 其特征在于 : 所述隧道管片由 钢筋混凝土制成, 所述隧道管片内幅面有多组手孔, 所述钢筋混凝土中钢筋为梁式结构, 其 中, 在所述管片的所述手孔两端设置两个钢筋梁, 每根所述钢筋梁包括多根沿管片圆周方
     向贯通的梁主筋, 所述梁主筋通过多道梁箍筋固定, 所述两根钢筋梁间设置多根分布筋 ; 多 个所述隧道管片组成的管片环的环宽度为 0.75m。
     在本发明的较佳实施方式中, 所述隧道曲线段的平面曲率半径小于 450m。
     在本发明的另一较佳实施方式中, 所述多个所述隧道管片组成的环管片的外径为 11m ~ 15m。
     在本发明的另一较佳实施方式中, 每个所述钢筋梁包括 6 根所述梁主筋。
     在本发明的另一较佳实施方式中, 所述分布筋分别沿管片轴线方向配置和沿管片 圆周方向配置。较佳地, 所述沿管片圆周方向配置的分布筋为 4 根。
     在本发明的另一较佳实施方式中, 每个所述钢筋梁中还分别设置 1 根腰筋, 所述 腰筋沿管片圆周方向贯通, 位于所述钢筋梁中靠近所述隧道管片边缘的一侧。
     本发明的 0.75m 小环宽的直线环管片与通用的 1.5m 环宽的曲线环管片进行组合, 保证了盾壳与直线环管片的间隙, 防止管片相互挤压而导致的破损, 有效解决了小半径曲 线段大直径盾构隧道施工和管片拟合难题。本发明的配筋方案使得 0.75m 小环宽的直线环 管片整体性加强, 受到千斤顶顶推时更加耐久。
     以下将结合附图对本发明的构思、 具体结构及产生的技术效果作进一步说明, 以 充分地了解本发明的目的、 特征和效果。 附图说明
     图 1 是现有技术的工作原理示意图 ; 图 2 是本发明的一个较佳实施例的工作原理示意图 ; 图 3 是图 2 所示实施例的隧道管片结构示意图 ; 图 4 是图 3 所示隧道管片在 A 面上的剖面示意图。具体实施方式
     外径 11 ~ 15m 的盾构管片一般采用环宽 1.5m 的管片, 为了便于隧道拼装施工, 管 片环设计分为标准环、 左转弯环和右转弯环三种规定环宽的管片环。 每环由数片管片组成。
     如图 2 所示, 在隧道平面曲率半径较小, 例如小于 450m 的情况下, 在转弯环后组合 使用环宽 0.75m 的小环宽直线环, 来拟合上述小曲率曲线, 可以保证盾壳 1 的内侧内壁 12 与小环宽直线环管片 40 的内侧外壁 402 的间隙, 避免管片相互挤压而导致的破损。
     如图 3 所示, 小环宽管片 40 内幅面有多组手孔 409, 难以按常规管片的钢筋均匀分 布方式布置钢筋。因此, 如图 4 所示, 在管片 40 手孔两端设置两根梁 410 和 420, 梁与梁间 设置分布钢筋 407 传递手孔范围内外部荷载, 以满足结构承载力和耐久性的要求。
     图 4 中每根钢筋梁包括 6 根沿管片圆周方向贯通的梁主筋 403, 梁主筋 403 通过多 道梁箍筋 405 固定。分布筋 407 分别沿管片轴线方向配置和沿管片圆周方向配置。同时, 在迎千斤顶面的梁内外两侧设置腰筋 406, 以增加管片的结构强度。
     以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解, 本领域的普通技术无需创 造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此, 凡本技术领域中技术人员 依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、 推理或者有限的实验可以得到的技术 方案, 皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

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资源描述

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1、10申请公布号CN102071954A43申请公布日20110525CN102071954ACN102071954A21申请号201010596275822申请日20101220E21D11/0420060171申请人上海市城市建设设计研究院地址200125上海市浦东新区东方路3447号72发明人徐正良宁佐利齐明山黄爱军74专利代理机构上海旭诚知识产权代理有限公司31220代理人郑立54发明名称一种盾构隧道管片57摘要本发明公开了一种盾构隧道管片,其特征在于隧道管片由钢筋混凝土制成,隧道管片内幅面有多组手孔,钢筋混凝土中钢筋为梁式结构,其中,在管片的手孔两端设置两个钢筋梁,每根钢筋梁包括多根沿。

2、管片圆周方向贯通的梁主筋,梁主筋通过多道梁箍筋固定,两根钢筋梁间设置多根分布筋;多个隧道管片组成的管片环的环宽度为075M。本发明的075M小环宽的直线环管片与通用的15M环宽的曲线环管片进行组合,保证了盾壳与直线环管片的间隙,防止管片相互挤压而导致的破损。本发明的配筋方案使得075M小环宽的直线环管片整体性加强,受到千斤顶顶推时更加耐久。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页附图3页CN102071958A1/1页21一种盾构隧道管片,其特征在于所述隧道管片由钢筋混凝土制成,所述隧道管片内幅面有多组手孔,所述钢筋混凝土中钢筋为梁式结构,其中,在。

3、所述管片的所述手孔两端设置两个钢筋梁,每根所述钢筋梁包括多根沿管片圆周方向贯通的梁主筋,所述梁主筋通过多道梁箍筋固定,所述两根钢筋梁间设置多根分布筋;多个所述隧道管片组成的管片环的环宽度为075M。2如权利要求1所述的盾构隧道管片,其中所述隧道曲线段的平面曲率半径小于450M。3如权利要求1所述的盾构隧道管片,其中所述多个所述隧道管片组成的环管片的外径为11M15M。4如权利要求1所述的盾构隧道管片,其中每个所述钢筋梁包括6根所述梁主筋。5如权利要求1所述的盾构隧道管片,其中所述分布筋分别沿管片轴线方向配置和沿管片圆周方向配置。6如权利要求5所述的盾构隧道管片,其中所述沿管片圆周方向配置的分布。

4、筋为4根。7如权利要求1所述的盾构隧道管片,其中每个所述钢筋梁中还分别设置1根腰筋,所述腰筋沿管片圆周方向贯通,位于所述钢筋梁中靠近所述隧道管片边缘的一侧。权利要求书CN102071954ACN102071958A1/2页3一种盾构隧道管片技术领域0001本发明涉及一种隧道管片,尤其涉及一种应用于小半径曲线段的大直径盾构隧道管片。背景技术0002在盾构隧道掘进机掘进过后的盾尾处,直接安装预制的钢筋混凝土管片,这些管片拼装成环后,就形成了永久衬砌结构。在地铁隧道施工工程中,经常会发生管片破碎、隧道渗水、漏浆、轴线偏差超标、地面沉降等一系列问题。管片破碎现象是施工中的最普遍现象。由于管片破碎,不仅。

5、会引起隧道渗水、漏浆,而且会影响到隧道的使用性能,因此是隧道施工过程中较棘手也是必须妥善处理的问题之一。0003随着城市交通的发展,直径超过10M的大直径盾构隧道在城市道路工程和地铁工程中的应用也越发增多,如上海的越江隧道直径普遍在11M15M。0004目前国内直径11M的盾构机实施的隧道最小曲线半径为450M,管片环宽图1中W方向的尺寸普遍为15M,即直线环管片的环宽为15M,曲线环管片转弯环管片在隧道衬砌中的内侧指在隧道中靠近转弯曲线圆心的一侧的环宽为15M003M,外侧指在隧道中远离转弯曲线圆心的一侧的环宽为15M003M。如图1所示,一旦隧道曲线半径R小于450M,就会出现盾构机轴线与。

6、管片环向轴线间交角偏大的现象。图中在两个直线环管片2和4之间设置曲线环管片3,与隧道转弯曲线拟合。相应地,盾壳1的外侧内壁11与直线环管片4的外侧外壁41间隙会偏大,但盾壳1的内侧内壁12与直线环管片4的内侧外壁42间隙过小,甚至发生干涉,相互挤压而导致管片破损,盾构姿态难以控制,影响结构的耐久性和正常使用。0005为了解决上述问题,目前采用的措施是00061通过粘贴纠偏锲子来调整衬砌环面;00072推进时,前半环顺着管片原轴线方向推进,待管片与机壳之间的缝隙增大后,后半环推进时再对盾构姿态进行调整。0008以上两种措施结合运用,使管片与盾构机之间的轴线夹角变小,同时减少管片外部的破碎。但上述。

7、方案操作复杂,必须实时监控,现场控制难度很高。0009因此,本领域的技术人员致力于开发一种结构简单,方便易行的应用于小半径曲线段的大直径盾构隧道管片。发明内容0010有鉴于现有技术的上述缺陷,本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单,方便易行的应用于小半径曲线段的大直径盾构隧道管片。0011为实现上述目的,本发明提供了一种盾构隧道管片,其特征在于所述隧道管片由钢筋混凝土制成,所述隧道管片内幅面有多组手孔,所述钢筋混凝土中钢筋为梁式结构,其中,在所述管片的所述手孔两端设置两个钢筋梁,每根所述钢筋梁包括多根沿管片圆周方说明书CN102071954ACN102071958A2/2页4向贯通的梁主筋。

8、,所述梁主筋通过多道梁箍筋固定,所述两根钢筋梁间设置多根分布筋;多个所述隧道管片组成的管片环的环宽度为075M。0012在本发明的较佳实施方式中,所述隧道曲线段的平面曲率半径小于450M。0013在本发明的另一较佳实施方式中,所述多个所述隧道管片组成的环管片的外径为11M15M。0014在本发明的另一较佳实施方式中,每个所述钢筋梁包括6根所述梁主筋。0015在本发明的另一较佳实施方式中,所述分布筋分别沿管片轴线方向配置和沿管片圆周方向配置。较佳地,所述沿管片圆周方向配置的分布筋为4根。0016在本发明的另一较佳实施方式中,每个所述钢筋梁中还分别设置1根腰筋,所述腰筋沿管片圆周方向贯通,位于所述。

9、钢筋梁中靠近所述隧道管片边缘的一侧。0017本发明的075M小环宽的直线环管片与通用的15M环宽的曲线环管片进行组合,保证了盾壳与直线环管片的间隙,防止管片相互挤压而导致的破损,有效解决了小半径曲线段大直径盾构隧道施工和管片拟合难题。本发明的配筋方案使得075M小环宽的直线环管片整体性加强,受到千斤顶顶推时更加耐久。0018以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明,以充分地了解本发明的目的、特征和效果。附图说明0019图1是现有技术的工作原理示意图;0020图2是本发明的一个较佳实施例的工作原理示意图;0021图3是图2所示实施例的隧道管片结构示意图;0022图4是图。

10、3所示隧道管片在A面上的剖面示意图。具体实施方式0023外径1115M的盾构管片一般采用环宽15M的管片,为了便于隧道拼装施工,管片环设计分为标准环、左转弯环和右转弯环三种规定环宽的管片环。每环由数片管片组成。0024如图2所示,在隧道平面曲率半径较小,例如小于450M的情况下,在转弯环后组合使用环宽075M的小环宽直线环,来拟合上述小曲率曲线,可以保证盾壳1的内侧内壁12与小环宽直线环管片40的内侧外壁402的间隙,避免管片相互挤压而导致的破损。0025如图3所示,小环宽管片40内幅面有多组手孔409,难以按常规管片的钢筋均匀分布方式布置钢筋。因此,如图4所示,在管片40手孔两端设置两根梁4。

11、10和420,梁与梁间设置分布钢筋407传递手孔范围内外部荷载,以满足结构承载力和耐久性的要求。0026图4中每根钢筋梁包括6根沿管片圆周方向贯通的梁主筋403,梁主筋403通过多道梁箍筋405固定。分布筋407分别沿管片轴线方向配置和沿管片圆周方向配置。同时,在迎千斤顶面的梁内外两侧设置腰筋406,以增加管片的结构强度。0027以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解,本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此,凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案,皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。说明书CN102071954ACN102071958A1/3页5图1图2说明书附图CN102071954ACN102071958A2/3页6图3说明书附图CN102071954ACN102071958A3/3页7图4说明书附图CN102071954A。

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