大斷面馬蹄形隧道的裝配式管片襯砌結構制造技術

本發明專利技術屬于大斷面隧道管片拼裝技術領域。一種大斷面馬蹄形隧道的裝配式管片襯砌結構，管片襯砌的隧道斷面為多段圓弧平滑過渡的馬蹄形結構，管片襯砌結構包括交替循環布設的奇數管片環單元和偶數管片環單元，奇數管片環單元和偶數管片環單元均包括多塊管片分塊，所述奇數管片環單元中的管片分塊的拼接縫和偶數管片環單元中的管片分塊的拼接縫沿馬蹄形管片環呈錯位布設。本發明專利技術整體結構設計合理，其提高空間利用率和結構的穩定性，降低回填混凝土方量；通過拼接縫呈錯位拼裝，提高了馬蹄形隧道管片襯砌的縱向剛度，減小結構變形；本申請中通過管片分塊和連接管片分塊的斜螺栓共同承載剪切應力，并且便于對接縫防水進行處理防護。

Assembled segment lining structure of large cross section horseshoe tunnel

The invention belongs to the technical field of segment assembly of large section tunnels. Assembling segment lining for a large cross section of horseshoe shaped tunnel, horseshoe shaped tunnel section lining structure for multi section arc smooth transition, the lining structure consists of alternating odd segment ring unit circular layout and even the segment ring unit, odd and even unit segment ring segment ring unit comprises a plurality of segment the mosaic, mosaic segment segment segment odd ring unit block in the joints and even segment ring unit in the block slot along the horseshoe shaped segment ring is dislocation arrangement. The structure of the invention has reasonable design, improve the space utilization rate and the stability of the structure, reduce the amount of concrete backfill; through the seam is dislocation assembled, improve longitudinal horseshoe shaped tunnel lining stiffness, reduce the structural deformation; inclined bolt of the application by segment and the connecting segment block bearing shear joint stress, and facilitate the joint waterproof processing door.

【技術實現步驟摘要】
大斷面馬蹄形隧道的裝配式管片襯砌結構
本專利技術屬于大斷面隧道管片拼裝
，具體涉及一種大斷面馬蹄形隧道的裝配式管片襯砌結構。
技術介紹
我國盾構技術通過近幾十年的發展，特別是近幾年的突飛猛進，盾構施工在城市隧道和長距離鐵路、公路山嶺隧道施工中得到普遍應用。從小型的市政管線隧道，到城市地鐵隧道，再到直徑越來越大的大型水利、越江隧道，都可以使用盾構施工。雖然盾構技術日益成熟，但受限于受力條件和機械設計方便的考慮，其幾何形狀仍以圓形為主，但它的空間利用率較低，并且在側壓系數較小的土層中，圓形隧道并沒有結構方面優勢。近些年，矩形隧道逐漸被用于一些空間利用率高的工程中，例如城市道路的下穿隧道，但是其結構形式不如圓形隧道穩定，特別是在軟弱地層中。馬蹄形隧道就結合了圓形隧道和矩形隧道的優點，提高了空間利用率，并且比矩形隧道結構形式穩定，特別是大斷面超大斷面隧道中有很大優勢，這就需要設計一種大斷面馬蹄形隧道管片。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對上述存在的問題和不足，提供一種結構設計合理、緊湊，拼裝方便、連接強度高，并能夠有效提高縱向剛度，減小結構變形的大斷面馬蹄形隧道的裝配式管片襯砌結構。為達到上述目的，所采取的技術方案是：一種大斷面馬蹄形隧道的裝配式管片襯砌結構，所述管片襯砌的隧道斷面為多段圓弧平滑過渡的馬蹄形結構，所述的管片襯砌結構包括沿隧道方向交替循環布設的奇數管片環單元和偶數管片環單元，奇數管片環單元和偶數管片環單元均包括多塊依次首尾連接裝配成馬蹄形管片環的管片分塊，所述奇數管片環單元中的管片分塊的拼接縫和偶數管片環單元中的管片分塊的拼接縫沿馬蹄形管片環呈錯位布設。所述的管片襯砌的主體形狀由一段頂部圓弧、兩段中部圓弧和一段底部圓弧平滑過渡連接而成，所述的管片襯砌的隧道斷面左右對稱，所述的奇數管片環單元中管片分塊的布設結構與偶數管片環單元中的管片分塊的布設結構對應鏡像布設。所述的奇數管片環單元包括頂封塊L、第一圓弧塊L、第二圓弧塊L、第一過渡塊L、第二過渡塊L、第三過渡塊L、第四過渡塊L和第五過渡塊L；所述的偶數管片環單元包括頂封塊R、第一圓弧塊R、第二圓弧塊R、第一過渡塊R、第二過渡塊R、第三過渡塊R、第四過渡塊R和第五圓弧塊R。所述的第一圓弧塊L和第二圓弧塊L分別設置在頂封塊L的兩側，且頂封塊L與第一圓弧塊L和第二圓弧塊L均呈楔形拼合對接；所述的第一圓弧塊R和第二圓弧塊R分別設置在頂封塊R的兩側，且頂封塊R與第一圓弧塊R和第二圓弧塊R均呈楔形拼合對接。在同一管片環單元上的相鄰兩管片分塊之間、以及分別位于相鄰的兩管片環單元上的相鄰兩管片分塊之間均設置有對應匹配的凸榫和榫槽，在榫槽內粘貼有止水橡膠條。所述的管片分塊上均設置有縱向手孔、環向手孔、縱向螺栓孔和環向螺栓孔，所述的縱向螺栓孔和環向螺栓孔均呈傾斜設置，相鄰的兩管片分塊之間均通過斜螺栓固定連接，在同一管片環單元上的相鄰兩管片分塊之間、以及分別位于相鄰的兩管片環單元上的相鄰兩管片分塊之間的斜螺栓連接結構均為對稱交叉互穿式連接結構，管片分塊上還設置有注漿孔和起吊孔。所述的縱向螺栓孔、環向螺栓孔和起吊孔均為預埋設置在管片分塊內的螺紋套管，螺紋套管的材質為工程塑料。所述的管片分塊上打有管片編號。所述的管片分塊的內外弧面邊緣均設置有脫模倒角。采用上述技術方案，所取得的有益效果是：本專利技術整體結構設計合理，其采用管片襯砌采用馬蹄形結構，能夠大大提高空間利用率和結構的穩定性，降低回填混凝土方量；其管片襯砌結構采用奇數管片環單元和偶數管片環單元的循環交替布設，且拼接縫呈錯位拼裝，大大提高了馬蹄形隧道管片襯砌的縱向剛度，減小結構變形；通過在相鄰的管片分塊之間設置匹配的凸榫和榫槽，能夠使得管片分塊和連接管片分塊的斜螺栓共同承載剪切應力，提高管片連接強度；在榫槽內設置止水橡膠條、對拼接縫錯位拼裝能夠有效提高管片襯砌的防水性能，便于對接縫防水進行處理。本專利技術還通過設置縱向手孔、環向手孔、注漿孔和起吊孔，能夠優化其裝配性能，便于拼裝作業，其奇數管片環單元中的管片分塊和偶數管片環單元上的管片分塊鏡像對稱，能夠在達到錯縫拼裝的目的的同時，還能夠減少管片模具的數量；本申請優化了大斷面隧道的管片結構形式和隧道管片的拼裝工藝，提高了其空間利用率和結構的穩定性。附圖說明圖1為本專利技術的奇數管片環單元的結構示意圖。圖2為本專利技術的偶數管片環單元的結構示意圖。圖3為頂封塊R的主視結構示意圖。圖4為頂封塊R的平面結構示意圖。圖5為第一圓弧塊R的主視結構示意圖。圖6為第一圓弧塊R的平面結構示意圖。圖7為第二圓弧塊R的主視結構示意圖。圖8為第二圓弧塊R的平面結構示意圖。圖9為第三圓弧塊R的主視結構示意圖。圖10為第三圓弧塊R的平面結構示意圖。圖11為第一過渡塊R的主視結構示意圖。圖12為第一過渡塊R的平面結構示意圖。圖13為第二過渡塊R的主視結構示意圖。圖14為第二過渡塊R的平面結構示意圖。圖15為第三過渡塊R的主視結構示意圖。圖16為第三過渡塊R的平面結構示意圖。圖17為第四過渡塊R的主視結構示意圖。圖18為第四過渡塊R的平面結構示意圖。圖中序號：1為奇數管片環單元、11為頂封塊L、12為第一圓弧塊L、13為第二圓弧塊L、14為第一過渡塊L、15為第二過渡塊L、16為第三過渡塊L、17為第四過渡塊L、18為第五過渡塊L；2為偶數管片環單元、21為頂封塊R、22為第一圓弧塊R、23為第二圓弧塊R、24為第一過渡塊R、25為第二過渡塊R、26為第三過渡塊R、27為四過渡塊R、28為第五過渡塊R；3為管片編號、4為起吊孔、5為縱向手孔、6為環向手孔、7為縱向螺栓孔、8為環向螺栓孔、9為注漿孔。具體實施方式以下結合附圖對本專利技術的具體實施方式做詳細說明。參見圖1-圖18，本專利技術種大斷面馬蹄形隧道的裝配式管片襯砌結構，其中，管片襯砌的隧道斷面為多段圓弧平滑過渡的馬蹄形結構，管片襯砌的主體形狀由一段頂部圓弧、兩段中部圓弧和一段底部圓弧平滑過渡連接而成，形成四心三徑（三種不同半徑尺寸、四個圓心的圓弧）的馬蹄形結構，如圖1和圖2所示，O1、O2、O3、O4為四段圓弧的圓心，管片襯砌的隧道斷面左右對稱，且奇數管片環單元中管片分塊的布設結構與偶數管片環單元中的管片分塊的布設結構對應鏡像布設，本申請中的整環管片形狀為馬蹄形結構，其不僅結合了圓形隧道管片和矩形隧道管片的優點，提高了隧道空間利用率，降低回填混凝土方量，同時使得隧道支撐的力學結構相對穩定。馬蹄形隧道的管片襯砌結構包括沿隧道方向交替循環布設的奇數管片環單元1和偶數管片環單元2，奇數管片環單元1和偶數管片環單元2均包括多塊管片分塊，多塊管片分塊依次首尾連接裝配成馬蹄形管片環，奇數管片環單元1中的管片分塊的拼接縫和偶數管片環單元2中的管片分塊的拼接縫沿馬蹄形管片環呈錯位布設，其不僅能夠提高整個管片襯砌結構的縱向剛度，使得接縫處的剛度均衡分散，同時能夠便于處理防水工程。在本實施例中，奇數管片環單元1包括頂封塊L11、第一圓弧塊L12、第二圓弧塊L13、第一過渡塊L14、第二過渡塊L15、第三過渡塊L16、第四過渡塊L17和第五過渡塊L18；所述的偶數管片環單元2包括頂封塊R21、第一圓弧塊R22、第二圓弧塊R23、第一過渡塊R24、第二過渡塊R25、第三過渡塊R2本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種大斷面馬蹄形隧道的裝配式管片襯砌結構，其特征在于：所述管片襯砌的隧道斷面為多段圓弧平滑過渡的馬蹄形結構，所述的管片襯砌結構包括沿隧道方向交替循環布設的奇數管片環單元和偶數管片環單元，奇數管片環單元和偶數管片環單元均包括多塊依次首尾連接裝配成馬蹄形管片環的管片分塊，所述奇數管片環單元中的管片分塊的拼接縫和偶數管片環單元中的管片分塊的拼接縫沿馬蹄形管片環呈錯位布設。

【技術特征摘要】
1.一種大斷面馬蹄形隧道的裝配式管片襯砌結構，其特征在于：所述管片襯砌的隧道斷面為多段圓弧平滑過渡的馬蹄形結構，所述的管片襯砌結構包括沿隧道方向交替循環布設的奇數管片環單元和偶數管片環單元，奇數管片環單元和偶數管片環單元均包括多塊依次首尾連接裝配成馬蹄形管片環的管片分塊，所述奇數管片環單元中的管片分塊的拼接縫和偶數管片環單元中的管片分塊的拼接縫沿馬蹄形管片環呈錯位布設。2.根據權利要求1所述的大斷面馬蹄形隧道的裝配式管片襯砌結構，其特征在于：所述的管片襯砌的主體形狀由一段頂部圓弧、兩段中部圓弧和一段底部圓弧平滑過渡連接而成，所述的管片襯砌的隧道斷面左右對稱，所述的奇數管片環單元中管片分塊的布設結構與偶數管片環單元中的管片分塊的布設結構對應鏡像布設。3.根據權利要求1所述的大斷面馬蹄形隧道的裝配式管片襯砌結構，其特征在于：所述的奇數管片環單元包括頂封塊L、第一圓弧塊L、第二圓弧塊L、、第一過渡塊L、第二過渡塊L、第三過渡塊L、第四過渡塊L和第五過渡塊L；所述的偶數管片環單元包括頂封塊R、第一圓弧塊R、第二圓弧塊R、第一過渡塊R、第二過渡塊R、第三過渡塊R、第四過渡塊R和第五圓弧塊R。4.根據權利要求3所述的大斷面馬蹄形隧道的裝配式管片襯砌結構，其特征在于：所述的第一圓弧塊L和第二圓弧塊L分別設置在頂封塊L的兩側，且頂封塊L與第一圓弧塊L和第...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王柏松，夏勇，王麗慶，李建偉，閆艷輝，陳申強，田偉軍，羅雨田，王全勝，于少輝，謝飛，
申請(專利權)人：中鐵工程裝備集團有限公司，鐵道第三勘察設計院集團有限公司，
類型：發明
國別省市：河南,41