【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及盾構隧道，尤其涉及一種整體減振預應力盾構隧道結構及施工方法。
技術介紹
1、盾構法隧道因其施工速度快、綜合成本低、安全高效等優勢，廣泛應用于鐵路、公路、城市軌道交通、水利水電、熱力、電力、綜合管廊等隧道建設項目。盾構隧道施工和運營過程中，主要依靠管片結構和道床結構兩部分進行承載，其中，道床結構主要作用是支撐和固定軌枕，并把軌枕上部的巨大荷載均勻地傳遞給下部結構。管片結構是隧道永久性結構，承擔著水土壓力、道床傳遞荷載、列車振動荷載、汽車荷載等。
2、cn111022080a公開了一種軌道梁與盾構隧道的連接結構，包括鋼管片、底座以及支座，鋼管片用于形成盾構隧道的襯砌環；底座包括鋼筋籠和混凝土層，鋼筋籠與鋼管片焊接，混凝土層由在鋼筋籠上澆筑混凝土形成；支座的一端與底座連接，支座的另一端與軌道梁可拆卸式連接。由于支座與軌道梁可拆卸式連接，可以根據現場施工需求，便于根據盾構隧道線性變化調整軌道梁的位置，還便于維修、更換軌道梁。該專利還提供了一種軌道梁與盾構隧道的連接結構的施工方法和盾構隧道，軌道梁與盾構隧道的連接結構的施工方法為上述軌道梁與盾構隧道的連接結構的施工方法，盾構隧道包括上述軌道梁與盾構隧道的連接結構。
3、cn101761344a公開了一種盾構隧道預制管片及其制備方法。該盾構隧道預制管片的6塊管片通過螺栓連接組成1個管片環，管片內側面中部設有管片卡槽，管片卡槽的兩側間隔設有預埋連接件，第一弧形梁和第二弧形梁設置在管片卡槽內，由預埋連接件通過螺栓固定于管片內側上，管片環底部澆筑底部平臺，底部
4、現有隧道結構在運營中出現諸多病害，一方面管片結構是由多個管片分塊通過縱向和環向連接件連接而成的非連續結構，結構剛度低、抗變形能力弱，易出現變形過大、開裂、滲漏水、螺栓銹蝕等問題；另一方面道床結構和管片結構為兩個獨立澆筑體系，在列車振動荷載作用下易出現剝離病害，造成連接面翻漿冒泥、道床脫空等問題。上述病害直接影響隧道結構承載力和耐久性，進一步影響行車的穩定性和地鐵運營安全，是重大的安全隱患。
5、此外，一方面由于對本領域技術人員的理解存在差異；另一方面由于申請人做出本專利技術時研究了大量文獻和專利，但篇幅所限并未詳細羅列所有的細節與內容，然而這絕非本專利技術不具備這些現有技術的特征，相反本專利技術已經具備現有技術的所有特征，而且申請人保留在
技術介紹
中增加相關現有技術之權利。
技術實現思路
1、現有技術已經出現通過將多個管片連接為一體閉合環以提高隧道結構承載力和耐久性的技術方案。例如，公布號為cn112239969a的專利文獻公開了一種預制裝配式減振軌道系統，包括多個依次連接的管片，多個管片形成閉合環，還包括多個依次連接的預制軌道板，多個預制軌道板沿閉合環內表面環向排列，管片與預制軌道板之間設置有自密實混凝土層，管片上開設有與自密實混凝土層下表面相適配的限位凹槽，管片與自密實混凝土層之間設置有隔離層，預制軌道板上開設有與自密實混凝土層上表面相適配的通孔，預制軌道板與自密實混凝土層之間設置有減振墊層。該技術方案中的管片兩端均開設有用于在橫向對相鄰兩個管片進行拼接的手孔，管片側面均設置有用于在縱向或軌向將相鄰管片進行連接的螺栓孔。然而，該技術方案中相鄰的管片之間僅通過單獨的且相互獨立連接結構進行組合，此種設置方式的連接件越多，組合之后所形成的一體化的減振軌道系統的整體性也越差，所能夠起到的減振效果也越差；同時，一旦相鄰管片之間的某一個連接件出現損傷或失效，將導致與其相連的管片結構的振動加劇，進而導致整體的裝配式減振系統的穩定性失效，由此顯著降低裝配式減振軌道系統的使用壽命。
2、針對現有技術之不足，本專利技術提供了一種整體減振預應力盾構隧道結構及施工方法。本專利技術能夠有效提高隧道結構整體剛度和抗變形能力，避免傳統隧道結構滲漏、沉降、變形等病害，并大幅降低鋼筋用量。同時，本專利技術可降低隧道運營中的列車振動，解決道床與管片結構脫離病害，實現盾構隧道結構超長服役性能。
3、本專利技術公開了一種整體減振預應力盾構隧道結構，包括預應力管環和預應力系統，預應力管環包括位于隧道結構最下方的預應力減振塊、位于預應力減振塊兩側的預應力錨固塊、與預應力錨固塊相連的預應力鄰接塊和位于隧道結構最頂部的預應力封頂塊，預應力系統包括環向預應力系統和縱向預應力系統，預應力管環由多個管片分塊拼裝而成，并通過環向預應力系統施加環向預應力，多個預應力管環拼裝完成后通過縱向預應力系統施加縱向預應力，隧道洞通或盾構開挖一段距離后進行孔道壓漿和錨固槽填充，以形成整體減振預應力盾構隧道結構。與現有技術不同的是，本專利技術的整體減振預應力盾構隧道結構能夠通過組合式的預應力管環結構構成盾構隧道結構的環形主體，并且能夠通過環向預應力系統為預應力管環施加環向預應力，多個預應力管環拼裝完成后通過縱向預應力系統施加縱向預應力。基于上述區別技術特征，本專利技術要解決的問題可以包括：如何通過整體式的連接結構來同時提高盾構隧道結構的環向連接強度以及縱向連接強度。具體地，現有的盾構預制管片主要關注相鄰板塊之間的連接強度，大型的盾構隧道通常具有較大的直徑跨度，因此需要設置多組管片進行組合連接。環向連接的管片越多，需要設置的連接結構也越多，因連接結構的失效而出現整體環向連接失穩的概率也越高，并且多組連接結構的存在也導致盾構隧道環向主體的整體性較差。相反地，本專利技術將多個管片構成的預應力管環通過統一的環向預應力系統進行連接并施加相應的環向預應力，從而提高盾構隧道結構的整體性，并由此能夠提高預應力管環的連接強度以及穩定性；同時，通過環向預應力系統連接的預應力管環又能夠通過縱向預應力系統進行連接并施加縱向預應力，進而提高相連預應力管環的整體性，并最終實現整條盾構隧道的穩定連接。
4、根據一種優選實施方式，針對預應力管環的管片分塊超過6片的大直徑盾構隧道，能夠按照設計要求增加用于連接其他管片分塊的預應力標準塊，各管片分塊的尺寸能夠根據預應力錨固塊布置調整，其中，預應力錨固塊為弧形結構，縱向截面中間設置多條環向預應力孔道，內弧面中間設置用于張拉的環向錨固塊。
5、根據一種優選實施方式，環向錨固塊內部設有與環向預應力孔道連接的直線孔道和變曲率孔道，孔道端口設置張拉凹槽，其中，環向錨固塊內部孔道以交叉方式分別從兩端的張拉凹槽處引出。與現有技術不同的是，本專利技術的預應力錨固塊內部設置有用于容納環向預應力鋼束的環向預應力孔道，環向預應力孔道通過與其連接的直線孔道和變曲率孔道從環向錨固塊兩端的張拉凹槽處引出。基于上述區別技術特征，本專利技術要解決的問題可以包括：如何對設置在環向管片內部的環向預應力鋼束進行張拉操作，以提高環向連接管片之間的穩定性與整體性。具體地，為了提高環向預應力鋼束在管片內部的穩定性，通過需要將環向預應力鋼束設置在管片內相同深度的環向預應力孔道內部，此種埋設在管片內部的設置方式將本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種整體減振預應力盾構隧道結構，包括預應力管環(101)和預應力系統，其特征在于，
2.根據權利要求1所述的整體減振預應力盾構隧道結構，其特征在于，針對所述預應力管環(101)的管片分塊超過6片的大直徑盾構隧道，能夠按照設計要求增加用于連接其他管片分塊的預應力標準塊(114)，各管片分塊的尺寸能夠根據預應力錨固塊(111)布置調整，其中，所述預應力錨固塊(111)為弧形結構，縱向截面中間設置多條環向預應力孔道(120)，內弧面中間設置用于張拉的環向錨固塊(118)。
3.根據權利要求1或2所述的整體減振預應力盾構隧道結構，其特征在于，所述環向錨固塊(118)內部設有與所述環向預應力孔道(120)連接的直線孔道(129)和變曲率孔道(128)，孔道端口設置張拉凹槽(119)，其中，所述環向錨固塊(118)內部孔道以交叉方式分別從兩端的所述張拉凹槽(119)處引出。
4.根據權利要求1～3任一項所述的整體減振預應力盾構隧道結構，其特征在于，當設置4條所述環向預應力孔道(120)時，一側的2條所述環向預應力孔道(120)為通孔，另一側的2條所述環
5.根據權利要求1～4任一項所述的整體減振預應力盾構隧道結構，其特征在于，所述預應力減振塊(110)為弧形管片結構與道床結構整體預制構件，內弧面上設置有兩排軌枕槽(115)，所述軌枕槽(115)下方設置有用于管線敷設的縱向空腔(133)，所述預應力減振塊(110)內部設置有多條環向預應力孔道(120)和多條縱向預應力孔道(130)。
6.根據權利要求1～5任一項所述的整體減振預應力盾構隧道結構，其特征在于，所述環向預應力系統(102)以如下方式形成：由所述環向錨固塊(118)一側穿入牽引鋼束(126)，繞所述預應力管環(101)一圈后由所述環向錨固塊(118)另一側穿出，而后一邊拉動所述牽引鋼束(126)一邊推送鋼束本體(125)完成穿索，最后采用雙向同步分級張拉方案。
7.一種整體減振預應力盾構隧道結構的施工方法，其特征在于，其包括：
8.一種延長如權利要求1～6任一項所述的整體減振預應力盾構隧道結構服役年限的方法，其特征在于，通過預留孔道后張拉與預留重復使用服務孔同孔位換索方案實現，包括以下步驟：
9.一種用于如權利要求1～6任一項所述的整體減振預應力盾構隧道結構的預留孔道后張拉方法，其特征在于，通過以下步驟實現：先鑿除環向的封錨混凝土(123)，而后對中間預留的兩個孔道進行有粘結鋼束張拉，張拉完成后進行孔道壓漿和錨固槽重新填充。
10.一種用于如權利要求1～6任一項所述的整體減振預應力盾構隧道結構的預留重復使用服務孔同孔位換索方案，其特征在于，通過以下步驟實現：
...【技術特征摘要】
1.一種整體減振預應力盾構隧道結構，包括預應力管環(101)和預應力系統，其特征在于，
2.根據權利要求1所述的整體減振預應力盾構隧道結構，其特征在于，針對所述預應力管環(101)的管片分塊超過6片的大直徑盾構隧道，能夠按照設計要求增加用于連接其他管片分塊的預應力標準塊(114)，各管片分塊的尺寸能夠根據預應力錨固塊(111)布置調整，其中，所述預應力錨固塊(111)為弧形結構，縱向截面中間設置多條環向預應力孔道(120)，內弧面中間設置用于張拉的環向錨固塊(118)。
3.根據權利要求1或2所述的整體減振預應力盾構隧道結構，其特征在于，所述環向錨固塊(118)內部設有與所述環向預應力孔道(120)連接的直線孔道(129)和變曲率孔道(128)，孔道端口設置張拉凹槽(119)，其中，所述環向錨固塊(118)內部孔道以交叉方式分別從兩端的所述張拉凹槽(119)處引出。
4.根據權利要求1～3任一項所述的整體減振預應力盾構隧道結構，其特征在于，當設置4條所述環向預應力孔道(120)時，一側的2條所述環向預應力孔道(120)為通孔，另一側的2條所述環向預應力孔道(120)中間為所述環向錨固塊(118)；
5.根據權利要求1～4任一項所述的整體減振預應力盾構隧道結構，其特征在于，所述預應力減振塊(110)為弧形管片結構與道床結構整體預制構件，內弧面...
【專利技術屬性】
技術研發人員：賈永剛，吳帆，程雯，賈思程，魯衛東，
申請(專利權)人：北京城建設計發展集團股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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