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单层盾构隧道预制局部叠合车道板体系及其施工方法
申请号	CN202310353393.3	申请日	2023-04-04	公开(公告)号	CN116770654A	公开(公告)日	2023-09-19
申请人	上海市城市建设设计研究总院(集团)有限公司;			发明人	周裕; 姜弘; 包鹤立; 缪仑;
摘要	本发明公开了单层盾构隧道预制局部叠合车道板体系及施工方法，车道板体系包括盾构管片，在所述盾构管片的内部并沿所述盾构管片的长度方向依次设置有整体式弧形构件，若干所述整体式弧形构件之间通过连接件连成整体；施工方法，包括首先在盾构管片围成的内部空间内安装提前预制的若干整体式弧形构件；随后将若干整体式弧形构件之间通过连接件相连形成整体；待隧道沉降稳定后，在盾构管片对应整体式弧形构件的底部位置现浇弧形内衬，并保证弧形内衬与盾构管片以及整体式弧形构件间结合紧密；本发明在不损伤盾构管片、取消弧形内衬模板前提下，保证局部条状弧形内衬与盾构管片间结合紧密，采用预制局部叠合整体式弧形构件，实现快速施工，缩短工期。
权利要求	1.单层盾构隧道预制局部叠合车道板体系，包括盾构管片，其特征在于，在所述盾构管片的内部并沿所述盾构管片的长度方向依次设置有整体式弧形构件，若干所述整体式弧形构件之间通过连接件连成整体；所述盾构管片的内底部通过设置现浇弧形内衬与所述整体式弧形构件的叠合板紧密结合；所述整体式弧形构件，顶部水平设置，底部整体呈弧形设置；每一所述整体式弧形构件，两侧分别通过后浇带与相邻整体式弧形构件相连，顶部两侧分别设置有防撞结构；若干所述整体式弧形构件顶部在位于所述防撞结构之间的位置敷设有路面结构。 2.根据权利要求1所述的单层盾构隧道预制局部叠合车道板体系，其特征在于，所述整体式弧形构件的顶板为实心结构或中空结构。 3.根据权利要求1或2所述的单层盾构隧道预制局部叠合车道板体系，其特征在于，所述整体式弧形构件中部部分的宽度应大于所述整体式弧形构件两侧部分的宽度。 4.根据权利要求3所述的单层盾构隧道预制局部叠合车道板体系，其特征在于，所述整体式弧形构件由一口字件、以及设置在口字件底部两侧的弧形叠合板组成；所述口字件由一口字型箱体、以及口字型箱体的顶部两侧延伸出的两翼板组成。 5.根据权利要求4所述的单层盾构隧道预制局部叠合车道板体系，其特征在于，所述弧形叠合板由若干节段组成，其中部分所述节段为直线节段，部分所述节段为弧形节段，所述弧形叠合板整体呈弧形。 6.根据权利要求1所述的单层盾构隧道预制局部叠合车道板体系，其特征在于，所述整体式弧形构件的顶部两侧预埋有用于安装临时栏杆的预埋件。 7.单层盾构隧道预制局部叠合车道板体系的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、首先，在盾构管片围成的内部空间内安装提前预制的若干整体式弧形构件；随后将若干整体式弧形构件之间通过连接件相连形成整体；步骤二、待隧道沉降稳定后，在盾构管片对应整体式弧形构件的底部位置设置现浇弧形内衬，并保证弧形内衬与盾构管片以及整体式弧形构件间结合紧密；同时在整体式弧形构件的两侧浇筑后浇带与相邻的整体式弧形构件相连；步骤三、最后，在整体式弧形构件的顶部两侧安装预制的防撞结构或现浇防撞结构，后续施工路面铺装。 8.根据权利要求7所述的单层盾构隧道预制局部叠合车道板体系的施工方法，其特征在于，在所述步骤一中预制整体式弧形构件时，在整体式弧形构件2的顶部预留用于安装临时栏杆安装所用的预埋件，待整体式弧形构件安装完成后利用预埋件安装临时栏杆。 9.根据权利要求8所述的单层盾构隧道预制局部叠合车道板体系的施工方法，其特征在于，在所述步骤二中整体式弧形构件安装前，在整体式弧形构件的中部侧壁与顶板底部设置临时支撑。
说明书全文	单层盾构隧道预制局部叠合车道板体系及其施工方法技术领域 [0001] 本发明涉及盾构隧道技术领域，尤其涉及单层盾构隧道预制局部叠合车道板体系及其施工方法。背景技术 [0002] 近年，随着基础设施建设深入推进，隧道逐渐从城市中心区向周边待开发区不断扩展、延伸。其中，盾构工法适用各种软弱地层，因有对地面交通、建筑、河道、航运等影响小、安全高效等优点，已为下穿城市中心区及穿江越海隧道建设的主流工法。 [0003] 盾构内部结构分隔盾构空间，决定盾构总体功能。传统盾构内部结构现浇比例高，但难以适应高效绿色建造目标。近年来，盾构内部结构逐渐向预制拼装、现浇和预制拼装结合的方式转变。目前车道板与管片的连接形式主要有现浇牛腿和弧形内衬两种。但现浇牛腿需在管片上大批量钻孔植筋损伤坏管片结构，施工量大，植筋胶使用寿命不足隧道设计使用年限可能会造成运营期风险，且根据《盾构隧道工程设计标准》当车道板上承受汽车或列车等动荷载时，车道板两端不宜通过植筋方式直接与衬砌管片连接。因而近年来有些项目取消传统的现浇牛腿，尝试现浇或预制弧形内衬的方式。 [0004] 目前单层盾构隧道取消现浇牛腿，采用弧形内衬的车道板体系的拼装技术形式及缺点如下： [0005] 1、中间预制“口”字件，在两侧现浇车道板的结构形式，通过现浇弧形内衬实现车道板与管片的连接，但现浇弧形内衬需在口字件两侧狭小的弧面空间内支、拆模，施工难度大、周期长。 [0006] 2、某些工程尝试了预制弧形内衬的内部结构全预制拼装：如清华园隧道采用1块中间口字件和2块侧边弧形口字件拼装，口字件间采用螺栓连接；如上海机场联络线盾构下部采用三联拱型式弧形构件全预制安装。但预制弧形内衬安装精度要求高、施工操作难度大，管片及内部结构拼装误差、变形、错台等因素会对后续拼装造成极大的困难，甚至导致拼装后顶部路面起伏波动等缺点。且预制弧形内衬与管片间间隙小，注浆填充难以保障密实，存在诸多空洞，后期运营中在车辆振动作用下可能发生变形，继而导致路面开裂。 [0007] 因此，如何在不损伤盾构管片、取消弧形内衬耗时的模板及大规模钢筋绑扎作业前提下，保证弧形内衬与管片间结合紧密，实现快速施工、减少现场工作量、缩短工期；同时降低拼装精度要求提高容错率、降低管片及内部结构错台变形干扰影响，降低施工难度；是本技术领域的技术人员亟需要解决的技术问题。发明内容 [0008] 有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的技术目的在于保证弧形内衬与管片间结合紧密，同时降低拼装精度要求提高容错率、降低管片及内部结构错台变形干扰影响，以实现快速施工、减少现场工作量、缩短工期的效果。 [0009] 为实现上述技术目的，本发明提供了单层盾构隧道预制局部叠合车道板体系，包括盾构管片，在所述盾构管片的内部并沿所述盾构管片的长度方向依次设置有整体式弧形构件，若干所述整体式弧形构件之间通过连接件连成整体；整体式弧形构件环宽同盾构管片环宽； [0010] 盾构管片的内底部通过现浇内衬层与所述整体式弧形构件的局部叠合板紧密结合； [0011] 所述整体式弧形构件，顶部水平设置，底部整体呈弧形设置； [0012] 每一所述整体式弧形构件，两侧分别通过现浇内衬层与所述盾构管片的内壁相连，顶部两侧分别设置有防撞结构； [0013] 若干所述整体式弧形构件顶部在位于所述防撞结构之间的位置敷设有路面结构。 [0014] 较佳地，所述整体式弧形构件的顶板可为实心结构或中空结构。 [0015] 较佳地，所述整体式弧形构件中部部分的宽度应大于所述整体式弧形构件两侧部分的宽度。 [0016] 较佳地，所述整体式弧形构件由一口字件、以及设置在口字件底部两侧的弧形叠合板组成的整体； [0017] 较佳的，所述口字件由一口字型箱体、以及口字型箱体的顶部两侧延伸出的两翼板组成。 [0018] 较佳地，所述局部弧形叠合板可由若干节段组成，其中部分所述节段为直线节段，部分所述节段为弧形节段，所述弧形叠合板整体呈弧形。 [0019] 较佳地，所述整体式弧形构件的顶部两侧预埋有用于安装临时栏杆的预埋件。 [0020] 还提供了单层盾构隧道预制局部叠合车道板体系的施工方法，包括以下步骤： [0021] 步骤一、首先，在盾构管片围成的内部空间内安装提前预制的若干整体式弧形构件；随后将若干整体式弧形构件之间通过连接件相连形成整体； [0022] 步骤二、待隧道沉降稳定后，在盾构管片对应整体式弧形构件的底部位置浇筑弧形内衬，并保证弧形内衬与盾构管片以及整体式弧形构件间结合紧密；同时在整体式弧形构件的两侧现浇内衬层与盾构管片的内壁相连； [0023] 步骤三、最后，在整体式弧形构件的顶部两侧安装预制的防撞结构或现浇防撞结构，后续施工路面铺装。 [0024] 较佳地，在所述步骤一中预制整体式弧形构件时，在整体式弧形构件2的顶部预留用于安装临时栏杆安装所用的预埋件，待整体式弧形构件安装完成后利用预埋件安装临时栏杆。 [0025] 较佳地，在所述步骤一中，当口字型箱体两侧悬臂长度较长，为避免预制弧形构件的局部叠合板破坏，在整体式弧形构件安装前，可在整体式弧形构件的中部侧壁与顶板底部设置临时支撑。 [0026] 本发明的有益效果： [0027] 本发明的单层盾构隧道预制局部叠合车道板体系，在不损伤盾构管片、取消弧形内衬模板前提下，保证弧形内衬与盾构管片间结合紧密，采用预制局部叠合整体式弧形构件，弧形内衬无须现场绑扎钢筋，实现快速施工，减少现场工作量，缩短工期。 [0028] 本发明的单层盾构隧道预制局部叠合车道板体系的施工方法，在施工时拼装精度要求相对较低、容错率高，并且提高了盾构管片及内部结构错台变形的抗干扰性能。附图说明 [0029] 图1为本发明的单层盾构隧道预制局部叠合车道板体系正视结构示意图； [0030] 图2为本发明的单层盾构隧道预制局部叠合车道板体系俯视结构示意图； [0031] 图3为本发明的单层盾构隧道预制局部叠合车道板体系中弧形构件正视的结构示意图； [0032] 图4为图3俯视的结构示意图； [0033] 图5为图3侧视的结构示意图； [0034] 图6为本发明的单层盾构隧道预制局部叠合车道板体系中后浇带部分的结构示意图； [0035] 图7为本发明的单层盾构隧道预制局部叠合车道板体系施工方法中； [0036] 图8为本发明的单层盾构隧道预制局部叠合车道板体系施工方法中。 [0037] 图中：1盾构管片、2整体式弧形构件、21口字件、22弧形叠合板、4临时栏杆、5弧形内衬、6防撞结构、7路面结构、8后浇带。具体实施方式 [0038] 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。 [0039] 实施例： [0040] 如图1‑图6所示，单层盾构隧道预制局部叠合车道板体系，包括盾构管片1，在盾构管片1的内部并沿盾构管片1的长度方向依次设置有整体式弧形构件2，若干整体式弧形构件2之间通过连接件连成整体；盾构管片1的内底部通过设置现浇弧形内衬5与整体式弧形构件2的底部紧密结合； [0041] 整体式弧形构件2，顶部水平设置，底部整体呈弧形设置； [0042] 每一整体式弧形构件2，两侧分别通过后浇带8与相邻的整体式弧形构件2相连，顶部两侧分别设置有防撞结构6；若干整体式弧形构件2顶部在位于防撞结构6之间的位置敷设有路面结构7。 [0043] 更具体的，整体式弧形构件2的顶板可为实心结构或中空结构。当为空心结构时，可减轻整体式弧形构件2自重，减少混凝土用量，从而减少碳排放。 [0044] 整体式弧形构件21中部部分的宽度应大于整体式弧形构件叠合板22两侧部分的宽度。若整体式弧形构件2横向宽度大，为适应管片1及内部结构错台变形干扰，并降低拼装精度控制要求，加快施工效率，整体式弧形构件2的中部箱涵两侧的环宽可略小于整体式弧形构件2中部的环宽，两侧的纵向连接采用湿接头的形式；若整体式弧形构件2横向尺寸较小或线路为直线，整体式弧形构件2的中部和两侧环宽可一致，两侧的纵向连接采用螺栓形式，避免湿接头作业。 [0045] 如图3所示，为减少混凝土用量，减少运输过程中碰撞受损风险，整体式弧形构件2由一口字件21、以及设置在口字件21底部两侧的弧形叠合板22组成；即弧形叠合板22的局部仅在预制件中部呈条状分布，纵向长度可为整体式弧形构件2纵向长度的0.25～0.5，作为工字型受力体系的腹板，传递顶板的力至预制件侧墙及盾构管片，其设置长度应根据实际荷载等确定，可减少混凝土用量，减少运输中弧形叠合板22部件受损可能；当盾构管片1直径较大，在保证口字件21中部箱涵完整性的前提下，整体式弧形构件2可在受力较小处进行适当拆分，其后进行组合拼装。 [0046] 口字件21由一口字型箱体、以及口字型箱体的顶部两侧延伸出的两翼板组成。 [0047] 弧形叠合板22由若干节段组成，为减轻弧形叠合板22整体预制难度，其中部分节段为直线节段，部分节段为弧形节段，弧形叠合板22整体呈弧形，弧形叠合板22需与盾构管片1保证3cm～8cm左右的间距，以适应盾构管片1及内部结构错台变形干扰及施工误差。 [0048] 如图7所示，在另一些实施例中，整体式弧形构件2的顶部两侧预埋有用于安装临时栏杆4的预埋件，以避免施工时车辆进入整体式弧形构件2两侧范围内时，整体式弧形构件2轴线产生偏移、甚至倾覆。 [0049] 如图7‑图8所示，单层盾构隧道预制局部叠合车道板体系的施工方法，具体包括以下步骤： [0050] 步骤一、首先，在盾构管片1围成的内部空间内安装提前预制的若干整体式弧形构件2；随后将若干整体式弧形构件2之间通过连接件相连形成整体； [0051] 步骤二、待隧道沉降稳定后，在盾构管片1对应整体式弧形构件2的底部位置浇筑弧形内衬5，并保证弧形内衬5与盾构管片1以及整体式弧形构件2间结合紧密；同时在整体式弧形构件2的两侧浇筑后浇带8与相邻整体式弧形构件2顶板相连；现浇弧形内衬时无须现场绑扎钢筋，弧形叠合板与盾构管片间应保证厚度20cm以上的现浇内衬层，以保证浇筑质量； [0052] 步骤三、最后，在整体式弧形构件2的顶部两侧安装预制的防撞结构6或现浇防撞结构6，后续施工路面铺装7。 [0053] 在步骤一中预制整体式弧形构件2时，在整体式弧形构件2的顶部预留用于安装临时栏杆4安装所用的预埋件，待整体式弧形构件2安装完成后利用预埋件安装临时栏杆4。 [0054] 在步骤二中整体式弧形构件安装前，，在整体式弧形构件2的中部侧壁与顶板底部设置临时支撑。 [0055] 以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员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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