專利名稱：隧道環片構造的制作方法
技術領域：
本實用新型是有關一種隧道環片構造，尤指一種由多種形態的鋼材弧形片體所拼 組而成圓形環狀體的隧道環片結構。
背景技術：
隧道的設計可縮短行車時間與距離，不僅為交通帶來了相當大的便利性，同時亦 可為城市帶來繁榮與發展，而傳統的隧道施工乃以逐段挖掘的方式，并于開鑿的巖壁內架 設臨時支撐架以防止土石坍崩，待開挖一段距離時，于該支撐架內側施筑一適當厚度的鋼 筋混凝土墻作為永久支撐，最后再于該混凝土墻與巖壁間加壓灌漿填滿空隙，以將整個隧 道貫通并具支撐巖壁效果。而該種隧道施工方式不僅施工作業工時較長，同時具有較大的 工災風險存在，往往對施工者造成傷亡災難及增加施工上的困難度，且針對繁華都會區的 鐵路、捷運系統地下化工程而言，該施工方式并不適用。而近來較新的隧道挖掘施工方式，為采用潛盾機循序漸進地進行逐步開挖，并于 每開挖推進一預定的距離后，就可于開挖的巖壁內一片一片成組合固定預鑄的鋼筋混凝土 構造的環片作為支撐，再進一步做灌漿背填作業，以填補環片與巖壁間凹凸不平的空隙。而 該潛盾機掘挖工程則是一種具較安全的隧道施工方式，不僅可降低工安意外的發生，同時 更可縮短施工工期，以減低對工地周遭所造成的不便及影響。但由于該環片為鋼筋混凝土 預鑄而成，于制作過程中需預留許多孔洞及預埋配件等，因此于制作時較為不便，并容易造 成產品的品質參差不齊，且誤差值較大。又該每一環片的面積都相當大，于組裝過程中必需 以吊掛機具作業方可完成，其組裝尺寸皆需非常精確，因而增加施作上的困難處與不便；另 該鋼筋混凝土環片于預鑄完成后仍需一段期間的混凝土保養，才能使混凝土構造達到所需 的強度與硬度，其制造上較為耗時，因此該隧道環片的設計不甚理想，仍有待改進。有鑒于此，本實用新型人乃潛心研思、設計組制，期能提供一種尺寸精確、品質較 佳且組制方便的隧道環片構造，以提供消費大眾使用，為本實用新型所欲研創的發明動機。
發明內容本實用新型的主要目的，在于提供一種隧道環片構造，具有由多種形態外型的鋼 材弧形片體所拼組而成，其不僅能有效改善產品的品質及產能，同時可提升施工效率與精 確度，進而節省成本、活絡產業，以增強市場的競爭力。本實用新型的另一目的，在于提供一種隧道環片構造，其各種形態的鋼材弧形片 體為由球狀石墨鑄鐵制成環片，材料具有高度抗腐蝕優點，作為捷運電車隧道使用時，因應 捷運電車高壓電流影響可較一般鋼環片或RC加鋼筋預鑄環片不易產生銹蝕及裂痕。為達上述目的，本實用新型所設計的隧道環片構造，為由多個不同形態的鋼材弧 形片體所拼組而成，該弧形片體的形態由其徑向接合面的差異度區分有概呈弧形的長弧 狀片體、以及一側呈傾斜面的楔形狀片體、以及側面與上述楔形狀片體傾斜面相對應呈內 縮傾斜狀的梯狀片體，且弧形片體接合面的延伸線皆通過其圓弧中心的截面；另于各弧狀片體外側弧面上設有可供混凝土澆置的凹穴，以及多個貫穿至片體內側的灌漿孔，以上各 種不同弧狀片體兩端環間接面上則設有多個可供環片串連的連結孔，另于弧形片體兩側徑 向接合面上亦設有鎖固孔，可由螺栓穿置鎖固使各弧形片體緊密結合，藉此可令各種不同 環片逐一排列設置構筑于潛盾機開挖的巖壁內支撐，并藉由灌漿孔進一步做背填灌漿作 業，以填補環片與巖壁間的空隙，使各種不同環片能均勻支撐開挖壁體的巖壁，進而貫通隧 道。本實用新型的有效增益即在設計出一種隧道環片構造，能有效拼組而成隧道開挖 的隧道孔中作為支撐壁，能更加方便、快速進行組裝，且其結構性更加緊密與堅固。本實用新型的其它特點及具體實施例可于以下配合附圖的詳細說明中，進一步了解。
圖1為本實用新型的構造分解示意圖。圖2為本實用新型組合后立體外觀圖。圖3為本實用新型組合后環片的正視圖。圖4為本實用新型組合后環片的側視圖。圖5為本實用新型其一弧形片體的立體外觀圖。圖6為本實用新型圖5的局部構造剖視圖。圖7為本實用新型其一弧形片體的局部構造放大示意圖。圖8為本實用新型弧形片體灌漿孔構造的剖視圖。圖9為本實用新型的使用示范例圖。
具體實施方式
請參圖1 圖3所示，本實用新型所設的隧道環片1構造，其是由多個不同形態的 鋼材弧形片體所拼組而成，使共同可拼組成一圓形環狀體，且該弧形片體的形態則由其徑 向接合面的差異度區分有一片概呈弧形的長弧狀片體la、以及兩片其一側呈傾斜面的楔 形狀片體lb、以及一片側面與上述楔形狀片體lb傾斜面相對應呈內縮傾斜狀的梯狀片體 lc，且該些弧形片體la、lb、lc的接合面a、b、b’、c的延伸線皆通過其圓弧中心的截面，如 圖3。請同參圖1 圖4所示，上述所提的弧形片體la、lb、lc，其外側皆設有多個可供混 凝土澆置的凹穴11，以及貫穿至片體內側的灌漿孔12，而片體內側弧面上則設有多個肋板 13，又該些片體于兩端環間接面14上設有多個可供環片串連的連結孔15，且于片體兩側徑 向接合面上亦設有多個鎖固孔16。于組裝時，則先將多個標準形態的長弧狀片體la其徑向接合面a相互接合，本實 施例中為三片，并利用螺栓20穿置于該接合面a的鎖固孔16中且由螺帽21將其鎖固連結， 而兩片的楔形狀片體lb，其垂直向的接合面b則分別連接于該組設完成的長弧狀片體la開 放側的接合面a上，最后再將其一片梯狀片體lc組接于兩楔形狀片體lb間，并使梯狀片體 lc兩側的接合面c與楔形狀片體lb斜向的接合面b’緊密結合。由于該楔形狀片體lb斜 向的接合面b’所構成的開口概呈一 V字狀，而其對應的梯狀片體lc兩側內縮傾斜的接合面c則概呈相對應雙傾斜面狀，藉此，可令梯狀片體lc輕易的滑組于楔形狀片體lb間，再 者由于該環片接合面的延伸線皆通過其圓弧中心的截面，因此本實用新型所設的隧道環片 1不僅于組裝時能更加方便、快速，且其結構性更加緊密與堅固。請參圖5、圖6所示，該弧形片體la、lb、lc于生產制造時，則可預先于工廠內將混 凝土預注于片體外側的凹穴11內，且于該凹穴11的開口端緣適處設有一止脫座111，可防 止預注的混凝土 30塊脫落，令其可穩固結合于片體外側，藉此不僅可減少現場施作的工時 與程序，同時可解決施工現場腹地不足的情形。請再參圖7 圖9所示，由于隧道環片1是于潛盾工程設備挖掘后，再一片一片的 架設于開挖的隧道孔中作為支撐壁，作為支撐巖壁40并防止已開挖的部份發生坍塌，因此 本實用新型于環片各弧形片體la、lb、lc的環間接面14上更設有一凹槽17，并于該凹槽17內固設有止水條18，可令環片與環片間更加緊密結合防止滲漏水，且于組裝完 成的隧道環片1與開挖巖壁40間進一步做背填灌漿作業以填補空隙，使環片能均勻支撐開 挖壁體的巖壁40，如圖9。再者，由于每一隧道環片1的面積都相當大，其于組裝、灌漿過程 中，均需承受相當大的應力與拉力，因此本實用新型弧形片體la、lb、lc所設的灌漿孔12， 其內側孔壁上設有螺紋121，可提供灌漿機具的管路螺設，藉以承受灌漿時所產生的巨大壓 力，又該灌漿孔12的螺紋121亦可供一孔桿螺栓鎖設，圖未視出，以供吊掛機具搬運或組 裝，另該螺紋121更可于背填灌漿作業完成后供一孔塞19鎖設，以堵實該灌漿孔12。請再參圖9所示，為本實用新型隧道環片1的一較佳使用實施例，于本實施例中該 環片的連接方式是交錯排列設置構筑，另本實用新型的隧道環片1亦可依隧道工程規劃的 開挖路徑，而將環間接面14設計成一預定角度的斜面，使該隧道環片1可依規劃路徑彎曲。值得一提的，本實用新型中各種形態的鋼材弧形片體，其材質包含可為DC球狀石 墨鑄鐵制成的環片、亦可為一般鑄鐵制鋼材環片。其中當鋼材弧形片體為由球狀石墨鑄鐵 制成時，其材料具有高度抗腐蝕優點，便于作為捷運電車隧道使用時，因應捷運電車高壓電 流影響可較一般鋼環片或RC加鋼筋預鑄環片不易產生銹蝕及裂痕的優點。綜上所述，本實用新型的確可達到實用新型的預期目的，提供一種能有效提升施 工效率與精確度，進而提升品質及節省成本的隧道環片構造，具有實用價值無疑，依法提出 專利申請。惟以上所述，僅為本實用新型的較佳實施例而已，當不能以此限定本實用新型實 施的范圍；故，凡依本實用新型申請專利范圍及實用新型說明書內容所作的簡單的等效變 化與修飾，皆應仍屬本實用新型專利涵蓋的范圍內。
權利要求一種隧道環片構造，是由多個不同形態的鋼材弧形片體所拼組而成，其特征在于該弧形片體的形態由其徑向接合面的差異度區分有呈弧形的長弧狀片體、以及一側呈傾斜面的楔形狀片體、以及側面與上述楔形狀片體傾斜面相對應呈內縮傾斜狀的梯狀片體，且弧形片體的接合面的延伸線皆通過其圓弧中心的截面；該些弧形片體外側皆設有多個可供混凝土澆置的凹穴，以及貫穿至片體內側的灌漿孔，且其兩端環間接面上設有多個可供環片串連的連結孔，另于弧形片體兩側徑向接合面上亦設有多個鎖固孔，可由螺栓穿置鎖固使各弧形片體緊密結合，藉此以構成一圓形環狀體的隧道環片。
2.如權利要求1所述的隧道環片構造，其特征在于其中該片體外側混凝土澆置凹穴 的開口端，其端緣適處設有一止脫座，可防止澆注的混凝土脫落。
3.如權利要求1所述的隧道環片構造，其特征在于其中該片體的灌漿孔內側孔壁設 有螺紋，可供孔桿螺栓鎖設搬運。
4.如權利要求3所述的隧道環片構造，其特征在于其中該灌漿孔內側螺紋鎖設有一 孑L塞。
5.如權利要求1所述的隧道環片構造，其特征在于其中該片體端側的環間接面上至 少設有一凹槽，且于該凹槽中固設有止水條。
6.如權利要求1所述的隧道環片構造，其特征在于其中各弧形片體內側設有多個肋板。
7.如權利要求1所述的隧道環片構造，其特征在于其中隧道環片的環間接面，可設計 成一預定角度的斜面，使該隧道環片可依規劃路徑彎曲。
8.如權利要求1所述的隧道環片構造，其特征在于其中該各種形態的鋼材弧形片體 為由球狀石墨鑄鐵制成。
9.如權利要求1所述的隧道環片構造，其特征在于其中該各種形態的鋼材弧形片體 為由一般鑄鐵制成。
專利摘要一種隧道環片構造，是由多個弧形片體所拼組而成的圓形環狀體，而于各弧形片體外側設有多個可供混凝土澆置的凹穴，以及貫穿至片體內側的灌漿孔，且各片體兩端環間接面上設有多個可供環片串連的連結孔，另多個弧形片體兩側的徑向接合面皆通過其圓弧中心的截面，又其中一弧形片體兩側的接合面一端則內縮傾斜呈一梯狀弧形片體，且該片體所相鄰的兩弧形片體，其該側接合面亦設有與其對應的傾斜面，并于各徑向接合面上均設有多個鎖固孔，可由螺栓穿置鎖固使各弧形片體緊密結合，藉以拼組成一隧道環片。
文檔編號E21D11/10GK201614937SQ200920173640
公開日2010年10月27日 申請日期2009年8月21日 優先權日2009年8月21日
發明者廖寂瑾 申請人:上展金屬工業股份有限公司