多心圓盾構隧道襯砌的制作方法

本發明屬于一種盾構隧道襯砌，具體涉及一種多心圓盾構隧道襯砌。

背景技術：

盾構自從誕生以來，以其安全、優質、快速、環保的特性得以廣泛應用并迅速發展。我國盾構技術始于1953年，東北阜新煤礦直徑2.6m手掘式盾構施工的琉水巷道，60至90年代初上海軟土盾構技術，到90年代中后期廣州復合地層盾構技術。盾構技術在交通中大規模實踐和創新中不斷的更新，不僅能夠適應各類復雜的地質條件，而且向“長、大、難、快、優”發展，更是由“交通”向“電力、水務、燃氣”寬廣領域延伸；盾構技術以地質適應性廣、機械化程度高是未來地下工程施工的發展趨勢。

目前盾構直徑越來越大，掘進距離越來越長，均采用是圓形結構，大直徑盾構其軌下空間設置混凝土回填，以滿足隧道的運營使用功能、剛度和整體穩定要求。城市隧道為了減少對地下空間的占用和減少對構筑物影響以及降低投資，曾嘗試非圓形結構，日本在80年代開發應用矩形隧道，1986年制造了馬蹄形機械挖掘盾構，1991年制造了ECL盾構；上海軌道交通8號線2003年雙圓盾構和廣州、上海市政工程1995年矩形盾構等成功使用，為異形盾構的技術發展做了儲備工作。

圓形結構優點是受力合理、施工摩阻力小；但是空間利用率低，軌下實施工序干擾大、洞內施工環境差。一般交通隧道為滿足防災疏散功能設置了軌下空間，其優勢明顯；但山嶺鐵路隧道若采用圓形，其軌下多被素混凝土填充，掘削土量大、回填圬工量大，投資高；矩形斷面雖能有效利用空間，但結構受力不利。

技術實現要素：

本發明為解決現有技術存在的問題而提出，其目的是提供一種多心圓盾構隧道襯砌。

本發明的技術方案是：一種多心圓盾構隧道襯砌，包括由等厚弧形管片圍合拼接成的整環襯砌，所述整環襯砌內輪廓為多心圓狀。

所述整環襯砌斷面為軸對稱圖形，所述的對稱軸為隧道中線。

所述整環襯砌包括依次間隔串聯的奇數環和偶數環。

所述奇數環、偶數環沿隧道中線互為鏡像。

所述奇數環和偶數環均包括楔形塊、Ⅰ號相鄰塊、Ⅱ號相鄰塊、Ⅰ號普通塊、Ⅱ號普通塊、Ⅲ號普通塊、Ⅳ號普通塊、Ⅴ號普通塊。

所述楔形塊位于拱頂偏40°位置。

所述相鄰的奇數環、偶數環之間為錯縫拼裝。

本發明中管片設計采用的內輪廓與山嶺隧道礦山法施工的隧道內輪廓一致，便于結構銜接，實現盾構施工無豎井始發、接收要求，克服了圓形盾構管片拼裝后軌下空間回填混凝土方量大的問題，且受力合理，各管片結合所在斷面部位受力進行配筋，可有效控制投資、降低施工難度和加快施工進度。本發明能夠廣泛的適用于大直徑、大埋深、長距離、富水土質地層條件下盾構隧道的設計、施工。

附圖說明

圖1 是本發明的結構示意圖；

圖2 是本發明中奇數環的示意圖；

圖3 是本發明中偶數環的示意圖；

其中：

1 楔形塊 2 Ⅰ號相鄰塊

3 Ⅱ號相鄰塊 4 Ⅰ號普通塊

5 Ⅱ號普通塊 6 Ⅲ號普通塊

7 Ⅳ號普通塊 8 Ⅴ號普通塊。

具體實施方式

以下，參照附圖和實施例對本發明進行詳細說明：

如圖1~3所示，一種多心圓盾構隧道襯砌，包括由等厚弧形管片圍合拼接成的整環襯砌，所述整環襯砌內輪廓為多心圓狀。

所述整環襯砌斷面為軸對稱圖形，所述的對稱軸為隧道中線。

所述整環襯砌包括依次間隔串聯的奇數環和偶數環。

所述奇數環、偶數環沿隧道中線互為鏡像。

所述奇數環和偶數環均包括楔形塊1、Ⅰ號相鄰塊2、Ⅱ號相鄰塊3、Ⅰ號普通塊4、Ⅱ號普通塊5、Ⅲ號普通塊6、Ⅳ號普通塊7、Ⅴ號普通塊8。

所述楔形塊1位于拱頂偏40°位置。

所述相鄰的奇數環、偶數環之間為錯縫拼裝。

管片襯砌環按不同工況最不利情況進行了簡算，針對性進行配筋設計，以經濟合理用鋼量保證結構安全，滿足結構安全指標要求。

盾構隧道外輪廓跨度為11.54m，高度為10.59m，厚度為500mm盾構管片。管片拼裝方式擬采用“7+1分塊”錯縫拼裝方式。

將多心圓襯砌環襯砌中心線等分22份，分割成7+1塊弧形板塊，即楔形塊1、Ⅰ號相鄰塊2、Ⅱ號相鄰塊3、Ⅰ號普通塊4、Ⅱ號普通塊5、Ⅲ號普通塊6、Ⅳ號普通塊7、Ⅴ號普通塊8。

將管片按設計要求編號，運至現場，盾構機掘進后組裝、拼裝成環，進而串接成連續成多環。

本發明襯砌依托多心圓盾構機拼裝成型的，設計采用兩種結構型式，串聯拼裝形成隧道襯砌，先以奇數襯砌環進行分塊、排版、防水構造布置等，再施作偶數環盾構襯砌。

本發明中管片設計采用的內輪廓與山嶺隧道礦山法施工的隧道內輪廓一致，便于結構銜接，實現盾構施工無豎井始發、接收要求，克服了圓形盾構管片拼裝后軌下空間回填混凝土方量大的問題，且受力合理，各管片結合所在斷面部位受力進行配筋，可有效控制投資、降低施工難度和加快施工進度。本發明能夠廣泛的適用于大直徑、大埋深、長距離、富水土質地層條件下盾構隧道的設計、施工。