適用于類矩形盾構隧道的管片結構的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及隧道盾構技術領域，尤其是指一種適用于類矩形盾構隧道的管片結 構。
【背景技術】
[0002] 在隧道盾構中，目前常規的隧道斷面一般分為單洞單線隧道與單洞線雙線隧道， 其中，單洞單線隧道包括小直徑圓隧道，單洞線雙線隧道包括大直徑圓隧道、雙圓隧道與矩 形隧道。
[0003] 但是，小直徑圓隧道的雙線隧道的線間距較大，隧道至建筑物的距離也較大，隧道 占用地下空間范圍也較大，盾構施工對周邊建筑物的影響也相對較大，而且需要同時開挖 兩條隧道，工期較長。大直徑圓隧道的開挖空間利用率較小，隧道占用地下空間范圍也較 大。雙圓隧道的頂部存在海鷗形凹槽，土體不容易穩定，不利于地表沉降的施工控制，盾構 糾偏加劇此處土體擾動，并容易產生背土導致地表隆起，對于地表沉降的施工控制難度極 大。其次，雙圓隧道的同步注漿孔設在盾構中心上下兩凹槽處，漿液需填滿整環雙圓盾構后 部建筑空隙所經過的路徑相對較長，在軟土地層中，漿液無法及時填充建筑空隙，最終導致 地面變形較大。矩形隧道的管片混凝土用量較大。
[0004] 因此，有必要對現有的隧道盾構管片結構進行改進。
【發明內容】
[0005] 有鑒于上述問題，本發明提供了一種適用于類矩形盾構隧道的管片結構，所述管 片結構的斷面呈類矩形狀，所述管片結構包括:位于所述斷面拱底位置的拱底圓弧段、位于 所述斷面拱頂位置的拱頂圓弧段、以及位于所述斷面兩側拱腰位置的兩個拱腰圓弧段;兩 個所述拱腰圓弧段的半徑相等，且均小于所述拱底圓弧段的半徑以及所述拱頂圓弧段的半 徑;所述拱底圓弧段分別與兩個所述拱腰圓弧段光滑相切連接，所述拱頂圓弧段分別與兩 個所述拱腰圓弧段光滑相切連接。
[0006] 本發明適用于類矩形盾構隧道的管片結構，通過所述拱底圓弧段分別與兩個所述 拱腰圓弧段光滑相切連接，所述拱頂圓弧段分別與兩個所述拱腰圓弧段光滑相切連接，具 有良好的成拱效果，有利于減小襯砌管片所受的彎矩和偏心距，從而減少需要的鋼筋用量 和襯砌厚度，相應的土體開挖量、混凝土用量也較少。另外還有利于盾構設備全斷面切削土 體，對周邊環境的影響更小。
[0007] 本發明適用于類矩形盾構隧道的管片結構的進一步改進在于，所述拱底圓弧段的 半徑等于所述拱頂圓弧段的半徑，所述拱底圓弧段所對應的圓分別與兩個所述拱腰圓弧段 所對應的圓內切連接，所述拱頂圓弧段所對應的圓分別與兩個所述拱腰圓弧段所對應的圓 內切連接。
[0008] 本發明適用于類矩形盾構隧道的管片結構的進一步改進在于，所述拱底圓弧段的 半徑大于所述拱頂圓弧段的半徑，所述拱底圓弧段所對應的圓分別與兩個所述拱腰圓弧段 所對應的圓內切連接，所述拱頂圓弧段所對應的圓分別與兩個所述拱腰圓弧段所對應的圓 內切連接。
[0009] 本發明適用于類矩形盾構隧道的管片結構的進一步改進在于，所述拱底圓弧段的 半徑小于所述拱頂圓弧段的半徑，所述拱底圓弧段所對應的圓分別與兩個所述拱腰圓弧段 所對應的圓內切連接，所述拱頂圓弧段所對應的圓分別與兩個所述拱腰圓弧段所對應的圓 內切連接。
[0010] 本發明適用于類矩形盾構隧道的管片結構的進一步改進在于，所述拱底圓弧段的 半徑為10000mm~20000mm，所述拱頂圓弧段的半徑為10000mm~20000mm，所述拱腰圓弧段 的半徑為2500mm~3000mm。
[0011] 本發明適用于類矩形盾構隧道的管片結構的進一步改進在于，所述管片結構由多 個管片分塊拼接而成。
[0012] 本發明適用于類矩形盾構隧道的管片結構的進一步改進在于，還包括中間立柱 段，支撐于所述拱底圓弧段與所述拱頂圓弧段之間，兩個所述拱腰圓弧段相對于所述中間 立柱段呈對稱布置。
【附圖說明】
[0013] 圖1是本發明適用于類矩形盾構隧道的管片結構的第一種斷面形式示意圖。
[0014] 圖2是本發明適用于類矩形盾構隧道的管片結構的第一種斷面形式的原理圖。
[0015] 圖3是本發明適用于類矩形盾構隧道的管片結構的第二種斷面形式的原理圖。
[0016] 圖4是本發明適用于類矩形盾構隧道的管片結構的第三種斷面形式的原理圖。
[0017] 圖5是本發明適用于類矩形盾構隧道的管片結構的管片分塊方式的較佳示意圖。
[0018] 圖6是本發明適用于類矩形盾構隧道的管片結構的較佳斷面形式示意圖。
[0019] 圖7是本發明適用于類矩形盾構隧道的管片結構的較佳結構示意圖。
[0020] 圖8是本發明適用于類矩形盾構隧道的管片結構的受力分析示意圖。
[0021 ]圖9是現有的適用于矩形盾構的管片結構的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022] 為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不 用于限定本發明。
[0023] 配合參看圖1所示，圖1是本發明適用于類矩形盾構隧道的管片結構的第一種斷面 形式示意圖。本發明適用于類矩形盾構隧道的管片結構1，管片結構1的斷面呈類矩形狀，管 片結構1包括:位于所述斷面拱底位置的拱底圓弧段10、位于所述斷面拱頂位置的拱頂圓弧 段20、以及位于所述斷面兩側拱腰位置的兩個拱腰圓弧段30;兩個拱腰圓弧段30的半徑相 等，且均小于拱底圓弧段10的半徑以及拱頂圓弧段20的半徑；拱底圓弧段10分別與兩個拱 腰圓弧段30光滑相切連接，拱頂圓弧段20分別與兩個拱腰圓弧段30光滑相切連接。
[0024] 本發明適用于類矩形盾構隧道的管片結構，通過所述拱底圓弧段分別與兩個所述 拱腰圓弧段光滑相切連接，所述拱頂圓弧段分別與兩個所述拱腰圓弧段光滑相切連接，具 有良好的成拱效果，有利于減小襯砌管片所受的彎矩和偏心距，從而減少需要的鋼筋用量 和襯砌厚度，相應的土體開挖量、混凝土用量也較少。另外還有利于盾構設備全斷面切削土 體，對周邊環境的影響更小。
[0025] 參閱圖2所示，圖2是本發明適用于類矩形盾構隧道的管片結構的第一種斷面形式 的原理圖。拱底圓弧段10的半徑為心，拱頂圓弧段20的半徑為1? 2，兩個拱腰圓弧段30的半徑 均為R3,在該實施例中，拱底圓弧段10的半徑心等于拱頂圓弧段20的半徑R 2。拱底圓弧段10 所對應的圓為圓110，拱頂圓弧段20所對應的圓為圓210，拱腰圓弧段30所對應的圓為圓 310。拱底圓弧段10所對應的圓110分別與兩個拱腰圓弧段30所對應的圓310內切連接，拱頂 圓弧段20所對應的圓210分別與兩個拱腰圓弧段30所對應的圓310內切連接。即，拱底圓弧 段10分別與兩個拱腰圓弧段30內切連接，拱頂圓弧段20分別與兩個拱腰圓弧段30內切連 接。優選地，拱底圓弧段10的半徑Ri為1000 Omm~20000mm，拱頂圓弧段20的半徑R 2為1000 Omm ~20000mm，拱腰圓弧段30的半徑R3為2500mm~3000mm。
[0026] 參閱圖3所示，圖3是本發明適用于類矩形盾構隧道的管片結構的第二種斷面形式 的原理圖。拱底圓弧段10的半徑為心，拱頂圓弧段20的半徑為1? 2，兩個拱腰圓弧段30的半徑 均為R3,在該實施例中，拱底圓弧段10的半徑心大于拱頂圓弧段20的半徑R 2。拱底圓弧段10 所對應的圓為圓110，拱頂圓弧段20所對應的圓為圓210，拱腰圓弧段30所對應的圓為圓 310。拱底圓弧段10所對應的圓110分別與兩個拱腰圓弧段30所對應的圓310內切連接，拱頂 圓弧段20所對應的圓210分別與兩