一種地鐵盾構區間硬巖過渡段的開挖結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型一種地鐵盾構區間硬巖過渡段的開挖結構，包括盾構段、硬巖段以及設置在盾構段與硬巖段之間的豎井；豎井底部設置有型鋼鋼架支撐以及設置在型鋼鋼架支撐上的網碰混凝土填充層；豎井的井壁上設置有旋噴加固樁；盾構段包括盾構段洞口；硬巖段包括硬巖段洞口；盾構段洞口以及硬巖段洞口均設置有鋼洞門；鋼洞門包括圓環板、簾布板、連接螺栓、鋼洞門鋼環以及加固錨筋；鋼洞門鋼環的截面呈U型；連接螺栓通過圓環板、簾布板以及鋼洞門鋼環固定設置在待穩固的盾構段或硬巖段中；加固錨筋通過鋼洞門鋼環固定設置在待穩固的盾構段或硬巖段中。本實用新型降低過渡段處施工難度和節約施工成本，避免盾構機在硬巖區段進退兩難和提高隧道掘進速度。
【專利說明】
一種地鐵盾構區間硬巖過渡段的開挖結構
技術領域
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[0001]本實用新型屬于地鐵施工技術領域，涉及一種隧道開挖結構，具體涉及一種地鐵盾構區間硬巖過渡段的開挖結構。
【背景技術】
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[0002]隨著城市軌道交通的發展，我國進入了地下鐵道建設的高峰期。地鐵工程大多采用盾構段施工，但在復雜的地層環境中，經常碰到長距離硬巖地層，此時，若繼續采用盾構掘進存在速度慢和刀具磨損快等缺點。尤其在城市地鐵下穿既有線或其他建筑物的情況下，不具備開艙換刀條件，盾構機將無法正常掘進。綜合考慮地鐵隧道穿越硬巖浸入段的環境條件、施工安全及技術經濟因素，過渡段采用礦山法開挖，初期支護后盾構機拼裝管片通過。
【實用新型內容】:
[0003]本實用新型的目的在于提供一種地鐵盾構區間硬巖過渡段的開挖結構，旨在降低過渡段處施工難度和節約施工成本，避免盾構機在硬巖區段進退兩難和提高隧道掘進速度。
[0004]為達到上述目的，本實實用新型采用如下技術方案予以實現:
[0005]—種地鐵盾構區間硬巖過渡段的開挖結構，包括盾構段、硬巖段以及設置在盾構段與硬巖段之間的豎井;其中，
[0006]所述豎井底部設置有型鋼鋼架支撐以及設置在型鋼鋼架支撐上的網碰混凝土填充層;所述豎井的井壁上設置有旋噴加固粧;所述盾構段包括盾構段洞口 ；所述硬巖段包括硬巖段洞口 ；所述盾構段洞口以及硬巖段洞口均設置有鋼洞門；所述鋼洞門包括圓環板、簾布板、連接螺栓、鋼洞門鋼環以及加固錨筋;所述鋼洞門鋼環的截面呈U型;所述連接螺栓通過圓環板、簾布板以及鋼洞門鋼環固定設置在待穩固的盾構段或硬巖段中；所述加固錨筋通過鋼洞門鋼環固定設置在待穩固的盾構段或硬巖段中。
[0007]本實用新型進一步的改進在于:所述鋼洞門鋼環包括伸入筒以及與伸入筒端部相連并設置在伸入筒兩端部的連接臂;所述連接臂以及伸入筒整體呈U型;所述設置在伸入筒兩端部的連接臂上分別設置有第一連接螺栓以及第二連接螺栓;所述第一連接螺栓通過連接臂直接固定設置在待穩固的盾構段或硬巖段中；所述第二連接螺栓通過圓環板、簾布板以及連接臂固定設置在待穩固的盾構段或硬巖段中；所述加固錨筋通過伸入筒和/或連接臂固定設置在待穩固的盾構段或硬巖段中。
[0008]本實用新型進一步的改進在于:所述加固錨筋包括豎向加固錨筋，所述豎向加固錨筋通過伸入筒固定設置在待穩固的盾構洞中；所述豎向加固錨筋是一根或多根，所述豎向加固錨筋是多根時，所述多根豎向加固錨筋并行設置;所述豎向加固錨筋的直徑不低于16mm ο
[0009]本實用新型進一步的改進在于:所述加固錨筋還包括斜向加固錨筋，所述斜向加固錨筋連接臂斜向固定設置在待穩固的盾構洞中；所述斜向加固錨筋的直徑不低于12_。
[0010]本實用新型進一步的改進在于:所述連接臂上設置有螺栓盒，所述螺栓盒內設置有螺帽，所述連接螺栓通過圓環板、簾布板以及連接臂與螺栓盒內的螺帽相連;所述連接螺檢是雙頭螺檢。
[0011]本實用新型進一步的改進在于:所述鋼洞門還包括與圓環板通過銷套相連的可拆卸式翻板。
[0012]本實用新型進一步的改進在于:所述鋼洞門是分體結構;所述鋼洞門包括形狀相同的至少兩個部件;形狀相同的至少兩個部件對拼形成鋼洞門。
[0013]本實用新型進一步的改進在于:所述硬巖段洞口的橫斷面為馬蹄形;所述盾構段洞口的橫斷面為圓形;所述馬蹄形內部凈空最小尺寸大于圓形;所述馬蹄形斷面中心與圓形斷面中心重合。
[0014]與現有技術相比，本實用新型具有如下技術效果:
[0015]本實用新型利用豎井作為地鐵礦山法施工的進出口，能夠減少施工場地面積，豎井將盾構段和硬巖段連接成一個整體，使盾構段結合礦山法的地鐵施工成為可能，豎井的尺寸比盾構斷面、硬巖段斷面大，能夠有效快速地安裝鋼洞門；豎井周邊用旋噴粧加固，能夠承受盾構段掌子面的氣壓力，保障結合部位的結構安全。在盾構段與硬巖段結合部位安裝鋼洞門，以及在硬巖段端頭安裝鋼洞門，能夠保障先行完成施工硬巖段的穩定。同時，鋼洞門整體性好，避免盾構機過渡礦山段時結合部位失穩，造成盾構推進方向的偏差。鋼洞門上簾布板的安裝，提高了盾構機推進的效率。在兩鋼洞門間鋪設導向平臺，提高了盾構機過渡的平順性。使硬巖段斷面中心與盾構斷面中心重合，硬巖段斷面大于盾構段，有利于盾構機快速的過渡硬巖段，并利于施工控制。
【附圖說明】
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[0016]圖1是本實用新型所提供的開挖結構的整體示意圖；
[0017]圖2是本實用新型所采用的鋼洞門的截面鋼筋布置圖；
[0018]圖3是本實用新型所采用的鋼洞門的局部結構示意圖；
[0019]圖4是鋼洞門中加固錨筋的位置示意圖；
[0020]圖5是硬巖段斷面結構示意圖；
[0021 ]圖6是盾構段斷面結構示意圖；
[0022]圖中:1-伸入筒;2-連接臂;3-螺栓盒;4-連接螺栓;5-圓環板;6_可拆卸式翻板;7_簾布板;8-豎向加固錨筋;9-斜向加固錨筋；10-銷套；11 -硬巖段;12-豎井；13-旋噴加固粧；14-盾構段;15-硬巖段洞口 ； 16-盾構段洞口。
【具體實施方式】
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[0023]以下給出本實用新型的具體實施例，需要說明的是本實用新型并不局限于以下具體實施例，凡在本申請技術方案基礎上做的等同變換均落入本實用新型的保護范圍。
[0024]參見圖1、圖3以及圖4，本實用新型提供了一種地鐵盾構區間硬巖過渡段的開挖結構，包括盾構段14、硬巖段11以及設置在盾構段14與硬巖段11之間的豎井12;其中，豎井12底部設置有型鋼鋼架支撐以及設置在型鋼鋼架支撐上的網碰混凝土填充層;豎井12的井壁上設置有旋噴加固粧13;盾構段14包括盾構段洞口 16;硬巖段11包括硬巖段洞口 15;盾構段洞口 16以及硬巖段洞口 15均設置有鋼洞門；鋼洞門包括圓環板5、簾布板7、連接螺栓4、鋼洞門鋼環以及加固錨筋;鋼洞門鋼環的截面呈U型;連接螺栓4通過圓環板5、簾布板7以及鋼洞門鋼環固定設置在待穩固的盾構段14或硬巖段11中；加固錨筋通過鋼洞門鋼環固定設置在待穩固的盾構段14或硬巖段11中。
[0025]鋼洞門鋼環包括伸入筒I以及與伸入筒I端部相連并設置在伸入筒I兩端部的連接臂2;連接臂2以及伸入筒I整體呈U型；設置在伸入筒I兩端部的連接臂2上分別設置有第一連接螺栓以及第二連接螺栓;第一連接螺栓通過連接臂2直接固定設置在待穩固的盾構段14或硬巖段11中；第二連接螺栓通過圓環板5、簾布板7以及連接臂2固定設置在待穩固的盾構段14或硬巖段11中；加固錨筋通過伸入筒I和/或連接臂2固定設置在待穩固的盾構段14或硬巖段11中。
[0026]參見圖2以及圖4，加固錨筋包括豎向加固錨筋8，豎向加固錨筋8通過伸入筒I固定設置在待穩固的盾構洞中；豎向加固錨筋8是一根或多根，豎向加固錨筋8是多根時，多根豎向加固銷筋8并行設置;豎向加固銷筋8的直徑不低于16_。
[0027]加固錨筋還包括斜向加固錨筋9，斜向加固錨筋9連接臂2斜向固定設置在待穩固的盾構洞中；斜向加固錨筋9的直徑不低于12mm。
[0028]連接臂2上設置有螺栓盒3，螺栓盒3內設置有螺帽，連接螺栓4通過圓環板5、簾布板7以及連接臂2與螺栓盒3內的螺帽相連;連接螺栓4是雙頭螺栓。
[0029 ] 鋼洞門還包括與圓環板5通過銷套1相連的可拆卸式翻板6。
[0030]鋼洞門是分體結構；鋼洞門包括形狀相同的至少兩個部件；形狀相同的至少兩個部件對拼形成鋼洞門。
[0031]參見圖5以及圖6，硬巖段洞口15的橫斷面為馬蹄形；盾構段洞口 16的橫斷面為圓形;馬蹄形內部凈空最小尺寸大于圓形;馬蹄形斷面中心與圓形斷面中心重合。
[0032]本實用新型在具體施工時，從距離硬巖段起始里程3.3m處避開硬巖由地表向下施作豎井，豎井長-寬-高為7.5m-8.6m-24m，隧道走向為豎井長度方向。豎井周邊采用旋噴粧進行加固，加固范圍為上下左右各3m，隧道軸線方向5m。井底設置型鋼鋼架支撐及C25、厚400mm的網碰混凝土。
[0033]在盾構施工方向用礦山法開挖鋼洞門長度里程，在這段里程安裝鋼洞門和簾布板，鋼洞門端頭和掌子面緊貼。安裝時首先測量放樣，定出洞中心標高和位置，鋼洞門安裝加工時分成4個1/4圓，上下對拼，先安裝下半部半圓，然后再拼裝上半部半圓，拼縫全部電焊焊接，并對掌子面噴射噴射混凝土支護。
[0034]硬巖段用礦山法完成施工，對掌子面噴射混凝土，并用C25素混凝土對端頭施行全斷面封堵;安裝導向平臺，導向平臺起點從豎井鋼洞門開始一直延伸至硬巖段鋼洞門；盾構段施工接近豎井鋼洞門時，掌子面所受壓力傳遞給鋼洞門，再由鋼洞門傳遞給豎井，由豎井結構承受。盾構機降低推進速度，低速切割掌子面，直至落入鋼洞門；盾構機在導向平臺支撐及引導下空載推進并拼裝管片，從而通過硬巖侵入段;盾構機減速進入硬巖段鋼洞門，在距離掌子面Im以外停住，確保盾構機刀盤順利旋轉并切入掌子面。豎井從地表向下施作而成，且深度大于盾構段和硬巖段底部的深度，所述的豎井與隧道行進方向垂直的寬度大于盾構段和硬巖段的寬度，其作為礦山法向前施工的進出口以及盾構機進入硬巖段時的受力結構;安裝鋼洞門時，先用礦山法開挖，再定位安裝鋼洞門。
【主權項】
1.一種地鐵盾構區間硬巖過渡段的開挖結構，其特征在于:包括盾構段、硬巖段以及設置在盾構段與硬巖段之間的豎井;其中， 所述豎井底部設置有型鋼鋼架支撐以及設置在型鋼鋼架支撐上的網碰混凝土填充層；所述豎井的井壁上設置有旋噴加固粧;所述盾構段包括盾構段洞口；所述硬巖段包括硬巖段洞口；所述盾構段洞口以及硬巖段洞口均設置有鋼洞門；所述鋼洞門包括圓環板、簾布板、連接螺栓、鋼洞門鋼環以及加固錨筋;所述鋼洞門鋼環的截面呈U型;所述連接螺栓通過圓環板、簾布板以及鋼洞門鋼環固定設置在待穩固的盾構段或硬巖段中；所述加固錨筋通過鋼洞門鋼環固定設置在待穩固的盾構段或硬巖段中。2.根據權利要求1所述的地鐵盾構區間硬巖過渡段的開挖結構，其特征在于:所述鋼洞門鋼環包括伸入筒以及與伸入筒端部相連并設置在伸入筒兩端部的連接臂;所述連接臂以及伸入筒整體呈U型;所述設置在伸入筒兩端部的連接臂上分別設置有第一連接螺栓以及第二連接螺栓;所述第一連接螺栓通過連接臂直接固定設置在待穩固的盾構段或硬巖段中；所述第二連接螺栓通過圓環板、簾布板以及連接臂固定設置在待穩固的盾構段或硬巖段中；所述加固錨筋通過伸入筒和/或連接臂固定設置在待穩固的盾構段或硬巖段中。3.根據權利要求2所述的地鐵盾構區間硬巖過渡段的開挖結構，其特征在于:所述加固錨筋包括豎向加固錨筋，所述豎向加固錨筋通過伸入筒固定設置在待穩固的盾構洞中；所述豎向加固錨筋是一根或多根，所述豎向加固錨筋是多根時，所述多根豎向加固錨筋并行設置;所述豎向加固銷筋的直徑不低于16mm。4.根據權利要求3所述的地鐵盾構區間硬巖過渡段的開挖結構，其特征在于:所述加固錨筋還包括斜向加固錨筋，所述斜向加固錨筋連接臂斜向固定設置在待穩固的盾構洞中；所述斜向加固錨筋的直徑不低于12_。5.根據權利要求4所述的地鐵盾構區間硬巖過渡段的開挖結構，其特征在于:所述連接臂上設置有螺栓盒，所述螺栓盒內設置有螺帽，所述連接螺栓通過圓環板、簾布板以及連接臂與螺栓盒內的螺帽相連;所述連接螺栓是雙頭螺栓。6.根據權利要求5所述的地鐵盾構區間硬巖過渡段的開挖結構，其特征在于:所述鋼洞門還包括與圓環板通過銷套相連的可拆卸式翻板。7.根據權利要求1-6中任一項所述的地鐵盾構區間硬巖過渡段的開挖結構，其特征在于:所述鋼洞門是分體結構;所述鋼洞門包括形狀相同的至少兩個部件;形狀相同的至少兩個部件對拼形成鋼洞門。8.根據權利要求7所述的地鐵盾構區間硬巖過渡段的開挖結構，其特征在于:所述硬巖段洞口的橫斷面為馬蹄形;所述盾構段洞口的橫斷面為圓形;所述馬蹄形內部凈空最小尺寸大于圓形;所述馬蹄形斷面中心與圓形斷面中心重合。
【文檔編號】E21D5/11GK205422731SQ201620217927
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月21日
【發明人】毛升, 賴金星, 侯城, 陳斌, 王開運, 牛方園, 劉厚全, 秦海洋, 程飛, 熊必云, 田翼闊, 唐緒輝
【申請人】長安大學