隧道横道三通接头管组合件改进结构的制作方法

文档序号:11110319阅读:441来源:国知局
隧道横道三通接头管组合件改进结构的制造方法与工艺

本发明涉及地下重要基础设施工程和各类隧道及城市地下管廊等工程的主隧道与服务隧道连接通道相贯可靠性固定领域,具体为一种隧道横道三通接头管组合件改进结构。



背景技术:

目前,国内陆地和海底长里程隧道结构布局形式基本开始采用了“两道一服”的建设模式,这样对隧道减压通风或服务维修抢险创造了非常合理和有效的工程结构布局。特别是我国的交通建设跨入了高速公路和高速铁路的发展阶段,对经济发展起到了极为重要的推动作用。“十三五”规划已将高铁列入“八纵八横”的建设目标。但根据过去多年和多项隧道建设施工经验教训,我国的隧道建设水平与国外发达国家相比仍有相当大的差距,因此改进和提高隧道工程合理布局和安全可靠性已经引起了相关领导部门的高度重视,铁路部门已经采取措施对已建成通车的高铁隧道在地质结构不良地段增设备用维修抢险服务通道,以防后患。

渤海跨海隧道在建设研究报告中也把建设质量放在第一位进行统筹谋划,确保隧道使用寿命达到120年的目标。由于海底地质结构复杂,又处于地震带附近地域,除了在隧道建设施工中遇到断层等6种地质结构不良地段可采用我们已提出的多项球铁组合壁板管片提高承载能力,确保安全质量的可靠性外,同时还应把两主隧道与中间服务隧道连通的接头部位每天受到几万次列车车轮碾压震动产生疲劳破坏形式,应该认真研究解决预防应对措施,尤其作为海底高铁隧道每相隔行程80米就要设立一组连通服务隧道两侧的各30米隧道横道三通接头管是受到连续循环震动,长久疲劳破坏最为严重的部位,很显然采用以往使用的脆性材料混凝土构件作为横道两端连通三通接头管是极不安全可靠的。

为了确保横道三通接头管及高铁隧道备用维修抢险通道的接头管质量安全可靠性和百年大计的使用寿命,是各类隧道工程建设所面临的急需解决的重要研究课题。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种隧道横道三通接头管组合件改进结构,具有通用化、标准化、高强度、耐腐蚀、结构合理等特点,且经久耐用,安全可靠。

本发明的技术方案是:

一种隧道横道三通接头管组合件,包括主隧道、混凝土层、大三通接头管、服务隧道、小三通接头管、横道管廊、连通横道路面、椭圆形服务横道,具体结构如下:

主隧道与服务隧道之间设置服务横道,服务横道与主隧道之间通过大三通接头管连接匹配,服务隧道两侧分别与小三通接头管连通匹配,服务横道与服务隧道一侧之间通过小三通接头管连接匹配,服务隧道另一侧的小三通接头管与横道管廊连通,横道管廊内底部设置连通横道路面。

所述的隧道横道三通接头管组合件,主隧道和服务隧道分别为球铁框架及其外侧的混凝土层形成,主隧道底部设置主隧道路基,服务隧道底部设置服务隧道路基。

所述的隧道横道三通接头管组合件,大三通接头管是由中弧板内外带加强筋板的球铁框架及其外侧混凝土层浇筑而成,其一端的管路与服务横道管壁连接,其另一端的径向弧面连续连接全球铁壁板或球铁-混凝土组合壁板管片,形成一圈与主隧道直径一样大小的大三通接头主体。

所述的隧道横道三通接头管组合件,小三通接头管是由中弧板内外带加强筋板的球铁框架及其外侧混凝土层浇筑而成,其一端的管路与服务横道管壁连接,其另一端的径向弧面连续连接全球铁壁板或球铁-混凝土组合壁板管片,形成一圈与服务隧道直径一样大小的小三通接头主体。

所述的隧道横道三通接头管组合件,在球铁框架的外侧浇筑混凝土层形成单块球铁-混凝土组合壁板管片,球铁框架的中弧板内外带加强筋板,球铁框架的轴向两侧设置轴向边框,球铁框架的径向两侧设置径向边框,混凝土层中设置钢筋网架,钢筋网架与球铁框架中弧板外侧的筋板通过螺栓连接,径向边框上开设径向连接孔,通过径向连接孔与相邻单块球铁-混凝土组合壁板的球铁框架连接,轴向边框上开设轴向连接孔,通过轴向连接孔与相邻整环球铁-混凝土组合壁板的球铁框架连接,轴向边框和径向边框的外侧分别设置密封槽,密封槽中设置塑胶密封圈,用于对相邻壁板之间进行密封,相邻球铁-混凝土组合壁板管片之间加上两道塑胶密封圈,并用螺栓固定。

所述的隧道横道三通接头管组合件,在三通接头管本体组合连接或与其他连接面上的连接孔设置为阶梯连接孔,阶梯连接孔安装定位抗剪套筒,定位抗剪套筒于连接位置带有凸缘。

一种隧道横道三通接头管组合件,包括主隧道、混凝土层、大三通接头管、服务隧道、小三通接头管、横道管廊、连通横道路面、椭圆形服务横道,具体结构如下:

主隧道与服务隧道之间设置椭圆形服务横道,椭圆形服务横道与主隧道之间通过大三通接头管连接匹配,服务隧道两侧分别与小三通接头管连通匹配,椭圆形服务横道与服务隧道一侧之间通过小三通接头管连接匹配,服务隧道另一侧的小三通接头管与横道管廊连通,横道管廊内底部设置连通横道路面。

所述的隧道横道三通接头管组合件,两个主隧道与服务隧道之间设置立式椭圆形服务横道,椭圆形服务横道与主隧道之间通过大三通接头管连接匹配,服务隧道两侧分别与小三通接头管连通,椭圆形服务横道与服务隧道之间通过小三通接头管连接匹配,服务隧道中设置疏散通道。

所述的隧道横道三通接头管组合件,两个主隧道与服务隧道之间通过椭圆形服务横道形成减压通道连通。

所述的隧道横道三通接头管组合件,球铁框架、大三通接头管、小三通接头管、椭圆形服务横道框架的材质选用QT600-7或QT500-10,混凝土选用C50级。

本发明的设计思想是:

本发明为全球铁或球铁-混凝土组合壁板组装的隧道横道三通接头管组合件,主要用于海底隧道与服务隧道之间连通横道的接头部位的三通接头管组合件或高铁隧道的备用维修抢险通道结合部的三通接头管组合件。海底隧道为了解决通风、排风、减压和防止漏水每行程相距80米就必须设置工字形连通横道,而以往建成的陆地高铁隧道也要在地质结构出现断层、流沙、松软、黄土、高地应力特殊及不良地质地段增设备用维修抢险通道的结合部三通接头管组合件,上述通道接头管组合件采用全球铁或球铁-混凝土组合三通接头管及配套连接组装技术,并将原来圆管形横道方案改进为椭圆形横道方案,以解决和排除以往施工中存在的安全质量可靠性低,使用寿命低、施工效率低的问题。

本发明的优点及有益效果是:

1、本发明所采用的是一种能够有效适应断层等不良地质结构补强需要和解决各类陆地隧道、海底隧道的主隧道与服务隧道连通相贯的横道两端三通接头管组合件及已建成通车的高铁隧道的不良地质结构地段增设备用维修抢险通道连通结合部三通接头管组合件及配套构件,防止和杜绝由于连续不断地车辆通行受到的震动或疲劳破坏而形成早期裂纹漏水事故及降低使用寿命,确保隧道工程安全可靠性和百年大计的使用寿命。

2、本发明所采用的是一种全球铁或球铁-混凝土组合壁板管片及配套构件连接为一体的隧道横道三通接头管组合件,其横道两端与主隧道和服务隧道相贯连接处的三通接头管根据隧道直径大小可采取整体式或多等分组合连接式,由于盾构机挖掘的岩体直径空间狭小,三通接头体积大、重量大,为施工运输方便,事先可在洞外工厂化生产出通用化、标准化、高强度、耐腐蚀的三通接头管各部构件运到洞内,在相应的设计路段部位进行安装组合成完整的隧道横道三通接头管组合件(见图1左端所示)。

3、本发明述横道三通接头管本体外,其余的三通所用弧形壁板管片沿直径圆周接续安装其余标准化、通用化全球铁壁板或球铁-混凝土组合壁板管片,不仅组装快捷,而且组装后的主隧道大三通轴向长度大于横道管直径,这样有效分散了隧道横道接头部位集中载荷所引起的震动或疲劳破坏,大大提高了隧道横道接头部位的整体结构强度和使用寿命,完全克服和避免了由于接头质量不佳而出现的裂纹漏水事故。

4、本发明所采用的所有构件连接面都设有抗老化、耐腐蚀塑胶密封圈,而且是双层密封,有效解决了构件连接面密封不牢而出现漏水事故。

5、本发明在组合构件连接孔部位采用了定位抗剪套筒,既能起到提高径向壁板管片和轴向整环壁板管片连接组装安装精度,又极大提高构件连接螺栓的抗剪强度和抗压强度。

6、本发明建议将横道圆管形横截面改进为立式椭圆形结构,以增大通风减压的有效面积,缩短施工周期,降低工程成本。

附图说明

图1-图2为隧道横道三通接头管组合件布置示意图,其中:图1为隧道横断面结构布置图,图2为图1中的隧道和服务隧道布置顶视图。

图3-图6为隧道横道三通接头管示意图,其中:图3-图4为横道与主隧道相贯连接的大三通接头管,图3是图4的A-A剖视图;图5-图6为横道与服务隧道贯通连接的小三通接头管,图5是图6的A-A剖视图,小三通接头管只在遇到不良地质结构情况时使用。

图7-图8为球铁-混凝土组合壁板管片示意图,其中:图8为图7的A向半剖视图。

图9为定位抗剪套筒示意图。

图10-图13为横道改进为椭圆形方案,其中:图10-图12中横道改进为椭圆形方案,图10为主视图,图11为俯视图,图12为图10的A-A剖视图,图13为海峡隧道横断面初步设计方案(有减压通道)。

图中,1、主隧道,2、球铁框架,3、混凝土层,4、主隧道路基,5、大三通接头管,6、服务隧道路基,7、服务隧道,8、小三通接头管,9、横道管廊,10、连通横道路面,11、加强筋板,12、定位抗剪套筒,13、径向连接孔,14、径向边框,15、轴向连接孔,16、密封槽,17、轴向边框,18、钢筋网架,19、螺栓,20、椭圆形服务横道,21、减压通道;22、疏散通道;23、服务横道。

具体实施方式

在具体实施过程中,本发明作为地下重要基础设施工程或各类隧道与服务隧道连接“工字形”通道的三通接头管组合构件,该隧道横道三通接头管组合件包括:全球铁壁板或球铁-混凝土组合壁板管片、三通接头管、定位抗剪套筒、塑胶密封圈、椭圆形服务横道等,将上述构件连接安装后便形成一个大型隧道横道三通接头管组合件及横道改进,通过接续连接全球铁壁板或球铁-混凝土组合壁板管片,同时在所有组合安装连接面上有两条密封槽,用于固定抗老化耐腐蚀的防水密封塑胶圈。这种隧道横道三通接头管组合件在全隧道相隔80米增设服务横道接头处必须采用,而横道与服务隧道连通相贯接头要视所处地质结构情况而定,当遇到断层等不良地质结构地段时为确保安全质量也必须按照主隧道大三接通接头管组合件的装配形式处理,但用量相对少得多。改进后的椭圆形服务横道仍可采用上述横道三通接头管组合件的生产和组装方式进行。

下面,通过实施例和附图对本发明进一步详细阐述。

实施例1

如图1-图9所示,本实施例隧道横道三通接头管组合件,主要包括:主隧道1、球铁框架2、混凝土层3、主隧道路基4、大三通接头管5、服务隧道路基6、服务隧道7、小三通接头管8、横道管廊9、连通横道路面10、加强筋板11、定位抗剪套筒12、径向连接孔13、径向边框14、轴向连接孔15、密封槽16、轴向边框17、钢筋网架18、螺栓19、服务横道23(如:截面为椭圆形的服务横道)等,具体结构如下:

主隧道1与服务隧道7之间设置服务横道23,服务横道23与主隧道1之间通过大三通接头管5连接,服务隧道7两侧分别与小三通接头管8连通,服务横道23与服务隧道7一侧之间通过小三通接头管8连接,服务隧道7另一侧的小三通接头管8与横道管廊9连通,横道管廊9内底部设置连通横道路面10。主隧道1和服务隧道7分别为球铁框架2及其外侧的混凝土层3形成,主隧道1底部设置主隧道路基4,服务隧道7底部设置服务隧道路基6。

如图3-图6所示,大三通接头管5是由中弧板内外带加强筋板的球铁框架及其外侧混凝土层3浇筑而成,其一端的管路与服务横道23管壁连接,其另一端的径向弧面连续连接全球铁壁板或球铁-混凝土组合壁板管片,形成一圈与主隧道直径一样大小的三通接头主体。小三通接头管8是由中弧板内外带加强筋板的球铁框架及其外侧混凝土层3浇筑而成,其一端的管路与服务横道23管壁连接,其另一端的径向弧面连续连接全球铁壁板或球铁-混凝土组合壁板管片,形成一圈与服务隧道直径一样大小的三通接头主体。

如图1-图2、图7-图8所示,在球铁框架2的外侧浇筑混凝土层3形成单块球铁-混凝土组合壁板,球铁框架2的中弧板内外带加强筋板,球铁框架2的轴向两侧设置轴向边框17,球铁框架2的径向两侧设置径向边框14,混凝土层3中设置钢筋网架18,钢筋网架18与球铁框架2的外侧筋板通过螺栓19连接,径向边框14上开设径向连接孔13,通过径向连接孔13与相邻单块球铁-混凝土组合壁板的球铁框架2连接,轴向边框17上开设轴向连接孔15,通过轴向连接孔15与相邻整环球铁-混凝土组合壁板的球铁框架2连接,轴向边框17和径向边框14的外侧分别设置密封槽16,密封槽16中设置塑胶密封圈,用于对相邻壁板之间进行密封,相邻球铁-混凝土组合壁板之间加上两道塑胶密封圈,并用螺栓固定。

如图7-图9所示,在轴向连接孔15与径向连接孔13内增设定位抗剪套筒12,A板和B板通过螺栓连接时,螺栓外侧与A板、B板之间设置定位抗剪套筒12,定位抗剪套筒12于A板、B板之间位置带有凸缘。

不论三通接头管本体组合连接或其与径向的连接,以及整环的球铁-混凝土组合壁板管片连接面上的连接孔设置为阶梯连接孔,阶梯连接孔为了安装定位抗剪套筒12,目的是承受来自横向载荷,增加抵抗横向载荷的抗剪强度,以减少螺栓结构尺寸和增强连接稳定可靠性。

其中,球铁框架2、三通接头管、椭圆形服务横道(少量)(大三通接头管5、小三通接头管8)的材质选用QT600-7或QT500-10制造,混凝土选用C50级。

实施例2

与实施例1不同之处在于:

如图10-图12所示,本实施例隧道横道三通接头管组合件,主要包括:主隧道1、球铁框架2、混凝土层3、主隧道路基4、大三通接头管5、服务隧道路基6、服务隧道7、小三通接头管8、横道管廊9、连通横道路面10、椭圆形服务横道20等,具体结构如下:

主隧道1与服务隧道7之间设置椭圆形服务横道20,椭圆形服务横道20与主隧道1之间通过大三通接头管5连接匹配,服务隧道7两侧分别与小三通接头管8连通,椭圆形服务横道20与服务隧道7一侧之间通过小三通接头管8连接匹配,服务隧道7另一侧的小三通接头管8与横道管廊9连通,横道管廊9内底部设置连通横道路面10。主隧道1和服务隧道7分别为球铁框架2及其外侧的混凝土层3形成,主隧道1底部设置主隧道路基4,服务隧道7底部设置服务隧道路基6。

实施例3

与实施例1不同之处在于:

如图13所示,两个主隧道1与服务隧道7之间设置服务横道23(如:截面为椭圆形的服务横道),服务横道23与主隧道1之间通过大三通接头管连接,服务隧道7两侧分别与小三通接头管连通,服务横道23与服务隧道7之间通过小三通接头管连接,服务隧道7中设置疏散通道22。另外,两个主隧道1与服务隧道7之间通过减压通道21连通。

本发明将海峡隧道横道横截面(圆管形横截面)改进为椭圆形立式结构方案,因两侧横道施工长度只有20多米,只能靠钻爆法工人手工施工,而且减压通道横截面积与下侧横道的横截面积基本相同。如将原来圆形横道改进为椭圆形结构,即增大近二倍多的通风减压使用面积,同时也提高了横道的承载能力,又可大幅降低施工技术难度和工程成本,因为在海底进行隧道施工,多挖洞就意味着增加隧道漏水的风险,如在原来圆管形横道的基础上在同一个空间内向上多挖掘出减压通道那么大的空间面积,就形成椭圆形横道结构,即省钱又安全。

另外,将原来横道横截面由圆管形改进为立式椭圆形结构,可以增加服务隧道通风排风的减压效果,将服务隧道直径改进为同两侧主隧道同样大的直径或比主隧道直径再大一些更有利于排风减压,施工也方便,由盾构机直接完成,缩短工期降低工程成本减少施工漏水风险,因为将服务横道圆管形改进为椭圆形立式结构主隧道与服务隧道的直径上部空间可以得到充分利用。

实施例结果表明,本发明主要适用于各类隧道(尤其是海底隧道)与服务隧道之间连接贯通的三通接头管及陆地高铁隧道备用维修抢险通道连结部三通接头管的可靠性固定,能够完全有效提高主隧道与服务隧道相贯连接处的连接结构强度和密封度,并将原来圆管形横道截面改进为椭圆形立式横道结构,完全可以解决以往使用的混凝土构件三通接头处由于每天连续不断受到列车车轮的震动所产生疲劳破坏而出现的裂纹漏水事故和使用寿命过低的问题。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1