本发明涉及隧道结构，更具体地，涉及一种预制箱涵及其布设方法。
背景技术：
为加快大型盾构隧道内部结构的施工进度，并为前方盾构掘进面提供便捷的材料运输通道，大型盾构隧道的内部结构多选用预制箱涵方案。预制箱涵顶面至管片底部的相对高度为一固定值。
目前，在安装预制箱涵的施工过程中，多是就安装预制箱涵或使其更稳固的方法或设备的改进，并没有对预制箱涵高度的调节。如公开号为cn206000538u的中国专利申请，其公开了一种盾构机跟随式栈桥装置，包括预制箱涵和栈桥车，预制箱涵的左右两侧对称设有栈桥车，栈桥车包括顶撑、竖直支撑和斜撑组成的框架结构。竖直支撑上设有滚轮，用于支撑在预制箱涵的侧面，斜撑上设有滚轮，用于支撑在隧道的管壁上，顶撑上铺装有盖板，所述盖板的顶面和预制箱涵的顶面在同一水平面；预制箱涵为轴向分体式结构；每侧栈桥车有若干个，相互连接，并能被前面的盾构机拖挂。
该方案使预制箱涵的安装过程更简便，但是，预制箱涵是直接坐落在管片衬砌上，无法直接对预制箱涵的安装位置的高度进行调节。而预制箱涵直接坐落在管片衬砌上，盾构掘进的轴线偏差及管片拼装的错台、管片底部的受力变形均会直接传导至预制箱涵顶面，从而造成箱涵顶面与设计路面/轨面间的距离缩小或增大。
技术实现要素：
本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的预制箱涵及其布设方法，以解决盾构隧道施工过程中预制箱涵的顶面与路面/轨面结构层之间存在由于施工传导的累积误差的技术问题。
根据本发明的一个方面，提供一种预制箱涵，包括：能够调节竖向高度的支撑杆和由所述支撑杆支撑于盾构隧道管片衬砌底部的预制箱涵箱体；所述预制箱涵箱体下部的墙体内部嵌设有中空的套筒，所述套筒沿竖直方向设置，且所述套筒下端的开口与所述墙体的底部端面平齐，所述支撑杆的上部插接于所述套筒内。
进一步地，所述套筒的内壁铣有内螺纹，所述支撑杆的外壁铣有与所述内螺纹相配合的外螺纹。
进一步地，所述支撑杆上沿所述支撑杆的径向方向设置有贯穿所述支撑杆的通孔，所述通孔至少有两个；位于所述墙体下方、且贴近所述墙体的通孔内插接有水平支撑杆，所述水平支撑杆的上端面贴紧所述墙体底部。
进一步地，所述支撑杆有多个，且两两对称地竖向插接于所述预制箱涵箱体的墙体内部。
进一步地，所述支撑杆的直径与所述墙体的厚度之间的比值为0.1～0.2。
进一步地，所述支撑杆的底部固接有底座，所述底座的横截面面积大于所述支撑杆的横截面面积。
进一步地，所述底座的下侧设置有橡胶垫片。
根据本发明的另一个方面，还提供一种预制箱涵的布设方法，包括：
步骤s1、在制作预制箱涵箱体的同时，将套筒沿竖直方向嵌设于所述预制箱涵箱体下部的墙体内；
步骤s2、根据测量得到的预制箱涵箱体拼装位置的施工累积误差，调整支撑杆插接入所述套筒内部的深度并固定；
步骤s3、在所述支撑杆上远离所述预制箱涵箱体的一端顺次固定底座和橡胶垫片；
步骤s4、将预制箱涵拼装至指定位置，结合盾构隧道管片衬砌内部结构的施作，在预制箱涵箱体的底部浇筑微膨胀混凝土以密实充填套筒与预制箱涵箱体间的空隙。
本发明的有益效果主要如下：
(1)在预制箱涵箱体下部的墙体内部嵌设套筒，并相应的设置插接于该套筒内的支撑杆以支撑预制箱涵箱体，通过调节支撑杆伸入预制箱涵箱体内部的深度，从而调节预制箱涵箱体顶面与路面/轨面的间距，以消除或减小盾构隧道施工传导的累积误差；
(2)支撑杆采用与套筒相配合的螺纹结构和/或沿径向设置的通孔结构，能够有效的提高预制箱涵箱体高度位置的调节精度。
附图说明
图1为根据本发明实施例中一种预制箱涵的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参见图1所示，一种预制箱涵，其包括预制箱涵箱体4和支撑杆2，支撑杆2设置在预制箱涵箱体4的下侧。支撑杆2的下部支撑于盾构隧道管片衬砌内的底部，上部支撑预制箱涵箱体4。同时，支撑杆2能够用于调节竖向高度，以改变预制箱涵箱体4的高度位置，实现预制箱涵箱体4位置的抬升或降低，从而调控预制箱涵箱体4的顶面与设计路面/轨面间的距离，减小盾构隧道施工传导的累积误差。进而能够优化隧道内径、降低施工难度。
在预制箱涵箱体4下部的墙体内部嵌设有中空的套筒1，套筒1沿竖直方向设置。套筒1可以是仅下端开口，也可以是上、下两端均开口，且套筒1下端的开口与预制箱涵箱体4的墙体的底部端面平齐。即套筒1由墙体的内部沿竖直方向一直延伸至墙体的底部，并与外界相通。
支撑杆2的上部即由套筒1下端的开口插接于套筒1内部。综合盾构隧道施工的累积误差大小，调节支撑杆2插入套筒1内部的深度，进而调节支撑杆2位于预制箱涵箱体4下部的长度，从而起到调控预制箱涵箱体4高度位置的作用。在实际操作过程中，预制箱涵箱体4的高度较理论值适当减小，以适应管片上浮状况的支撑杆2的调整空间。
在一个具体的实施例中，套筒1的内壁铣有内螺纹，支撑杆2的外壁铣有外螺纹，且内螺纹与外螺纹相配合，使支撑杆2能够旋接于套筒1内，并固定于套筒1内。
具体地，通过调节支撑杆2旋入套筒1内部的深度，以改变支撑杆2位于预制箱涵箱体4外部的长度，从而改变预制箱涵箱体4的高度位置，即达到抬升或降低预制箱涵箱体4的目的。采用支撑杆2旋接入套筒1内部的方式，不仅结构简单，易于实现，且能够有效提高预制箱涵箱体4高度位置的调控精度。
在另一个具体的实施例中，在支撑杆2上设置有至少两个通孔，通孔沿支撑杆2的径向方向贯穿支撑杆2。相邻两个通孔之间间隔一定距离，相邻两个通孔之间的距离可以根据预制箱涵箱体4的高度调节精度需求相应设置。即调节精度要求越高，相邻两个通孔之间的距离越小。但应注意的是，为保证支撑杆2的支撑强度需求，相邻两个通孔之间的距离不能过小。
当确定盾构隧道施工传导的累积误差后，根据该累积误差，确定位于预制箱涵箱体4外部的支撑杆2的长度或支撑杆2插接入预制箱涵箱体4内部的深度。确定支撑杆2插接入预制箱涵箱体4内部的深度后，在相应的通孔中插接水平支撑杆，并将支撑杆2的上部插接入预制箱涵箱体4的内部，使水平支撑杆的上端面贴紧预制箱涵箱体4的底部，从而起到支撑预制箱涵箱体4的作用。
具体地，根据盾构隧道施工传导的累积误差的大小，将水平支撑杆插接到支撑杆2上对应的通孔内，即能够起到调节预制箱涵箱体4高度位置的作用。
采用支撑杆2上设置通孔并插接水平支撑杆的结构时，支撑杆2的外壁可以是铣有外螺纹的螺杆结构，相应地，套筒1的内壁可以铣有内螺纹。支撑杆2也可以是没有外螺纹的直杆结构，相应地，套筒1的内壁可以不设置内螺纹。
在支撑杆2的外壁铣有外螺纹的基础上，再结合支撑杆2上设置的通孔，能够进一步增强支撑杆2对预制箱涵箱体4的支撑和定位效果。
在另一个具体的实施例中，支撑杆2有多个，并且，两两对称地插接于预制箱涵箱体4的墙体内部。支撑杆2有多个时，相应的套筒1也有多个，即每一个支撑杆2均插接于对应的套筒1内部。
当支撑杆2有多个时，可以将支撑杆2分布于预制箱涵箱体4靠近外周的地方；例如，可以将支撑杆2设置在预制箱涵箱体4的侧墙内部，并且，预制箱涵箱体4相对的侧墙内对称设置支撑杆2，使支撑杆2对预制箱涵箱体4的支撑作用更稳固。
在另一个具体的实施例中，支撑杆2的直径与墙体的厚度之间的比值为0.1～0.2。具体地，当支撑杆2插接于预制箱涵箱体4内部时，将支撑杆2的直径与墙体的厚度的比值设置在合适的范围，能够使支撑杆2对预制箱涵箱体4具有更好支撑作用的同时，能够减少支撑杆2的耗材、降低成本。可以理解的是，支撑杆2为圆柱体形状时，采用其直径与墙体的厚度相比；当支撑杆2为其他形状时，可以采用其外接圆/内接圆直径、宽度或厚度等参数，以确定与墙体的厚度之间的关系。
在另一个具体的实施例中，在支撑杆2的底部固接有底座3，且底座3的横截面面积大于支撑杆2的横截面面积。具体地，支撑杆2与底座3可以是一体成型，也可以是螺接、铆接或焊接在一起。底座3的截面面积大于支撑杆2的截面面积，能够使支撑杆2更稳定的固定于盾构隧道管片衬砌的底部。
在另一个具体的实施例中，在底座3的下侧设置有橡胶垫片5。具体地，橡胶垫片5设置在最下层，可设置为楔形，以保证支撑杆2与盾构隧道管片衬砌之间的可靠传力，同时，使其与盾构隧道管片衬砌的内端面相适应。
在施工过程中，预制箱涵具体的实施方式为：
a、在制作预制箱涵箱体4时，即将套筒1可靠固定于预制箱涵箱体4的相应位置；
b、测量盾尾后方预制箱涵箱体4拼装位置的施工累积误差△2；
c、根据测量得到的施工累积误差△2，调整支撑杆2插接入套筒1内的深度，并在支撑杆2的下端顺次固定底座3和橡胶垫片5，使预制箱涵箱体4的顶面抬升或降低高度△1；该过程可在预制箱涵下井前完成，以保证调节的精度；
d、将预制箱涵拼装至预定位置；则预制箱涵的施工累积误差由原来的△2减小为△2-△1；
e、结合内部结构的施作在预制箱涵箱体侧墙底部浇筑微膨胀混凝土，将套筒1与预制箱涵箱体4间的空隙填充密实。
可以理解的是，套筒1的设置数量、支撑杆2的长度可根据实际预制箱涵箱体的重量、尺寸结合隧道地层条件、施工水平综合确定。
根据本发明的另一个方面，一种预制箱涵的布设方法，包括：
步骤s1、在制作预制箱涵箱体的同时，将套筒沿竖直方向嵌设于所述预制箱涵箱体下部的墙体内；
步骤s2、根据测量得到的预制箱涵箱体拼装位置的施工累积误差，调整支撑杆插接入所述套筒内部的深度并固定；
步骤s3、在所述支撑杆上远离所述预制箱涵箱体的一端顺次固定底座和橡胶垫片；
步骤s4、将预制箱涵拼装至指定位置，结合盾构隧道管片衬砌内部结构的施作，在预制箱涵箱体的底部浇筑微膨胀混凝土以密实充填套筒与预制箱涵箱体间的空隙。
本发明的一种预制箱涵及其布设方法，其在预制箱涵箱体4内的套筒1，支撑杆2的上部插接于套筒1内，并通过在支撑杆2上设置外螺纹或沿径向设置的通孔，调整支撑杆2插接入套筒1内部的深度，以调节预制箱涵箱体4的高度位置，从而消除或减小盾构隧道施工传导至预制箱涵箱体4上的累积误差。
最后，本发明的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。