盾构联络通道施工中可快速破除的复合管片及破除方法与流程

本发明涉及盾构法联络通道施工技术领域，更具体地说是应用在盾构法联络通道施工中的可快速破除的复合管片及破除方法。

背景技术：

盾构法联络通道施工技术是联络通道施工领域的新工艺，是将盾构法隧道施工技术应用于联络通道施工，保证联络通道施工的安全性和高效性。该施工技术并不要求敞开式破除正线隧道管片，而是需要利用盾构刀盘对正线隧道衬砌进行切削，形成上下行线路联络通道。

常规正线隧道衬砌大多为预制钢筋混凝土管片，混凝土标号为c50，各块预制钢筋混凝土管片通过钢螺栓连接拼接整圆形成隧道，为实现混凝土的可切削性，设计人员将联络通道范围内的钢筋混凝土主筋更改为性能相近的玻璃纤维筋，混凝土沿用常规c50混凝土。但在实际施工中，虽然联络通道施工区域混凝土已经实现了可切削性，但其施工效率十分低，切削速度慢，资源和能源消耗很大，施工成本高。

技术实现要素：

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足，提供一种盾构联络通道施工中可快速破除的复合管片及破除方法，在保证施工安全的前提下，提高联络通道的施工效率，提高工程效益。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明盾构联络通道施工中可快速破除的复合管片的特点是：采用硫磺混凝土和可切削玻璃纤维筋制作正线隧道中处在联络通道洞门以内的洞门内硫磺混凝土衬砌，将所述洞门内硫磺混凝土衬砌与正线隧道中处在联络通道洞门以外的洞门外钢格栅通过浇筑预制成一体化的复合管片；在所述复合管片的洞门内硫磺混凝土衬砌中预埋有可通电发热的电热丝。

本发明盾构联络通道施工中可快速破除的复合管片的特点也在于：所述电热丝设置为多层，同一层电热丝分布在洞门内硫磺混凝土衬砌的相同的厚度位置上，不同层的电热丝分处在洞门内硫磺混凝土衬砌的不同的厚度位置上，各不同层的电热丝的工作电源独立控制。

本发明盾构联络通道施工中可快速破除的复合管片的特点也在于：设置相邻两层电热丝之间的间距为50mm。

本发明盾构联络通道施工中可快速破除的复合管片的特点也在于：所述复合管片中的每立方米洞门内硫磺混凝土衬砌的材料配比为：

硫磺550～600kg；石粉350～400kg；聚硫橡胶23～48kg；余量为粗骨料石子；

本发明盾构联络通道施工中可快速破除的复合管片的特点也在于：所述复合管片中的每立方米洞门内硫磺混凝土衬砌的材料配比为：

硫磺600kg；石粉350kg；聚硫橡胶48kg；石子1380kg；

或为：硫磺580kg；石粉400kg；聚硫橡胶48kg；石子1300kg；

或为：硫磺550kg，石粉350kg，聚硫橡胶23kg，石子1500kg。

本发明盾构联络通道施工中可快速破除的复合管片的破除方法的特点是：

采用硫磺混凝土和可切削玻璃纤维筋制作正线隧道中处在联络通道洞门以内的洞门内硫磺混凝土衬砌，将所述洞门内硫磺混凝土衬砌与正线隧道中处在联络通道洞门以外的洞门外钢格栅通过浇筑预制成一体化的复合管片；在所述复合管片的洞门内硫磺混凝土衬砌中预埋有可通电发热的电热丝。

在联络通道盾构始发或接收时，首先接通预埋在洞门内硫磺混凝土衬砌中的电热丝的工作电源，使洞门内硫磺混凝土衬砌通过电热丝的电加热得到温升，在温升达到设定值、并且使洞门内硫磺混凝土衬砌变得疏松时，顶进盾构机刀盘进行切削实现洞门内硫磺混凝土衬砌的快速破除。

本发明盾构联络通道施工中可快速破除的复合管片的破除方法的特点也在于：将所述电热丝设置为多层，同一层电热丝分布在洞门内硫磺混凝土衬砌的相同的厚度位置上，不同层的电热丝分处在洞门内硫磺混凝土衬砌的不同的厚度位置上，各不同层的电热丝的工作电源独立控制；根据盾构机刀盘的顶进切削深度逐一控制各层电热丝依次接通电源。

本发明盾构联络通道施工中可快速破除的复合管片的破除方法的特点也在于：设置相邻两层电热丝之间的间距为50mm。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明方法在满足施工安全的前提下，极大地提高了联络通道施工中混凝土破除效率，降低施工功耗。

2、硫磺混凝土是一种热塑性材料，由改性硫磺、矿质骨料和填料按比例在138℃左右混合浇铸而成，具有良好的耐蚀性和密实性，48h抗压强度可达40mpa以上，浇筑半小时就可达极限强度的65％；由于施工方便和不需养护，目前在抢修工程得到一定的应用；本领域内对于硫磺混凝土的常规认识是其不宜用于温度高于90℃以及明火接触、冷热交替、温度急剧变化和直接承受撞击的部位，本发明突破了常规认识，利用其热塑性，即利用硫磺混凝土熔点低的特性，松散洞门混凝土结构，实现了盾构法联络通道施工中预制混凝土衬砌快速破除。

附图说明

图1为本发明中联络通道与正线隧道的“t”形接口示意图；

图2为本发明中洞门内硫磺混凝土衬砌剖面图；

图3为本发明中洞门内硫磺混凝土衬砌中预埋电热丝分布形式示意图；

图4为本发明中复合管片示意图。

图中标号：1洞门内硫磺混凝土衬砌，2洞门外钢格栅，3正线隧道钢筋混凝土管片，4联络通道钢管片、5联络通道钢筋混凝土管片，6电热丝。

具体实施方式

图1所示为本实施例中联络通道与正线隧道的“t”形接口，其正线隧道钢筋混凝土管片3的内径为联络通道钢管片4和联络通道钢筋混凝土管片5的内径为因此，在盾构法联络通道施工中，联络通道洞门内径为

参见图1和图4，本实施例中盾构联络通道施工中可快速破除的复合管片是采用硫磺混凝土和可切削玻璃纤维筋制作正线隧道中处在联络通道洞门以内的洞门内硫磺混凝土衬砌1，将洞门内硫磺混凝土衬砌1与正线隧道中处在联络通道洞门以外的洞门外钢格栅2通过浇筑预制成一体化的复合管片；在复合管片的洞门内硫磺混凝土衬砌1中预埋有可通电发热的电热丝6。采用硫磺混凝土和可切削玻璃纤维筋制作的联络通道洞门以内的洞门内硫磺混凝土衬砌1的强度可达40mpa以上，能够保证正线隧道拼装后至联络通道施工前隧道的安全性；硫磺混凝土主筋选用玻璃纤维筋，在保证混凝土管片强度的基础上，增加了主筋的可切削性。

参见图2和图3，具体实施中，将电热丝6设置为多层，同一层电热丝分布在洞门内硫磺混凝土衬砌1的相同的厚度位置上，不同层的电热丝分处在洞门内硫磺混凝土衬砌1的不同的厚度位置上，各不同层的电热丝的工作电源独立控制。设置各层电热丝的功率为1000w，常温电阻为40ω，相邻两层电热丝之间的间距为50mm。

本实施例中盾构联络通道施工中可快速破除的复合管片的破除方法是：

采用硫磺混凝土和可切削玻璃纤维筋制作正线隧道中处在联络通道洞门以内的洞门内硫磺混凝土衬砌1，将洞门内硫磺混凝土衬砌1与正线隧道中处在联络通道洞门以外的洞门外钢格栅2通过浇筑预制成一体化的复合管片；在复合管片的洞门内硫磺混凝土衬砌1中预埋有可通电发热的电热丝6，复合管片经检测达到施工要求后通过拼装形成地铁区间盾构隧道。

在联络通道盾构始发或接收时，首先接通预埋在洞门内硫磺混凝土衬砌1中的电热丝6的工作电源，使洞门内硫磺混凝土衬砌1通过电热丝6的电加热得到温升，在温升达到设定的130～150℃、并且使洞门内硫磺混凝土衬砌1变得疏松时，顶进盾构机刀盘进行切削实现洞门内硫磺混凝土衬砌1的快速破除，残渣随填仓材料排出土仓。

具体实施中，针对多层设置的电热丝6，根据盾构机刀盘的顶进切削深度逐一控制各层电热丝依次接通电源，使远离刀盘侧的电热丝待刀盘顶进到位后再接通，这一形式有效保障了施工过程的安全性。

复合管片中每立方米洞门内硫磺混凝土衬砌的材料配比为：

硫磺550～600kg；石粉350～400kg；聚硫橡胶23～48kg；余量为粗骨料石子；

具体材料用量可以为：

配比1：硫磺600kg；石粉350kg；聚硫橡胶48kg；石子1380kg；

配比2：硫磺580kg；石粉400kg；聚硫橡胶48kg；石子1300kg；

配比3：硫磺550kg，石粉350kg，聚硫橡胶23kg，石子1500kg；

上述配比1：其配合比试验强度可达40mpa，使用于埋深10-25m范围内隧道；

上述配比2：其配合比试验强度可达30mpa，使用于埋深10m及以下隧道；

上述配比3：其配合比试验强度可达50mpa，使用于埋深25m及以上隧道；

上述配比中，以硫磺为混凝土凝胶材料，粗骨料和石粉为混凝土主要结构材料，添加聚硫橡胶增强其韧性，并配置玻璃纤维筋做主筋；

预制过程：首先将硫磺加热在130℃-150℃的温度下融化脱水，加入粉料和骨料，搅拌均匀；随即以60℃的温度入模浇筑，自然冷却；浇筑半小时可达极限强度的65％，48小时无侧限抗压强度可达40mpa以上；为了分层布置电热丝，针对预制混凝土衬砌采用分层浇筑，每次浇筑的厚度为50mm。