明挖隧道用上下分块型式的预制拼装衬砌结构的制作方法

1.本实用新型属于地下工程技术领域，具体涉及一种明挖隧道用上下分块型式的预制拼装衬砌结构。


背景技术：

2.随着我国城市人口的不断增加，城市居民的生活需要，城市轨道交通建设刻不容缓。近年来我国城市轨道交通事业蓬勃发展，目前已有多个城市开展轨道交通工程的建设。如何在城市中的有限空间内快速绿色地完成轨道交通工程的建设是一关键点。
3.目前在城市轨道交通建设中较为常用的便是盾构法施工，但是由于场地条件等一些限制，许多轨道交通工程需要进行明挖隧道的施工。大多数涉及到明挖隧道的轨道交通工程均是采用现浇混凝土形式进行隧道衬砌的施作，但是在城市范围内明挖隧道采用现浇混凝土形式对隧道周边环境影响较大，并且需要现场支模、拆模等工序，工序繁杂，耗费工期长，需要的施工操作空间大，材料浪费较多。


技术实现要素：

4.为了克服上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种明挖隧道用上下分块型式的预制拼装衬砌结构，可以减少支模工序，缩小衬砌现场施作空间，节省模具和工期。
5.为实现上述目的，本实用新型的技术方案为一种明挖隧道用上下分块型式的预制拼装衬砌结构，该衬砌结构是由多环衬砌环沿纵向拼装而成；所述衬砌环包括第一衬砌分块和第二衬砌分块，所述第一衬砌分块和所述第二衬砌分块均包括结构板以及与所述结构板两端连接的两侧墙；所述衬砌环的两个衬砌分块上下相对设置，且所述第一衬砌分块的两侧墙分别与所述第二衬砌分块的的两侧墙连接。
6.进一步地，所述结构板上还连接有分隔板，所述分隔板位于两侧墙之间，且所述第一衬砌分块的分隔板与所述第二衬砌分块的分隔板连接。
7.更进一步地，所述第一衬砌分块的侧墙和分隔板的环向连接端均设有环向凸榫，所述第二衬砌分块的侧墙和分隔板的环向连接端均设有环向凹榫，所述环向凸榫与所述环向凹榫榫接配合。
8.更进一步地，所述第一衬砌分块和所述第二衬砌分块的侧墙的两侧面分别设有环间凸榫和环间凹榫，所述第一衬砌分块和所述第二衬砌分块的分隔板的两侧面分别设有环间凸榫和环间凹榫；且纵向上相邻衬砌环的相邻衬砌分块上的环间凸榫和环间凹榫榫接配合。
9.进一步地，所述第一衬砌分块的侧墙的高度与所述第二衬砌分块的侧墙的高度不同，且纵向上相邻衬砌环的所述第一衬砌分块与所述第二衬砌分块的上下位置相反。
10.进一步地，所述结构板内设有横向受力主筋，所述侧墙和所述分隔板内均设有竖向受力主筋；所述结构板、所述侧墙和所述分隔板内均设有纵向构造筋，所述纵向构造筋与
所述横向受力主筋或所述竖向受力主筋连接。
11.更进一步地，所述结构板、所述侧墙和所述分隔板内的纵向构造筋分别通过拉筋连接。
12.更进一步地，所述结构板与所述侧墙的腋角位置以及所述结构板与所述分隔板的腋角位置均设有附加筋。
13.进一步地，所述第一衬砌分块的两侧墙上和所述第二衬砌分块的两侧墙上均设有吊装孔。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
15.（1）本实用新型提供的明挖隧道用预制拼装衬砌结构由多环衬砌环沿纵向拼装而成，且衬砌环采用上下分块型式的拼装而成，不仅可以减少支模工序，缩小衬砌现场施作空间，节省模具和工期，而且衬砌分块采用预制形式，可以在工厂流水线上生产，施工方便、质量易控制，施工影响小，材料浪费少；
16.（2）本实用新型中衬砌环采用高度不同的两种预制衬砌分块拼接而成，且纵向上相邻衬砌环的两种预制衬砌分块上下位置对调，从而在纵向拼装时可以错缝拼装，形成不在同一水平线的水平拼缝，降低预制拼装衬砌结构的安全风险；
17.（3）本实用新型可以实现明挖隧道支护衬砌的快速绿色施工，减少工程施工队对周边居民和环境的影响。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
19.图1为本实用新型实施例提供的明挖隧道用上下分块型式的预制拼装衬砌结构的平面结构示意图；
20.图2为本实用新型实施例提供的衬砌环沿纵向错缝拼装的立面示意图；
21.图3为本实用新型实施例提供的环向凹凸榫连接示意图；
22.图中：1、第一衬砌分块，2、第二衬砌分块，3、侧墙，4、分隔板，5、横向受力主筋，6、竖向受力主筋，7、纵向构造筋，8、附加筋，9、拉筋，10、环向凹榫，11、环向凸榫，12、吊装孔，13、环间凸榫，14、环间凹榫，15、水平拼缝。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指
的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
25.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
26.如图1
‑
图2所示，本实施例提供一种明挖隧道用上下分块型式的预制拼装衬砌结构，该衬砌结构是由多环衬砌环沿纵向拼装而成；所述衬砌环包括第一衬砌分块1和第二衬砌分块2，所述第一衬砌分块1和所述第二衬砌分块2均包括结构板以及与所述结构板两端连接的两侧墙3；所述衬砌环的两个衬砌分块上下相对设置，且所述第一衬砌分块1的两侧墙3分别与所述第二衬砌分块2的的两侧墙3连接。本实施例提供的明挖隧道用预制拼装衬砌结构由多环衬砌环沿纵向拼装而成，且衬砌环采用上下分块型式的拼装而成，不仅可以减少支模工序，缩小衬砌现场施作空间，节省模具和工期，而且衬砌分块采用预制形式，可以在工厂流水线上生产，施工方便、质量易控制，施工影响小，材料浪费少。
27.进一步地，所述结构板上还连接有分隔板4，所述分隔板4位于两侧墙3之间，且所述第一衬砌分块1的分隔板4与所述第二衬砌分块2的分隔板4连接。
28.更进一步地，如图1和图3所示，所述第一衬砌分块1的侧墙3和分隔板4的环向连接端均设有环向凸榫11，所述第二衬砌分块2的侧墙3和分隔板4的环向连接端均设有环向凹榫10，所述环向凸榫11与所述环向凹榫10榫接配合。本实施例的衬砌环通过两种形式的预制衬砌分块拼装而成，其中第一衬砌分块1的侧墙3和分隔板4的环向拼接端面上均设有环向凸榫11，第二衬砌分块2的侧墙3和分隔板4的环向拼接端面上均设有环向凹榫10，通过第一衬砌分块1上的环向凸榫11与第二衬砌分块2上的环向凹榫10上下严密对接形成环向的水平拼缝15。
29.更进一步地，所述第一衬砌分块1和所述第二衬砌分块2的侧墙3的两侧面分别设有环间凸榫13和环间凹榫14，所述第一衬砌分块1和所述第二衬砌分块2的分隔板4的两侧面分别设有环间凸榫13和环间凹榫14；且纵向上相邻衬砌环的相邻衬砌分块上的环间凸榫13和环间凹榫14榫接配合。本实施例的两种形式的预制衬砌分块的侧墙3以及分隔板4的纵向连接端分别设有环间凸榫13和环间凹榫14，且相邻两环中，第一衬砌分块1上的环间凸榫13与第二衬砌分块2上的环间凹榫14左右严密对接，第二衬砌分块2上的环间凸榫13与第一衬砌分块1上的环间凹榫14左右严密对接，以完成环与环之间的衬砌拼装。
30.进一步地，所述第一衬砌分块1的侧墙3的高度与所述第二衬砌分块2的侧墙3的高度不同，且纵向上相邻衬砌环的所述第一衬砌分块1与所述第二衬砌分块2的上下位置相反。本实施例将两种形式的预制衬砌分块设计为不同高度，且纵向上相邻衬砌环的两种预制衬砌分块上下位置对调，从而在纵向拼装时可以错缝拼装，形成不在同一水平线的水平拼缝，降低预制拼装衬砌结构的安全风险。
31.进一步地，所述结构板内设有横向受力主筋5，所述侧墙3和所述分隔板4内均设有竖向受力主筋6；所述结构板、所述侧墙3和所述分隔板4内均设有纵向构造筋7，所述纵向构造筋7与所述横向受力主筋5或所述竖向受力主筋6连接。如图1所示，结构板内的上部和下部沿纵向均间隔布置有多根横向受力主筋5承受衬砌外部荷载，且横向受力主筋5的两端均
弯折至侧墙3内，上部和下部的横向受力主筋5上均沿横向间隔附加有多根纵向构造筋7；侧墙3和分隔板4的左部和右部均沿纵向间隔布置有多根竖向受力主筋6承受衬砌外部荷载，且竖向受力主筋6靠近结构板的一端弯折至结构板内，左部和右部的竖向受力主筋6上均沿竖向间隔附加有多根纵向构造筋7；本实施例中的左部和右部的竖向受力主筋6可以独立设置，也可以连接形成u形或框形等。
32.更进一步地，所述结构板、所述侧墙3和所述分隔板4内的纵向构造筋7分别通过拉筋9连接。如图1所示，上部的纵向构造筋7和下部的纵向构造筋7通过拉筋9连接，左部的纵向构造筋7和右部的纵向构造筋7通过拉筋9连接，提高衬砌分块的强度。
33.更进一步地，所述结构板与所述侧墙3的腋角位置以及所述结构板与所述分隔板4的腋角位置均设有附加筋8。如图1所示，结构板与侧墙3内侧的腋角位置设有附加筋8，该附加筋8的两端分别置于结构板和侧墙3内；分隔板4的两侧与结构板的腋角位置均设有附加筋8，该附加筋8的两端分别置于结构板和分隔板4内，进一步提高衬砌分块的强度；同时附加筋8伸至侧墙3或分隔板4的一端可以与其内的纵向构造筋7连接。
34.进一步地，所述第一衬砌分块1的两侧墙3上和所述第二衬砌分块2的两侧墙3上均设有吊装孔12，用于预制衬砌分块的的吊装。
35.如图1
‑
3所示，本实用新型还提供一种上述的明挖隧道用上下分块型式的预制拼装衬砌结构的施工方法，包括以下步骤：
36.1）在工厂完成第一衬砌分块1和第二衬砌分块2的预制，并通过运输设备运至明挖隧道施工现场，利用机械通过衬砌分块上预留的吊装孔将第一衬砌分块1和第二衬砌分块2卸下；
37.2）首先将第一衬砌分块1吊至隧道内并与上一环衬砌环对正，将两环之间的环间凸榫13和环间凹榫14对正卯合，然后再将第二衬砌分块2安装至第一衬砌分块1之上，第一衬砌分块1和第二衬砌分块2的环向凸榫11与环向凹榫10对正卯合，形成水平拼缝15；
38.3）按照步骤2）进行下一环衬砌环的拼装，同时将第一衬砌分块1和第二衬砌分块2上下位置对调，第二衬砌分块2在下，第一衬砌分块1在上，保证相邻衬砌环的环向水平拼缝15不在同一水平线上，形成相邻环间错缝拼装的形式；
39.4）将步骤2）和步骤3）依次重复循环，以完成预制拼装衬砌结构的施工。
40.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。