一种新型隧道施工钢衬砌结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及的是隧道施工领域，具体涉及的是一种新型隧道施工钢衬砌结构。
【背景技术】
[0002]隧道施工过程中，隧道掘进机将隧道表面的泥土移除至隧道掘进机的后方，并不断向前推进。掘进机的后方架设钢拱架、钢板或混凝土板支撑的木梁或者实施喷射混凝土、锚杆、钢拱架等隧道内壁密贴的初期支护，防止隧道变形坍塌。比起木梁或者混凝土板，钢板更加容易安装，且防水性能更好。目前有钢板冲压裁切成曲面，然后用法兰连接并固定安装在隧道内壁支撑隧道。但是这种支撑结构的连接处由于本身工艺的先天不足无法完全形成平滑的连接表面，导致这种衬砌结构的密封性和防水性较差。另外由于钢板无法形成平整表面，所以这种支撑结构给予掘进机快速推进的反作用力，从而影响隧道施工效率。
【实用新型内容】
[0003]针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种新型隧道施工钢衬砌结构，配合隧道挖掘机一起使用，可实现挖掘与架设衬砌结构同步进行，使用不同的防水方法，解决一般的刚衬砌结构完全防水的技术问题，同时形成完整平滑的平面施加反作用力推动隧道掘进机前进。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种新型隧道施工钢衬砌结构，包括弧形的钢衬砌组件。
[0005]多个钢衬砌组件绕中心轴头尾相接形成一个完整的圆柱体状的钢衬砌结构，钢衬砌组件的数目和尺寸根据现场施工隧道的直径所决定。对于直径较小的隧道，使用的钢衬砌组件数目可能为3、4个；对于直径较大的隧道，则使用的钢衬砌组件数目可能达到6、8、10个或以上。
[0006]所述钢衬砌组件包括框架、弧形钢板，所述框架包围弧形钢板的边缘。沿着框架的两条长边分别设有弧形隔板，沿着框架的两条短边分别设有端部隔板，以焊接的方式连接弧形隔板与端部隔板形成钢衬砌组件的支撑结构。弧形隔板与端部隔板之间的连接处完全封闭，防止土壤中的水分渗入隧道。所述弧形隔板上设置多个圆孔，螺栓穿过圆孔将两个钢衬砌组件连接，并用螺母固定。
[0007]弧形钢板的底表面设置多个管状的中间结构，所述中间结构的两端以连续焊接的方式分别连接两个弧形隔板，提供横向的支撑力给钢衬砌组件，同时使得钢衬砌结构一侧形成完全平整的表面，均匀承受隧道掘进机施加的作用力。中间结构设置的具体位置和数目根据钢衬砌结构整体设计而定。
[0008]钢衬砌组件与相邻钢衬砌组件的连接处设有密封条，所述密封条由可压缩的弹性材料制成，封闭钢衬砌组件间的缝隙，提高钢衬砌结构的防水性。
[0009]一般的隧道掘进机包括挖掘装置、输送带、液压提升装置。隧道施工过程中，隧道掘进机向前推进，挖掘装置挖掘出的泥土经过输送带运到隧道掘进机的后方，液压提升装置将钢衬砌组件组装在隧道上形成钢衬砌结构，新组成的钢衬砌结构连接已有的钢衬砌结构，并用螺栓和螺母固定连接。
[0010]作为优选，所述弧形隔板的宽度为0.6cm?1.2cm。端部隔板的宽度为0.6cm?
1.2cm0
[0011]作为优选，框架与弧形钢板间通过连续焊接的方式连接，弧形钢板与框架间没有任何缝隙和空间，保证钢衬砌结构的防水性。
[0012]本实用新型结构简单，安装方便，可配合盾构机等隧道掘进机一起使用，比起传统的混凝土板和木梁，密封性和防水性更为优良，而且形成一个平整的平面施加反作用力于隧道掘进机。
【附图说明】
[0013]图1为一种新型隧道施工钢衬砌结构轴测图。
[0014]其中:20、钢衬砌组件，22、框架，24、弧形钢板，26、弧形隔板，28、端部隔板，32、中间结构，38、圆孔。
[0015]图2为一种新型隧道施工钢衬砌结构爆炸示意图。
[0016]其中:20、钢衬砌组件，22、框架，24、弧形钢板，26、弧形隔板，28、端部隔板，32、中间结构，38、圆孔，40、密封条，62、螺栓，64、螺母。
[0017]图3为一种新型隧道施工钢衬砌结构安装时结构示意图。
[0018]其中:20、钢衬砌组件，24、弧形钢板，26、弧形隔板，28、端部隔板，32、中间结构，50、隧道掘进机，52、挖掘装置，54、输送带，60、液压提升装置。
[0019]图4为一种新型隧道施工钢衬砌结构另一个实施例结构爆炸示意图。
[0020]其中:20A、钢衬砌组件，28A、端部隔板。
【具体实施方式】
[0021]以下结合具体实施例，对本实用新型作进一步说明。
[0022]实施例一
[0023]一种新型隧道施工钢衬砌结构，包括弧形的钢衬砌组件20。
[0024]本实施例中，设计挖掘的隧道方向与已挖掘的隧道方向所成角度为180°。
[0025]6个钢衬砌组件20绕中心轴头尾相接组成圆柱体状的钢衬砌结构。所述钢衬砌组件20包括框架22、弧形钢板24，所述框架22包围弧形钢板24的边缘。沿着框架22的两条长边分别设有弧形隔板26，沿着框架22的两条短边分别设有端部隔板28，以焊接的方式连接弧形隔板26与端部隔板28形成钢衬砌组件20的支撑结构。沿着框架22两条长边的两个弧形隔板24的长度相同。沿着框架22两条短边的两个端部隔板28的长度相同。弧形隔板26与端部隔板28之间的连接处完全封闭，防止土壤中的水分渗入隧道。所述弧形隔板26上设置多个圆孔38，螺栓62穿过圆孔38将两个钢衬砌组件20连接，并用螺母64固定。
[0026]弧形钢板24的内表面设置多个管状的中间结构32，所述中间结构32的两端以连续焊接的方式分别连接两个弧形隔板26，提供横向的支撑力给钢衬砌组件20，同时使得钢衬砌结构一侧形成完全平整的表面，均匀承受隧道掘进机50施加的作用力。
[0027]钢衬砌组件20与相邻钢衬砌组件20的连接处设有密封条40，所述密封40由可压缩的弹性材料制成，封闭钢衬砌组件20间的缝隙，提高钢衬砌结构的防水性。
[0028]一般的隧道掘进机50包括挖掘装置52、输送带54、液压提升装置60。隧道施工过程中，隧道掘进机50向前推进，挖掘装置52挖掘出的泥土经过输送带54运到隧道掘进机50的后方，液压提升装置60将钢衬砌组件提升并组装在隧道上形成钢衬砌结构，新组成的钢衬砌结构通过圆孔、螺栓、螺母连接已有的钢衬砌结构。
[0029]具体实施中，钢衬砌结构每间隔15°设置一个中间结构32。
[0030]具体实施中，框架22与弧形钢板24间通过连续焊接的方式连接，弧形钢板24与框架22间没有任何缝隙和空间，保证钢衬砌结构的防水性。
[0031]具体实施中，所述弧形隔板26和端部隔板28的宽度为0.6cm。
[0032]实施例二
[0033]本实施例中，设计挖掘的隧道方向与已挖掘的隧道方向所成角度小于180°。钢衬砌组件20A的两个端部隔板28A长度不相同。所述钢衬砌组件20A从一个端部隔板28A至另一个端部隔板28A间逐渐收窄，使得组成的钢衬砌结构可跟随隧道转换方向。
[0034]其余同实施例一。
【主权项】
1.一种新型隧道施工钢衬砌结构，其特征在于包括弧形的钢衬砌组件，多个钢衬砌组件绕中心轴头尾相接形成一个完整的圆柱体状的钢衬砌结构，所述钢衬砌组件包括框架、弧形钢板，所述框架包围弧形钢板的边缘，沿着框架的两条长边分别设有弧形隔板，沿着框架的两条短边分别设有端部隔板，以焊接的方式连接弧形隔板与端部隔板并封闭两者间的缝隙；所述弧形隔板上设置多个圆孔，两个钢衬砌组件通过所述圆孔上设置的螺栓相互连接，并用螺母固定；弧形钢板的内表面设置多个管状的中间结构，所述中间结构的两端以连续焊接的方式分别连接两个弧形隔板；钢衬砌组件与相邻钢衬砌组件的连接处设有由可压缩的弹性材料制成的密封条。
2.根据权利要求1所述一种新型隧道施工钢衬砌结构，其特征在于所述弧形隔板的宽度为0.6cm?1.2cm，端部隔板的宽度为0.6cm?1.2cm。
【专利摘要】本实用新型公开了一种新型隧道施工钢衬砌结构，包括钢衬砌组件。多个钢衬砌组件头尾相接形成圆柱体状的钢衬砌结构。所述钢衬砌组件包括框架、弧形钢板。所述框架包围弧形钢板的边缘，沿着框架的两条长边设有弧形隔板，沿着框架的两条短边设有端部隔板，连接并封闭弧形隔板与端部隔板。所述弧形隔板上设置多个圆孔，螺栓穿过所述圆孔将两个完整的钢衬砌组件连接，并用螺母固定。弧形钢板的底表面设置多个管状的中间结构支撑钢衬砌组件。衬砌组件与另一个钢衬砌组件的连接处设有密封条。本实用新型结构简单，安装方便，配合盾构机等隧道掘进机使用，比起混凝土板和木梁，密封性和防水性更好，并形成平整的平面反作用力于隧道掘进机。
【IPC分类】E21D11-18, E21D11-24, E21D11-38
【公开号】CN204476429
【申请号】CN201520009887
【发明人】杨伯娟
【申请人】吴江市纺织科技中心有限公司
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年1月5日