一种盾构隧道连续梁式抗浮结构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种盾构隧道领域，特别涉及一种盾构隧道连续梁式抗浮结构。
【背景技术】
[0002] 盾构隧道抗浮设计是盾构隧道的重要设计部分，直接影响隧道的线路设计和建设 规模的确定，盾构隧道抗浮设计即是满足盾构隧道抗浮力大于上浮力，并留有一定的安全 系数的要求。具体地，盾构隧道抗浮设计需满足抗浮稳定性要求，其公式如下：
[0004] 式中：Gk-一隧道抗浮力，由隧道自重、压重或其它措施提供的抗浮力组成；
[0005] Fw--隧道浮力作用值；
[0006] Kw一一抗浮稳定安全系数，按最不利情况验算，当不计地层侧摩阻力时取1. 05 ;当 计及地层侧摩阻力时，根据不同地区的地质和水文地质条件，可采用1. 10~1. 15。
[0007] 在实际施工时，盾构隧道施工期内部结构尚未完成，只有管片衬砌结构，盾构推进 施工中的管片上浮问题可能由多种因素引起，当抗浮力不够时，施工期的盾构抗浮一般是 采取临时措施，通过隧道内部或地面的临时压重等措施解决隧道的抗浮问题。盾构隧道运 营期结构全部完成后，在长期运营过程中由于地下水位变化，隧道的上浮力也是变化的，当 隧道的局部覆土较浅时，会导致隧道不满足抗浮稳定性要求。引起盾构隧道覆土较浅的情 况有以下几种：
[0008] (1)受建设条件限制，如盾构隧道穿越道路、水沟等情况；
[0009] (2)隧道穿越如长江等河道，为防洪需要，要求盾构工作井与堤防留有足够的距 离；
[0010] (3)大直径盾构隧道的每延米造价低于明挖深基坑，为节省工程投资延长盾构隧 道长度。
[0011] 针对盾构隧道浅覆土的情况，为了满足盾构隧道长期运营过程中的抗浮稳定性安 全要求，需要采取其它辅助抗浮措施。目前，较为常用的抗浮措施有：
[0012] (1)地面堆载压重，该抗浮措施在长期运营过程中受地面条件限制一般难以实 现；
[0013] (2)利用盾构隧道内的无用空间填充混凝土或其它配重材料，增加隧道自重，但由 于盾构隧道的内部空间是有限的，因此隧道内增加的配重也不一定能完全克服上浮力的增 加，某些情况下仍无法满足抗浮稳定性安全要求；
[0014] (3)在整个盾构隧道的上方加设门式框架结构，增加隧道压重，该抗浮措施的工程 量较大，成本较高；
[0015] (4)盾构隧道内部结构上开孔，设置小型抗拔粧或抗浮锚杆，并安装防水装置，该 抗浮措施能够增加的抗浮力较小，不能完全满足抗浮稳定性安全要求。
[0016] 因此，现有的几种抗浮措施在实际施工时均存在各自的问题，无法满足实际施工 需要。
【发明内容】
[0017] 本实用新型的目的是为了克服上述【背景技术】的不足，提供一种能完全满足抗浮稳 定性要求且成本低的盾构隧道连续梁式抗浮结构。
[0018] 为了实现以上目的，本实用新型提供的一种盾构隧道连续梁式抗浮结构，包括沿 盾构隧道纵向间隔布置的若干个承台，所有所述承台均横向设置在所述盾构隧道的上方， 每个所述承台的下方分别设有用于固定的抗拔粧，所述承台下表面与所述盾构隧道的顶部 上表面之间设有用于将所述承台、所述抗拔粧和所述盾构隧道连成一体的地层加固层。通 过沿盾构隧道纵向每隔一定距离布置承台和抗拔粧，并对承台底面至盾构隧道拱部的高压 缩性地层进行加固（即地层加固层），使得盾构隧道、地层加固层、抗拔粧和承台共同形成 连续梁式的整体抗浮结构，这样，承台之间的盾构隧道衬砌结构在上浮力作用下允许一定 的向上变形，从而充分利用了盾构隧道本身的纵向抗弯、抗剪能力，再加上承台和抗拔粧本 身的抗浮能力，使得本抗浮结构很容易地就能满足盾构隧道的抗浮稳定性要求；并且，由于 加设地层加固层本身自重也较大，所以加设地层加固层还能起到一定的抗浮作用；同时，由 于本抗浮结构是沿盾构隧道分段设置承台和抗拔粧，所以本抗浮措施的工程量大为降低， 从而大大地降低了成本；而且，承台和抗拔粧设置的位置还可结合地面条件确定，进而减少 了施工对周边环境的影响。
[0019] 在上述方案中，相邻两所述承台的横向中心线之间的间距D为20~40m。
[0020] 在上述方案中，所有所述承台中距离所述盾构隧道端头处的工作井或站台最近的 一个的横向中心线与所述工作井或站台的横向中心线之间的间距也为D。
[0021] 在上述方案中，所有所述承台的横向中心线与所述盾构隧道的中心轴线所在的竖 直平面垂直。通过将承台的横向中心线设计成与盾构隧道的中心轴线所在的竖直平面垂 直，这样，承台与盾构隧道之间能更好、更直接地发生力的传递，从而能更直接、更好的发挥 本结构的抗浮能力。
[0022] 在上述方案中，所述盾构隧道为双向隧道，同一所述承台的下方分别设有三组所 述抗拔粧，三组所述抗拔粧分别布置在所述双向隧道的两侧和中间，每组所述抗拔粧中抗 拔粧的数量为2，每组所述抗拔粧中抗拔粧也沿所述盾构隧道纵向间隔布置。
[0023] 在上述方案中，所述地层加固层上表面与所述承台下表面之间设有用于找平的垫 层。
[0024] 在上述方案中，所述抗拔粧与所述盾构隧道之间的距离d为1~2m。通过将抗拔 粧与盾构隧道之间的距离d设计在1~2m之间，以尽量使抗拔粧靠近盾构隧道，这样，能减 小承台和地层加固层的尺寸，从而更进一步地减小施工量。
[0025] 在上述方案中，所述抗拔粧顶端内的钢筋锚入所述承台中。通过将抗拔粧顶端内 的钢筋锚入承台中，这样抗拔粧能与承台形成一个整体，从而保证了本结构的强度，也有利 于提高本结构的抗浮能力。
[0026] 在上述方案中，所述抗拔粧下部的直径大于上部的直径。通过将抗拔粧下部的直 径设计成比上部的直径大，这样能提高抗拔粧的固定效果，从而更进一步地提高了本结构 的抗浮能力。
[0027] 在上述方案中，所述地层加固层的强度为1~2MPa。通过将地层加固层的强度设 计在1~2MPa，使地层加固层不易变形，这样，能控制盾构隧道的上浮变形量，从而进一步 地提高了本结构的抗浮能力。
[0028] 在上述方案中，所述抗拔粧为旋喷粧或搅拌粧。通过选用旋喷粧或搅拌粧，这样能 提高抗拔粧的强度，从而更进一步地提高本结构的抗浮能力。
[0029] 本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是：
[0030] 1、通过沿盾构隧道纵向每隔一定距离布置承台和抗拔粧，并对承台底面至盾构隧 道拱部的高压缩性地层进行加固（即地层加固层），使得盾构隧道、地层加固层、抗拔粧和 承台共同形成连续梁式的整体抗浮结构，这样，承台之间的盾构隧道衬砌结构在上浮力作 用下允许一定的向上变形，从而充分利用了盾构隧道本身的纵向抗弯、抗剪能力，再加上承 台和抗拔粧本身的抗浮能力，使得本抗浮结构很容易地就能满足盾构隧道的抗浮稳定性要 求；
[0031] 2、由于加设地层加固层本身自重也较大，所以加设地层加固层还能起到一定的抗 浮作用；
[0032] 3、由于本抗浮结构是沿盾构隧道分段设置承台和抗拔粧，所以本抗浮措施的工程 量大为降低，从而大大地降低了成本；
[0033] 4、通过将地层加固层的强度设计在1~2MPa，使地层加固层不易变形，这样，能控 制盾构隧道的上浮变形量，从而进一步地提高了本结构的抗浮能力；
[0034] 5、通过将承台的横向中心线设计成与盾构隧道的中心轴线所在的竖直平面垂直， 这样，承台与盾构隧道之间能更好、更直接地发生力的传递，从而能更直接、更好的发挥本 结构的抗浮能力；
[0035] 6、通过将抗拔粧顶端内的钢筋锚入承台中，这样抗拔粧能与承台形成一个整体， 从而保证了本结构的强度，也有利于提高本结构的抗浮能力；
[0036] 7、通过将抗拔粧下部的直径设计成比上部的直径大，这样能提高抗拔粧的固定效 果，从而更进一步地提高了本结构的抗浮能力；
[0037] 8、通过将抗拔粧与盾构隧道之间的距离d设计在1~2m之间，以尽量使抗拔粧靠 近盾构隧道，这样，能减小承台和地层加固层的尺寸，从而更进一步地减小施工量；
[0038] 9、承台和抗拔粧设置的位置还可结合地面条件确定，进而减少了施工对周边环境 的影响；
[0039] 10、通过选用旋喷粧或搅拌粧，这样能提高抗拔粧的强度，从而更进一步地提高本 结构的抗浮能力。
[0040] 本实用新型与现有技术对比，充分显示其优越性在于：能完全满足抗浮稳定性要 求、结构简单、造价低且施工对周边环境的影响小等。
【附图说明】
[0041] 图1是本实用新型的一视角结构示意图；
[0042] 图2是本实用新型的另一视角结构示意图；
[0043] 图3是沿图2中A-A线的剖面结构示意图。
[0044] 图中，工作井或站台1，盾构隧道2,承台3,抗拔粧4,地层加固层5,垫层6。
【具体实施方式】
[0045] 为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新 型实施方式作进一步地详细描述。
[0046] 实施例：如图1所示，本实施例提供的一种盾构隧道连续梁式抗浮结构，包括沿盾 构隧道2纵向间隔布置的若干个承台3,所有所述承台3均横向设置在所述盾构隧道2的上 方，且所有所述承台3的横向中心线与所述盾构隧道2的中心轴线所在的竖直平面垂直；每 个所述承台3的下方分别设有若干组用于固定的抗拔粧4,同一所述承台3下方的抗拔粧4 的组数为所述盾构隧道2的总数加1，同一所述承台3下方的所有组抗拔粧4分别对应布置 在所述盾构隧道2的两侧，且相邻两所述盾构隧道2共用一组抗拔粧4,每组抗拔粧4中抗 拔粧4的数量至少为1，且每组抗拔粧4中的抗拔粧4也沿所述盾构隧道2纵向间隔布置， 所述抗拔粧4