专利名称：一种盾构隧道衬砌环9+1分块结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及盾构法隧道衬砌环结构，尤其涉及一种盾构隧道衬砌环9+1分块 结构。
背景技术：
盾构隧道衬砌环分块需要综合考虑每块管片的重量、拼装便利性、衬砌环的力学
特征、纵向连接刚度等因素，这些因素对工程的施工难度和工程造价有较大影响。 对于直径14m左右的盾构隧道，目前已经存在的管片9+1划分方式均采用1/2封
顶方案(见图1、图2)，这种方案将全环分成7块标准块+2块邻接块+l块封顶块，封顶块
的分块角度为360/19 = 18. 9474度，其他9块的分块角度约为封顶块的两倍。纵向螺栓按
两个一组布置，全环共布置38颗。该分块结构存在以下问题 1、封顶块弧长较大，管片拼装时工人超作不方便。 2、由于封顶块角度较大，封顶块需要设置较大的切削角才能满足拼装要求，造成 了封顶块的自锁能力下降，接缝处局部应力增大。 3、不能完全实现全环错缝拼装，不同的拼装组合会出现相应数目的通缝拼装，造 成结构变形增大，部分管片受力大于全错缝拼装情况，使钢筋用量增加，工程不经济。
实用新型内容本实用新型的目的就是针对上述现有技术的不足之处，提出一种有利于施工，有 利于结构受力，提高工程经济性的盾构隧道衬砌环9+1分块结构。 为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案一种盾构隧道衬砌环9+l分块 结构，该衬砌环由一块封顶块F、两块邻接块L1、 L2和七块标准块B1 B7拼接组成，其特 征是所述封顶块F的分块角度为360/28 = 12.8571° ，标准块和邻接块的分块角度均为 360/28X3 = 38. 5714° ，在衬砌环全环沿圆周方向均匀布置28组纵向螺栓，其中一组纵向 螺栓位于封顶块F两侧分块线1夹角中央。 在上述28组纵向螺栓中，每一组可以采用一颗纵向螺栓，每一颗纵向螺栓分别位 于衬砌环全环沿圆周方向分为28等份的每条角度平分线2上。 在上述28组纵向螺栓中，每一组也采用两颗纵向螺栓，每一组的两颗纵向螺栓分 别位于衬砌环全环沿圆周方向分为28等份的每条角度平分线两侧。 在上述28组纵向螺栓中，相邻两组之间，一组可以采用两颗纵向螺栓，另一组可 以采用一颗纵向螺栓，一颗一组的纵向螺栓位于衬砌环全环沿圆周方向分为28等份的角 度平分线2上，两颗一组的两个纵向螺栓分别位于衬砌环全环沿圆周方向分为28等份的角 度平分线两侧。 本实用新型的纵向螺栓数量可以根据衬砌环纵向受力情况采用28颗、56颗或42 颗。当采用通缝拼装时，后一环封顶块与前一环封顶块对应；当采用错缝拼装时，根据隧道 当时的线形要求，后一环封顶块可旋转至前一环中的任意一块标准块或邻接块的中部。[0013] 本实用新型的优点是①封顶块重量较轻，施工便利；②采用1/3封顶块设置，无 需切削角，封顶块的自锁能力强；③能够实现全环错缝拼装，结构变形小，纵向刚度大； 该分块结构可以采用全环28颗、56颗、44颗螺栓布置，纵向螺栓布置方式选择余地较大，设 置灵活。 本实用新型特别适用于直径14m左右的盾构隧道或直径llm左右且地质条件好的 盾构隧道。
以下结合附图通过实施例对本发明的特征及相关特征做进一步详细说明，以便于 同行业技术人员的理解。
[0016]图1现有9+1 (1/2封顶)方案示意图；图2现有9+1 (1/2封顶)方案三个衬砌环拼装示意图；图3本实用新型所述衬砌圆环管片划分图；图4实施例1纵向螺栓布置示意图；图5实施例1所述三个衬砌环拼装示意图；图6实施例1封顶块构造示意图；图7实施例1邻接块构造示意图；图8实施例1标准块构造示意图；图9实施例2纵向螺栓布置示意图；图10实施例2三个衬砌环拼装示意图；图11实施例2封顶块构造示意图；图12实施例2邻接块构造示意图；图13实施例2标准块构造示意图；图14实施例3纵向螺栓布置示意图；图15实施例3三个衬砌环拼装示意图；图16实施例3封顶块构造示意图；图17实施例3邻接块构造示意图；图18实施例3标准块(Bl/B3/B5/B7)构造示意图；图19实施例3标准块(B2/B4/B6)构造示意图。在图1-19中，标号F指封顶块、标号Ll和L2分别指邻接块、标号Bl B7分别f
标准块，标号1指分块线，标号2指角度平分线，标号3指纵向螺栓。
具体实施方式
实施例1 :本实施例涉及一种盾构隧道衬砌环采用9+1小封顶分块结构，包括管片 封顶块F、邻接块Ll和L2、标准块Bl B7。 参见图3。对衬砌圆环进行分块时，首先将衬砌圆环等分成28等份，其中一份作为 封顶块F，剩下的27份按3份一组作为一块管片。自封顶块F起按逆时针顺序，分别为邻 接块Ll、标准块Bl、标准块B2、标准块B3、标准块B4、标准块B5、标准块B6、标准块B7、邻接 块L2。所述封顶块F的分块角度为360/28 = 12.8571° ，标准块和邻接块的分块角度均为
4360/28X3 = 38. 5714° 。 参见图4 图8。衬砌环全环均匀布置28组纵向螺栓，每一组采用一颗纵向螺栓
3，每一颗纵向螺栓分别位于衬砌环全环沿圆周方向分为28等份的每条角度平分线2上，其
中一组纵向螺栓3位于封顶块F两侧分块线1夹角中央的角度平分线2上。 实施例2 :参见图9 图13。本实施例分块方式与实施例1基本相同，不同之处在
于，在上述28组纵向螺栓中，每一组采用两颗纵向螺栓3，每一组的两颗纵向螺栓3分别位
于衬砌环全环沿圆周方向分为28等份的每条角度平分线2两侧，其间距根据螺栓构造要求确定。 实施例3 :参见图14 图19。本实施例分块方式与实施例1基本相同，不同之处 在于，纵向螺栓3的布置结合了实施例1和实施例2。具体布置方式为，在上述28组纵向螺 栓中，相邻两组之间，一组采用两颗纵向螺栓，另一组采用一颗纵向螺栓，一颗一组的纵向 螺栓位于衬砌环全环沿圆周方向分为28等份的角度平分线2上，两颗一组的两个纵向螺栓 分别位于衬砌环全环沿圆周方向分为28等份的角度平分线2两侧。 上述三种实施例螺栓布置方式，每环纵向螺栓数量分别为28颗、56颗或42颗，具 体采用何种螺栓布置方式，可以根据衬砌环纵向受力情况决定。
权利要求一种盾构隧道衬砌环9+1分块结构，该衬砌环由一块封顶块(F)、两块邻接块(L1L2)和七块标准块(B1～B7)拼接组成，其特征是所述封顶块(F)的分块角度为360/28＝12.8571°，标准块和邻接块的分块角度均为360/28*3＝38.5714°，在衬砌环全环沿圆周方向均匀布置28组纵向螺栓，其中一组纵向螺栓位于封顶块(F)两侧分块线(1)夹角中央。
2. 根据权利要求1所述的一种盾构隧道衬砌环9+1分块结构，其特征是，在28组纵向螺栓中，每一组采用一颗纵向螺栓，每一颗纵向螺栓分别位于衬砌环全环沿圆周方向分为28等份的每条角度平分线(2)上。
3. 根据权利要求1所述的一种盾构隧道衬砌环9+1分块结构，其特征是，在28组纵向螺栓中，每一组采用两颗纵向螺栓，每一组的两颗纵向螺栓分别位于衬砌环全环沿圆周方向分为28等份的每条角度平分线两侧。
4. 根据权利要求1所述的一种盾构隧道衬砌环9+1分块结构，其特征是，在28组纵向螺栓中，相邻两组之间，一组采用两颗纵向螺栓，另一组采用一颗纵向螺栓，一颗一组的纵向螺栓位于衬砌环全环沿圆周方向分为28等份的角度平分线(2)上，两颗一组的两个纵向螺栓分别位于衬砌环全环沿圆周方向分为28等份的角度平分线两侧。
专利摘要一种盾构隧道衬砌环9+1分块结构，该衬砌环由一块封顶块(F)、两块邻接块(L1L2)和七块标准块(B1～B7)拼接组成，其特征是所述封顶块(F)的分块角度为360/28＝12.8571°，标准块和邻接块的分块角度均为360/28*3＝38.5714°，在衬砌环全环沿圆周方向均匀布置28组纵向螺栓，其中一组纵向螺栓位于封顶块(F)两侧分块线(1)夹角中央。本实用新型具有管片拼装方便，接缝处受力条件好，可根据地形、地质条件和结构断面大小合理设置纵向螺栓数量的优点。适用于直径14m左右的盾构隧道或直径11m左右且地质条件好的盾构隧道。
文档编号E21D11/00GK201460906SQ200920086259
公开日2010年5月12日 申请日期2009年6月9日 优先权日2009年6月9日
发明者肖明清, 薛光桥, 韩向阳 申请人:中铁第四勘察设计院集团有限公司