专利名称：隧道环片构造的制作方法
技术领域：
本实用新型是有关一种隧道环片构造，尤指一种由多种形态的钢材弧形片体所拼 组而成圆形环状体的隧道环片结构。
背景技术：
隧道的设计可缩短行车时间与距离，不仅为交通带来了相当大的便利性，同时亦 可为城市带来繁荣与发展，而传统的隧道施工乃以逐段挖掘的方式，并于开凿的岩壁内架 设临时支撑架以防止土石坍崩，待开挖一段距离时，于该支撑架内侧施筑一适当厚度的钢 筋混凝土墙作为永久支撑，最后再于该混凝土墙与岩壁间加压灌浆填满空隙，以将整个隧 道贯通并具支撑岩壁效果。而该种隧道施工方式不仅施工作业工时较长，同时具有较大的 工灾风险存在，往往对施工者造成伤亡灾难及增加施工上的困难度，且针对繁华都会区的 铁路、捷运系统地下化工程而言，该施工方式并不适用。而近来较新的隧道挖掘施工方式，为采用潜盾机循序渐进地进行逐步开挖，并于 每开挖推进一预定的距离后，就可于开挖的岩壁内一片一片成组合固定预铸的钢筋混凝土 构造的环片作为支撑，再进一步做灌浆背填作业，以填补环片与岩壁间凹凸不平的空隙。而 该潜盾机掘挖工程则是一种具较安全的隧道施工方式，不仅可降低工安意外的发生，同时 更可缩短施工工期，以减低对工地周遭所造成的不便及影响。但由于该环片为钢筋混凝土 预铸而成，于制作过程中需预留许多孔洞及预埋配件等，因此于制作时较为不便，并容易造 成产品的品质参差不齐，且误差值较大。又该每一环片的面积都相当大，于组装过程中必需 以吊挂机具作业方可完成，其组装尺寸皆需非常精确，因而增加施作上的困难处与不便；另 该钢筋混凝土环片于预铸完成后仍需一段期间的混凝土保养，才能使混凝土构造达到所需 的强度与硬度，其制造上较为耗时，因此该隧道环片的设计不甚理想，仍有待改进。有鉴于此，本实用新型人乃潜心研思、设计组制，期能提供一种尺寸精确、品质较 佳且组制方便的隧道环片构造，以提供消费大众使用，为本实用新型所欲研创的发明动机。
发明内容本实用新型的主要目的，在于提供一种隧道环片构造，具有由多种形态外型的钢 材弧形片体所拼组而成，其不仅能有效改善产品的品质及产能，同时可提升施工效率与精 确度，进而节省成本、活络产业，以增强市场的竞争力。本实用新型的另一目的，在于提供一种隧道环片构造，其各种形态的钢材弧形片 体为由球状石墨铸铁制成环片，材料具有高度抗腐蚀优点，作为捷运电车隧道使用时，因应 捷运电车高压电流影响可较一般钢环片或RC加钢筋预铸环片不易产生锈蚀及裂痕。为达上述目的，本实用新型所设计的隧道环片构造，为由多个不同形态的钢材弧 形片体所拼组而成，该弧形片体的形态由其径向接合面的差异度区分有概呈弧形的长弧 状片体、以及一侧呈倾斜面的楔形状片体、以及侧面与上述楔形状片体倾斜面相对应呈内 缩倾斜状的梯状片体，且弧形片体接合面的延伸线皆通过其圆弧中心的截面；另于各弧状片体外侧弧面上设有可供混凝土浇置的凹穴，以及多个贯穿至片体内侧的灌浆孔，以上各 种不同弧状片体两端环间接面上则设有多个可供环片串连的连结孔，另于弧形片体两侧径 向接合面上亦设有锁固孔，可由螺栓穿置锁固使各弧形片体紧密结合，藉此可令各种不同 环片逐一排列设置构筑于潜盾机开挖的岩壁内支撑，并藉由灌浆孔进一步做背填灌浆作 业，以填补环片与岩壁间的空隙，使各种不同环片能均勻支撑开挖壁体的岩壁，进而贯通隧 道。本实用新型的有效增益即在设计出一种隧道环片构造，能有效拼组而成隧道开挖 的隧道孔中作为支撑壁，能更加方便、快速进行组装，且其结构性更加紧密与坚固。本实用新型的其它特点及具体实施例可于以下配合附图的详细说明中，进一步了解。
图1为本实用新型的构造分解示意图。图2为本实用新型组合后立体外观图。图3为本实用新型组合后环片的正视图。图4为本实用新型组合后环片的侧视图。图5为本实用新型其一弧形片体的立体外观图。图6为本实用新型图5的局部构造剖视图。图7为本实用新型其一弧形片体的局部构造放大示意图。图8为本实用新型弧形片体灌浆孔构造的剖视图。图9为本实用新型的使用示范例图。
具体实施方式
请参图1 图3所示，本实用新型所设的隧道环片1构造，其是由多个不同形态的 钢材弧形片体所拼组而成，使共同可拼组成一圆形环状体，且该弧形片体的形态则由其径 向接合面的差异度区分有一片概呈弧形的长弧状片体la、以及两片其一侧呈倾斜面的楔 形状片体lb、以及一片侧面与上述楔形状片体lb倾斜面相对应呈内缩倾斜状的梯状片体 lc，且该些弧形片体la、lb、lc的接合面a、b、b’、c的延伸线皆通过其圆弧中心的截面，如 图3。请同参图1 图4所示，上述所提的弧形片体la、lb、lc，其外侧皆设有多个可供混 凝土浇置的凹穴11，以及贯穿至片体内侧的灌浆孔12，而片体内侧弧面上则设有多个肋板 13，又该些片体于两端环间接面14上设有多个可供环片串连的连结孔15，且于片体两侧径 向接合面上亦设有多个锁固孔16。于组装时，则先将多个标准形态的长弧状片体la其径向接合面a相互接合，本实 施例中为三片，并利用螺栓20穿置于该接合面a的锁固孔16中且由螺帽21将其锁固连结， 而两片的楔形状片体lb，其垂直向的接合面b则分别连接于该组设完成的长弧状片体la开 放侧的接合面a上，最后再将其一片梯状片体lc组接于两楔形状片体lb间，并使梯状片体 lc两侧的接合面c与楔形状片体lb斜向的接合面b’紧密结合。由于该楔形状片体lb斜 向的接合面b’所构成的开口概呈一 V字状，而其对应的梯状片体lc两侧内缩倾斜的接合面c则概呈相对应双倾斜面状，藉此，可令梯状片体lc轻易的滑组于楔形状片体lb间，再 者由于该环片接合面的延伸线皆通过其圆弧中心的截面，因此本实用新型所设的隧道环片 1不仅于组装时能更加方便、快速，且其结构性更加紧密与坚固。请参图5、图6所示，该弧形片体la、lb、lc于生产制造时，则可预先于工厂内将混 凝土预注于片体外侧的凹穴11内，且于该凹穴11的开口端缘适处设有一止脱座111，可防 止预注的混凝土 30块脱落，令其可稳固结合于片体外侧，藉此不仅可减少现场施作的工时 与程序，同时可解决施工现场腹地不足的情形。请再参图7 图9所示，由于隧道环片1是于潜盾工程设备挖掘后，再一片一片的 架设于开挖的隧道孔中作为支撑壁，作为支撑岩壁40并防止已开挖的部份发生坍塌，因此 本实用新型于环片各弧形片体la、lb、lc的环间接面14上更设有一凹槽17，并于该凹槽17内固设有止水条18，可令环片与环片间更加紧密结合防止渗漏水，且于组装完 成的隧道环片1与开挖岩壁40间进一步做背填灌浆作业以填补空隙，使环片能均勻支撑开 挖壁体的岩壁40，如图9。再者，由于每一隧道环片1的面积都相当大，其于组装、灌浆过程 中，均需承受相当大的应力与拉力，因此本实用新型弧形片体la、lb、lc所设的灌浆孔12， 其内侧孔壁上设有螺纹121，可提供灌浆机具的管路螺设，藉以承受灌浆时所产生的巨大压 力，又该灌浆孔12的螺纹121亦可供一孔杆螺栓锁设，图未视出，以供吊挂机具搬运或组 装，另该螺纹121更可于背填灌浆作业完成后供一孔塞19锁设，以堵实该灌浆孔12。请再参图9所示，为本实用新型隧道环片1的一较佳使用实施例，于本实施例中该 环片的连接方式是交错排列设置构筑，另本实用新型的隧道环片1亦可依隧道工程规划的 开挖路径，而将环间接面14设计成一预定角度的斜面，使该隧道环片1可依规划路径弯曲。值得一提的，本实用新型中各种形态的钢材弧形片体，其材质包含可为DC球状石 墨铸铁制成的环片、亦可为一般铸铁制钢材环片。其中当钢材弧形片体为由球状石墨铸铁 制成时，其材料具有高度抗腐蚀优点，便于作为捷运电车隧道使用时，因应捷运电车高压电 流影响可较一般钢环片或RC加钢筋预铸环片不易产生锈蚀及裂痕的优点。综上所述，本实用新型的确可达到实用新型的预期目的，提供一种能有效提升施 工效率与精确度，进而提升品质及节省成本的隧道环片构造，具有实用价值无疑，依法提出 专利申请。惟以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，当不能以此限定本实用新型实 施的范围；故，凡依本实用新型申请专利范围及实用新型说明书内容所作的简单的等效变 化与修饰，皆应仍属本实用新型专利涵盖的范围内。
权利要求一种隧道环片构造，是由多个不同形态的钢材弧形片体所拼组而成，其特征在于该弧形片体的形态由其径向接合面的差异度区分有呈弧形的长弧状片体、以及一侧呈倾斜面的楔形状片体、以及侧面与上述楔形状片体倾斜面相对应呈内缩倾斜状的梯状片体，且弧形片体的接合面的延伸线皆通过其圆弧中心的截面；该些弧形片体外侧皆设有多个可供混凝土浇置的凹穴，以及贯穿至片体内侧的灌浆孔，且其两端环间接面上设有多个可供环片串连的连结孔，另于弧形片体两侧径向接合面上亦设有多个锁固孔，可由螺栓穿置锁固使各弧形片体紧密结合，藉此以构成一圆形环状体的隧道环片。
2.如权利要求1所述的隧道环片构造，其特征在于其中该片体外侧混凝土浇置凹穴 的开口端，其端缘适处设有一止脱座，可防止浇注的混凝土脱落。
3.如权利要求1所述的隧道环片构造，其特征在于其中该片体的灌浆孔内侧孔壁设 有螺纹，可供孔杆螺栓锁设搬运。
4.如权利要求3所述的隧道环片构造，其特征在于其中该灌浆孔内侧螺纹锁设有一 孑L塞。
5.如权利要求1所述的隧道环片构造，其特征在于其中该片体端侧的环间接面上至 少设有一凹槽，且于该凹槽中固设有止水条。
6.如权利要求1所述的隧道环片构造，其特征在于其中各弧形片体内侧设有多个肋板。
7.如权利要求1所述的隧道环片构造，其特征在于其中隧道环片的环间接面，可设计 成一预定角度的斜面，使该隧道环片可依规划路径弯曲。
8.如权利要求1所述的隧道环片构造，其特征在于其中该各种形态的钢材弧形片体 为由球状石墨铸铁制成。
9.如权利要求1所述的隧道环片构造，其特征在于其中该各种形态的钢材弧形片体 为由一般铸铁制成。
专利摘要一种隧道环片构造，是由多个弧形片体所拼组而成的圆形环状体，而于各弧形片体外侧设有多个可供混凝土浇置的凹穴，以及贯穿至片体内侧的灌浆孔，且各片体两端环间接面上设有多个可供环片串连的连结孔，另多个弧形片体两侧的径向接合面皆通过其圆弧中心的截面，又其中一弧形片体两侧的接合面一端则内缩倾斜呈一梯状弧形片体，且该片体所相邻的两弧形片体，其该侧接合面亦设有与其对应的倾斜面，并于各径向接合面上均设有多个锁固孔，可由螺栓穿置锁固使各弧形片体紧密结合，藉以拼组成一隧道环片。
文档编号E21D11/10GK201614937SQ200920173640
公开日2010年10月27日 申请日期2009年8月21日 优先权日2009年8月21日
发明者廖寂瑾 申请人:上展金属工业股份有限公司