专利名称：一种7+1分块方式的盾构隧道衬砌环的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及盾构隧道衬砌，具体地指一种7+1分块方式的盾构隧道衬砌环。
背景技术：
盾构隧道衬砌的管片分块方式需要综合考虑每块管片的重量、拼装便利性，以及 整个衬砌环的力学特征、纵向连接刚度等因素。因此对于大直径盾构隧道来说，合理的分块 数和封顶块角度能有效地降低拼装难度；合理的纵向螺栓数目和错缝拼装的拼装方式则能 有效地提高纵向刚度，从而提高隧道的抗震性，增加抵抗不均勻沉降的能力等。目前现有的7+1分块方式的盾构隧道衬砌环由八块管片拼接而成，其管片的分块 示意图如说明书附图中的图1所示。该衬砌环包括五块依次连接的标准管片1、两块分别 与上述标准管片1的两外侧连接的邻接管片2和两邻接管片2之间的一块封顶管片3。其 中，每块标准管片1和邻接管片2的分块角度相等，封顶管片3的分块角度为标准管片1或 者邻接管片2的1/2。即标准管片1和邻接管片2的分块角度均为48°，封顶管片3的分 块角度为24°。整个衬砌环的侧面均勻分布有三十颗纵向螺栓4，其中，封顶管片3上设置 两颗，其余管片上设置四颗，相邻纵向螺栓4间圆弧对应的圆心角为12°。该衬砌环在使用 时可以采用环向搭接1/2错缝拼装和环向搭接1/4错缝拼装两种方式，但两种方式均存在 问题1、当采用环向搭接1/2错缝拼装时(如说明书附图中的图2所示)，一方面，由于 局部纵缝为通缝5，所以削弱了衬砌环的结构刚度，且不利于接缝的防水；另一方面，采用 该分块方式在直线段隧道拼装时须采用较复杂的组合方式拟合，不利于直线段隧道衬砌环 的拼装。2、当采用环向搭接1/4错缝拼装时(如说明书附图中的图3所示)，一方面，环间 错缝搭接长度较小，不利于环间剪力和弯矩的传递；另一方面，当施工中盾构掘进千斤顶6 成对布置时，掘进千斤顶6存在作用在纵向接缝上的情况，引起应力集中，易导致管片被破 坏。
实用新型内容本实用新型的目的就是克服上述现有7+1分块方式的盾构隧道衬砌环的缺陷，设 计一种便于拼装、纵向刚度强的7+1分块方式的盾构隧道衬砌环。为实现上述目的，本实用新型设计的一种7+1分块方式的盾构隧道衬砌环由五块 标准管片、两块邻接管片和一块封顶管片拼接构成，所述衬砌环沿纵向设有纵向螺栓。其特 别之处在于所述标准管片与邻接管片对应的圆心角相等，所述封顶管片对应的圆心角为 标准管片对应圆心角的1/3。进一步地，所述纵向螺栓为二十二颗，沿圆周均勻布置，且所述封顶管片上设有一 颗纵向螺栓。更进一步地，所述纵向螺栓设置于所述封顶管片的中心位置。[0010]本实用新型的盾构隧道衬砌环易于拼装、纵向刚度强，尤其是采用了对应圆心角 为标准管片对应圆心角的1/3的封顶管片，其对应的圆心角较小，因此便于安装，大大降低 了施工难度；同时，该结构能够实现全隧道的错缝拼装，加上纵向螺栓数目合理，提高了整 个隧道的纵向刚度。
图1是现有7+1分块方式的盾构隧道衬砌环的管片分块示意图；图2是图1所示衬砌环采用环向搭接1/2错缝拼装方式时的三环拼装示意图；图3是图1所示衬砌环采用环向搭接1/4错缝拼装方式时的三环拼装示意图；图4是本实用新型的7+1分块方式的盾构隧道衬砌环的管片分块示意图；图5是图4所示衬砌环的拼装示意图； 图中，1-标准管片，2-邻接管片，3-封顶管片，4-纵向螺栓，5-通缝，6-掘进千斤 顶。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型的一种7+1分块方式的盾构隧道衬砌 环作进一步的详细描述图1至图3所示的现有7+1分块方式的盾构隧道衬砌环，因在上述背景技术部分 已作了详细描述，于此不再赘述。如图4所示，本实施例的一种7+1分块方式的盾构隧道衬砌环，由五块依次连 接的标准管片1、两块分别与标准管片1的两外侧连接的邻接管片2和一块封顶管片3 拼接构成。每块标准管片1和邻接管片2对应的圆心角相等，均为360° X3/22(约为 49° 5' 27")，封顶管片3对应的圆心角为标准管片1对应圆心角的1/3，即360° /22(约 为16° 21' 49")。衬砌环沿纵向设有二十二颗纵向螺栓4，沿圆周均勻布置，相邻纵向螺 栓4之间的夹角亦为360° /22(约为16° 21' 49〃)。其中，在封顶管片3的中心位置设 有一颗纵向螺栓4。如图5所示，在拼装过程中，沿盾构推进方向，相邻的衬砌环之间依次旋转 360° X 2/22 (约32° 43' 38〃)，能够实现良好的错缝拼装。
权利要求一种7+1分块方式的盾构隧道衬砌环，由五块标准管片(1)、两块邻接管片(2)和一块封顶管片(3)拼接构成，所述衬砌环沿纵向设有纵向螺栓(4)，其特征在于所述标准管片(1)与邻接管片(2)对应的圆心角相等，所述封顶管片(3)对应的圆心角为标准管片(1)对应圆心角的1/3。
2.根据权利要求1所述的一种7+1分块方式的盾构隧道衬砌环，其特征在于所述纵 向螺栓(4)为二十二颗，沿圆周均勻布置，且所述封顶管片(3)上设有一颗纵向螺栓(4)。
3.根据权利要求2所述的一种7+1分块方式的盾构隧道衬砌环，其特征在于所述纵 向螺栓(4)设置于所述封顶管片(3)的中心位置。
专利摘要一种7+1分块方式的盾构隧道衬砌环，涉及盾构隧道衬砌，用于克服现有7+1分块方式的盾构隧道衬砌环不便拼装、纵向刚度弱的缺陷。它由五块标准管片、两块邻接管片和一块封顶管片拼接构成，所述衬砌环沿纵向设有纵向螺栓。其特别之处在于所述标准管片与邻接管片对应的圆心角相等，所述封顶管片对应的圆心角为标准管片对应圆心角的1/3。本实用新型的盾构隧道衬砌环易于拼装、纵向刚度强，尤其是采用了对应圆心角为标准管片对应圆心角的1/3的封顶管片，其对应的圆心角较小，因此便于安装，大大降低了施工难度；同时，该结构能够实现全隧道的错缝拼装，加上纵向螺栓数目合理，提高了整个隧道的纵向刚度。
文档编号E21D11/00GK201771515SQ20102023511
公开日2011年3月23日 申请日期2010年6月18日 优先权日2010年6月18日
发明者季大雪, 李鸣冲, 殷怀连, 王腾飞, 肖明清, 裴利华, 资谊, 邓朝辉 申请人:中铁第四勘察设计院集团有限公司