一种轨道交通盾构隧道无损伤快速安装系统的制作方法

本发明涉及一种土木工程技术领域的连接安装装置，尤其涉及一种轨道交通盾构隧道无损伤快速安装系统。

背景技术：

目前，大部分地铁隧道电缆、管线及设备的安装主要采用锚栓方式，即采用钻孔方法将机械或化学锚栓植入管片，利用机械膨胀或化学胶的粘结力来固定管线支架。该方式对管片结构损伤大，工期长、施工环境污染大维护更换成本高。为了解决传统锚固方式的缺陷，可通过管片预制时预埋锚固连接件，用于设备和管线的固定安装，由此，无损伤安装系统开始在地铁隧道中开始得以应用。

预埋槽道技术是无损伤安装系统中最成熟，应用最广泛的技术。预埋槽道是由一根热轧成型工艺生产的c型带弧度的槽钢(内有防震齿槽)和布置在槽钢背面的锚杆组成。在管片生产时将滑槽预埋在其中，盾构机将管片连接、安装好后，再通过配套的t型防坠落螺栓固定与之连接的管线、桥架等结构件。其优点在于：对隧道结构零损伤，延长工程使用寿命，提高设备安装效率，改善安装环境，运营期间设备更换、增加等。但采用预埋槽道存在着造价成本过高，使用率不高的问题。

采用通用环管片情况下，管片需要全环预埋槽道，而槽道使用率却不高，浪费严重，实际需要槽道的部位不足10米，使用率不足60％。若预埋槽道产品达不到力学性能要求，或安装时螺栓紧固力不足，这些都会造成设备和管道的滑移。此外，在施工过程中，镀锌层和封密层容易破坏，从而使槽道生锈。槽道生锈时，将无法更换维护。因此，有必要开发出新的无损伤安装系统，解决预埋槽道成本过高，浪费较大，易腐蚀的问题。

技术实现要素：

本发明设计了一种轨道交通盾构隧道无损伤快速安装系统，其解决的技术问题是现有锚栓方式对管片结构损伤大，工期长、施工环境污染大维护更换成本高的问题，同时解决采用预埋槽道导致造价成本过高，使用率不高、不易更换维护的问题

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案：

一种轨道交通盾构隧道无损伤快速安装系统，其特征在于：在轨道交通盾构隧道的制作过程中，沿着环形隧道的圆周方向以及轴向预先埋设多个预埋套筒(1)，再通过水泥浇筑固定在轨道交通盾构隧道的内壁中，t型螺栓(14)暴露在外并与预埋套筒(1)的内部连接，预埋套筒(1)、t型螺栓(14)以及螺母(17)的配合将轨道交通隧道内的ap天线支架、电缆支架(4)、感温光纤支架、照明灯(9)、泄漏同轴电缆支架、配电箱支架、疏散平台扶手、水管支架(2)以及应急平台支架(8)中的一种或多种进行固定。

进一步，所述预埋套筒(1)包括筒体(11)、锚腿(12)以及基座(13)，所述锚腿(12)一端与筒体(11)底部连接，所述锚腿(12)另一端与基座(13)连接，t型螺栓(14)一端插入筒体(11)的连接孔(18)中并通过限位锁紧机构进行定位锁死。

进一步，所述筒体(11)的连接孔(18)轴向为不规则结构；其下端沿着筒体的圆周方向或内壁方向依次为第一自动锁紧限位块(111)、第二可转动区域(114)、第二自动锁紧限位块(112)以及第一可转动区域(113)，t型螺栓(14)端部的两侧分别卡在第一自动锁紧限位块(111)与第二自动锁紧限位块(112)之间，同时t型螺栓(14)端部能够在第二可转动区域(114)和第一可转动区域(113)进行旋转；其上端端沿着筒体的圆周方向或内壁方向依次为第一自动锁紧限位块(111)、第二防逆转凸起(116)、第二自动锁紧限位块(112)以及第一防逆转凸起(115)构成所述限位锁紧机构，t型螺栓(14)端部的一侧被第一自动锁紧限位块(111)与第一防逆转凸起(115)夹持，t型螺栓(14)端部的另一侧被第二防逆转凸起(116)与第二自动锁紧限位块(112)夹持；所述t型螺栓(14)的端部能够从所述上端和所述下端之间移动；所述筒体(11)的连接孔(18)开口面积小于t型螺栓(14)端部的面积以避免t型螺栓(14)与所述筒体(11)分离。

进一步，所述水管支架(2)包括支撑角钢(21)、斜撑角钢(22)以及钢板基座(24)，支撑角钢(21)、斜撑角钢(22)以及钢板基座(24)形成三角形稳定结构，钢板基座(24)通过预埋套筒(1)与t型螺栓(14)的配合固定在轨道交通盾构隧道的内壁上。

进一步，所述预埋套筒(1)的开口处从下至上依次垫有外置槽道(15)和压板(16)，t型螺栓(14)穿过外置槽道(15)和压板(16)后与螺母(17)连接。

进一步，所述信号灯支架(5)包括支撑角钢和斜撑角钢，信号灯安装在支撑角钢上，支撑角钢和斜撑角钢的端部分别通过预埋套筒(1)、t型螺栓(14)以及螺母(17)的配合与轨道交通盾构隧道的内壁固定。

进一步，所述接触网支架(7)两端分别通过一吊杆(71)与一外挂式槽道(6)固定连接，外挂式槽道(6)贴合在轨道交通盾构隧道的内壁上并通过预埋套筒(1)、t型螺栓(14)以及螺母(17)的配合进行固定。

进一步，所述吊杆(71)的一端为t型螺杆结构，t型螺杆的端部通过斜垫片(72)和螺母(73)固定在所述外挂式槽道(6)中。

进一步，所述预埋套筒(1)的材质为不锈钢304。

该轨道交通盾构隧道无损伤快速安装系统与现有的安装方式相比，具有以下有益效果：

(1)本发明通过在轨道交通盾构隧道浇筑水泥前布置多个预设套筒，并配合t型螺栓和螺母可以将各个设备的支架进行安装，并且安装方便，不会对隧道造成破坏性的损伤，具有施工简便、缩短工期、安装灵活、减少施工环境污染、连接牢固可靠以及成本低等优点。

(2)本发明解决采用预埋槽道导致造价成本过高，使用率不高的问题，使用预埋套筒以其良好的技术优势，可很好地取代预制槽道等技术应用于盾构隧道管片内，值得进行推广使用。

(3)本发明根据使用情况可单独选用预埋套筒或与外置滑槽组合使用，结构可靠。

(4)本发明的预埋套筒内部采用下沉式设计，t型螺栓紧固时自动下沉槽内，拧紧螺母可自动将t型头卡住锁紧，保证t型螺栓连接可靠，防止螺栓逆转滑脱。

(5)本发明预埋套筒采用不锈钢304材质，力学性能优良，套筒单点测试力学性能明显高于预埋槽道；耐火，耐腐蚀、绝缘性能好，不产生弥散电流。

(6)本发明预埋套筒设计合理，利用率高，造价低，与单纯外置式槽道或预埋槽道相比造价降低。

(7)本发明通过对预装在盾构隧道管片上的预埋套筒进行抗拉拔、抗剪能力评估，检测预埋套筒质量，检测结果表明，隧道管片内预埋套筒在抗剪、抗拉性能上均能达到设计要求，并具有2-3倍的安全系数。

附图说明

图1：本发明中预埋套筒与t型螺栓安装示意图；

图2：本发明中预埋套筒的主视图；

图3：图2中bb向剖视图；

图4：图2中dd向剖视图；

图5：图2中ee向剖视图；

图6：本发明中预埋套筒的俯视图；

图7：图6中aa向剖视图；

图8：图6中cc向剖视图；

图9：本发明通过预埋套筒固定水管支架的示意图；

图10：图9中i处的放大结构示意图；

图11：本发明中预埋套筒与电缆支架连接示意图；

图12：本发明中预埋套筒与信号灯支架连接示意图；

图13：本发明中预埋套筒与信号灯支架连接示意图；

图14：本发明预埋套筒通过外挂式槽道与接触网连接示意图；

图15：图14的局部放大示意图；

图16：本发明轨道交通盾构隧道无损伤快速安装系统的安装示意图。

附图标记说明：

1-预埋套筒；11-筒体；111-第一自动锁紧限位块；112-第二自动锁紧限位块；113-第一可转动区域；114-第二可转动区域；115-第一防逆转凸起；116-第二防逆转凸起；12-锚腿；13-基座；14-t型螺栓；15-外置槽道；16-压板；17-螺母；18-连接孔；2-水管支架；21-支撑角钢；22-斜撑角钢；23-水管；24-钢板基座；3-隧道混凝土层；4-电缆支架；5-信号灯支架；6-外挂式槽道；7-接触网支架；71-吊杆；72-斜垫片；73-螺母；8-应急平台支架；9-照明灯。

具体实施方式

下面结合图1至图3，对本发明做进一步说明：

如图1至图3所示，预埋套筒1包括筒体11、锚腿12以及基座13，锚腿12一端与筒体11底部连接，锚腿12另一端与基座13连接，t型螺栓14一端插入筒体11的连接孔18中并通过限位锁紧机构进行定位锁死。

如图4至图8所示，筒体11的连接孔18轴向为不规则结构；其下端沿着筒体的圆周方向或内壁方向依次为第一自动锁紧限位块111、第二可转动区域114、第二自动锁紧限位块112以及第一可转动区域113，t型螺栓14端部的两侧分别卡在第一自动锁紧限位块111与第二自动锁紧限位块112之间，同时t型螺栓14端部能够在第二可转动区域114和第一可转动区域113进行旋转；其上端端沿着筒体的圆周方向或内壁方向依次为第一自动锁紧限位块111、第二防逆转凸起116、第二自动锁紧限位块112以及第一防逆转凸起115构成限位锁紧机构，t型螺栓14端部的一侧被第一自动锁紧限位块111与第一防逆转凸起115夹持，t型螺栓14端部的另一侧被第二防逆转凸起116与第二自动锁紧限位块112夹持；筒体11的连接孔18开口面积小于t型螺栓14端部的面积以避免t型螺栓14与筒体11分离。

基于上述结构，拧紧t型螺栓14可自动将t型头卡住锁紧，保证t型螺栓14连接可靠，防止t型螺栓14逆转滑脱。

如图9所示，水管支架2包括支撑角钢21、斜撑角钢22以及钢板基座24，支撑角钢21、斜撑角钢22以及钢板基座24形成三角形稳定结构，钢板基座24通过预埋套筒1与t型螺栓14的配合固定在轨道交通盾构隧道的内壁上。

如图10所示，预埋套筒1的开口处从下至上依次垫有外置槽道15和压板16，t型螺栓14穿过外置槽道15和压板16后与螺母17连接。

如图11所示，电缆支架4通过预埋套筒1、t型螺栓以及螺母的配合与轨道交通盾构隧道的内壁固定。

如图12所示，信号灯支架5包括支撑角钢和斜撑角钢，信号灯安装在支撑角钢上，支撑角钢和斜撑角钢的端部分别通过预埋套筒1、t型螺栓14以及螺母17的配合与轨道交通盾构隧道的内壁固定。

如图13所示，接触网支架7两端分别通过一吊杆71与一外挂式槽道6固定连接，外挂式槽道6贴合在轨道交通盾构隧道的内壁上并通过预埋套筒1、t型螺栓14以及螺母17的配合进行固定。

如图14所示，吊杆71的一端为t型螺杆结构，t型螺杆的端部通过斜垫片72和螺母73固定在外挂式槽道6中。

如图15所示，应急平台支架8通过预埋套筒1、t型螺栓以及螺母的配合与轨道交通盾构隧道的内壁固定。

如图16所示，本发明轨道交通盾构隧道无损伤快速安装系统，在轨道交通盾构隧道的制作过程中，沿着环形隧道的圆周方向以及轴向预先埋设多个预埋套筒1，再通过水泥浇筑固定在轨道交通盾构隧道的内壁中，t型螺栓14暴露在外并与预埋套筒1的内部连接，预埋套筒1、t型螺栓14以及螺母17的配合将轨道交通隧道内的ap天线支架、电缆支架4、感温光纤支架、照明灯9、泄漏同轴电缆支架、配电箱支架、疏散平台扶手、水管支架2以及应急平台支架8中的一种或多种进行固定。预埋套筒1的材质为不锈钢304。隧道的一个圆周面上设置预埋套筒1的数量多达48个，完全可以解决各种设施的安装和使用。

本发明是解决锚栓方式对管片结构损伤大，工期长、施工环境污染大维护更换成本高的问题，同时解决采用预埋槽道导致造价成本过高，使用率不高的问题。通过对预装在盾构隧道管片上的预埋套筒进行抗拉拔、抗剪能力评估，检测预埋套筒质量。检测结果表明，隧道管片内预埋套筒在抗剪、抗拉性能上均能达到设计要求，并具有2-3倍的安全系数。

上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。