三圆形盾构建造调蓄型多功能深层隧道的制作方法

本发明属于深层隧道技术领域，尤其涉及了一种三圆形盾构建造调蓄型多功能深层隧道。

背景技术：

深层调蓄隧道是指埋设在深层地下空间（一般指地面以下大于20m深度空间）的大型、特大型排水隧道。通常内涝易发、人口密集、地下管线复杂、现有排水系统改造难度较高的地区，可设置深层调蓄隧道。采取以大型深层调蓄隧道辅以源头径流控制，是贯彻“海绵城市”建设要求，体现因水制宜、因地制宜的治水方略，也是国外已建区域提高排水防涝标准的通常做法。

采用深隧工程治理污水避免路面开挖，使对交通和环境的破坏最小化；避免与现有的地下公用设施或基础设施产生冲突；由于避开了建筑物桩基，可以采用直线设计，而不受现有路网影响。

为有效减轻芝加哥的城市内涝和水体污染，保护密西根湖等水体环境，芝加哥实施了合流调蓄型深层隧道系统工程，建设了一条长176km、直径2.5~10m、埋深45~106m的隧道。墨西哥、法国巴黎、英国伦敦泰晤士等也相继实施了合流调蓄型深层隧道系统工程。

然而采用这些合流调蓄型深层隧道系统工程在维修治理方面费用较高，或利用率较低，因此需要开发便于维护且能高效利用空间的合流调蓄型深层隧道。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决雨水和污水的有效分离，最大程度防止水体污染，保证高效、可靠、安全的维修体系和维修空间，提高空间利用率。另外，地下工程的修建费用仍居高不下，另外，雨水储运系统的维修很难实现，因此，既保证功能，又要保证受力，另外还有兼顾构件的生产、运输与施工，在现场连接十分困难。并且干式连接的各层剪力问题比较严重，较难解决。尤其更缺少采用盾构建造的应用技术。

本发明的技术方案

一种三圆形盾构建造调蓄型多功能深层隧道，包括弧形管壁、不等长节点管壁、竖直分隔壁、注浆防水层、喷射防水层、雨水舱、污水舱、维修车道、墩台、污水管、检修平台、水管吊架、配套净水管；

三圆形盾构建造调蓄型多功能深层隧道采用三圆形盾构机装配建造；

两侧的舱体采用4~9片弧形管壁，中间的舱体上下各采用1~3块弧形管壁1；中间舱体与两侧舱体相搭接处，顶部和下部均分别采用一块不等长节点管壁，上下不等长节点管壁之间均分别采用竖直分隔壁连接；

三个舱体均同时一环一环衬砌，相邻两环的弧形的外侧壁的弧形管壁均错缝；其中一环为顶部的两个不等长节点管壁的长弧壁均伸向右侧，底部的两个不等长节点管壁的长弧壁均伸向左侧；相邻一环为顶部的两个不等长节点管壁的长弧壁均伸向左侧，底部的两个不等长节点管壁的长弧壁均伸向右侧；

每块弧形管壁均为40~60°弧的弧形板，相邻环弧形管壁相互转动20~30°。

在三个舱室的外部设置注浆防水层，内部设置喷射防水层；

两个外侧的舱室均为雨水舱，在雨水舱内的底部均分别设置维修车道；

中间的舱室为污水舱；底部沿纵向均匀设置墩台，墩台位于污水舱的底部中间，墩台上面为污水管；污水管的顶面高度为污水舱高度的三分之二至四分之三；

污水管的中下部的两侧舱体上均分别设置纵向连续分布的检修平台；

水管吊架纵向均匀分布悬挂在污水舱顶部的两侧，配套净水管吊挂在水管吊架上。

进一步地，所述弧形管壁包括弧形板体、沟槽、安装口a、螺孔a，

弧形板体为40~60°的弧形板，在靠近外侧的纵向端面上的设置沟槽；在内侧表面弧度两端分别向内的四分之一的弧形板体的弧度靠近纵向的端面开设安装口a，两个安装口a之间的弧段为二分之一的弧形板体的弧度；在安装口a内分别向各自的纵向的端面开设螺孔a；在靠近环向的端面的内表面开设安装口a，在安装口a分别向各自的环向的端面开设螺孔a。

进一步地，所述不等长节点管壁包括长弧壁、短弧壁、竖直壁、搭接节点、螺孔b、安装口b；

长弧壁、短弧壁均与弧形管壁的弧度相同，长弧壁比短弧壁长的部分为°弧；长弧壁、短弧壁相交点的内弧一侧为与二者角度均一致且竖直的竖直壁，在长弧壁端面向里°的弧段位置上，靠近纵向的两端面的内表面均分别开设安装口b，在安装口b内向纵向端面开设开设螺孔b；

在竖直壁的靠近两个纵向端面的其中一侧表面开设安装口b，并在安装口b内向纵向端面开设螺孔b；

在长弧壁和短弧壁的靠近环向端面的内侧表面分别开设安装口b，并分别在安装口b向环向端面开设螺孔b；

在竖直壁靠近竖直端面的其中一侧表面开设安装口b，在安装口b内向竖直端面开设螺孔b。

进一步地，所述竖直分隔壁包括板体、安装口c、螺孔c；

板体整体为矩形板；上边竖直，在靠近上下端面的其中一侧表面开设安装口c，在靠近左右的端面的其中一侧表面开设安装口c；在安装口c内分别向各自的端面开设螺孔c。

进一步地，所述注浆防水层4的注浆防水层材料配比（质量比）：水泥8~15；粉煤灰25~38；膨润土5~6；砂70~90；水45~48。

进一步地，所述喷射防水层采用喷涂型聚脲防水涂料，喷射防水层厚度为2~8mm。

本发明的有益效果

本发明的有益效果是雨水和污水的有效分离，最大程度防止水体污染，保证高效、可靠、安全的维修体系和维修空间，提高空间利用率。另外，大幅降低地下结构修建成本，布局合理，可以采用盾构机施工，工业化、机械化、自动化程度显著提升。采用盾构机建造既保证功能，又要保证受力，另外还兼顾构件的生产、运输与施工。使各部件的连接更加简单、安全、效率、耐久，且防水效果好、适用范围广、施工方便、施工速度快、经济效果好，避免了施工过程中的复杂操作，能大幅降低造价。

附图说明

图1为三圆形盾构建造调蓄型多功能深层隧道断面设计示意图。

图2为三圆形盾构建造调蓄型多功能深层隧道断面a管片装配示意图。

图3为三圆形盾构建造调蓄型多功能深层隧道断面b管片装配示意图。

图4为60°弧的弧形管壁纵向端面示意图。

图5为40°弧的弧形管壁纵向端面示意图。

图6为弧形管壁内表面展开示意图。

图7为不等长节点管壁纵向端面示意图。

图8为不等长节点管壁的长弧壁内表面展开示意图。

图9为竖直壁侧表面示意图。

图10为竖直壁纵向端面示意图。

图中：1为弧形管壁；2为不等长节点管壁；3为竖直分隔壁；4为注浆防水层；5为喷射防水层；6为雨水舱；7为污水舱；8为维修车道；9为墩台；10为污水管；11为检修平台；12为水管吊架；13为配套净水管。

1-1为弧形板体；1-2为沟槽；1-3为安装口a；1-4为螺孔a。

2-1为长弧壁；2-2为短弧壁；2-3为竖直壁；2-4为搭接节点；2-5为螺孔b；2-6为安装口b。

3-1为板体；3-2为安装口c；3-3为螺孔c。

具体实施方式

为了进一步说明本发明，下面结合附图及实施例对本发明进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例：一种三圆形盾构建造调蓄型多功能深层隧道，如图1~图10所示。包括弧形管壁1、不等长节点管壁2、竖直分隔壁3、注浆防水层4、喷射防水层5、雨水舱6、污水舱7、维修车道8、墩台9、污水管10、检修平台11、水管吊架12、配套净水管13；

三圆形盾构建造调蓄型多功能深层隧道采用三圆形盾构机装配建造；

两侧的舱体采用4~9片弧形管壁1，中间的舱体上下各采用1~3块弧形管壁1；中间舱体与两侧舱体相搭接处，顶部和下部均分别采用一块不等长节点管壁2，上下不等长节点管壁2之间均分别采用竖直分隔壁3连接；

三个舱体均同时一环一环衬砌，相邻两环的弧形的外侧壁的弧形管壁1均错缝；其中一环为顶部的两个不等长节点管壁2的长弧壁2-1均伸向右侧，底部的两个不等长节点管壁2的长弧壁2-1均伸向左侧；相邻一环为顶部的两个不等长节点管壁2的长弧壁2-1均伸向左侧，底部的两个不等长节点管壁2的长弧壁2-1均伸向右侧；

每块弧形管壁1均为40~60°弧的弧形板，相邻环弧形管壁1相互转动20~30°。

在三个舱室的外部设置注浆防水层4，所述注浆防水层4的注浆防水层材料配比（质量比）：水泥8~15；粉煤灰25~38；膨润土5~6；砂70~90；水45~48；内部设置喷射防水层5；所述喷射防水层5采用喷涂型聚脲防水涂料，喷射防水层5厚度为2~8mm。

两个外侧的舱室均为雨水舱6，在雨水舱6内的底部均分别设置维修车道8；

中间的舱室为污水舱7；底部沿纵向均匀设置墩台9，墩台9位于污水舱7的底部中间，墩台9上面为污水管10；污水管10的顶面高度为污水舱7高度的三分之二至四分之三；

污水管10的中下部的两侧舱体上均分别设置纵向连续分布的检修平台11；水管吊架12纵向均匀分布悬挂在污水舱7顶部的两侧，配套净水管13吊挂在水管吊架12上。

所述弧形管壁1包括弧形板体1-1、沟槽1-2、安装口a1-3、螺孔a1-4，弧形板体1-1为40~60°的弧形板，在靠近外侧的纵向端面上的设置沟槽1-2；在内侧表面弧度两端分别向内的四分之一的弧形板体1-1的弧度靠近纵向的端面开设安装口a1-3，两个安装口a1-3之间的弧段为二分之一的弧形板体1-1的弧度；在安装口a1-3内分别向各自的纵向的端面开设螺孔a1-4；在靠近环向的端面的内表面开设安装口a1-3，在安装口a1-3分别向各自的环向的端面开设螺孔a1-4。

所述不等长节点管壁2包括长弧壁2-1、短弧壁2-2、竖直壁2-3、搭接节点2-4、螺孔b2-5、安装口b2-6；长弧壁2-1、短弧壁2-2均与弧形管壁1的弧度相同，长弧壁2-1比短弧壁2-2长的部分为30°弧；长弧壁2-1、短弧壁2-2相交点的内弧一侧为与二者角度均一致且竖直的竖直壁2-3，在长弧壁2-1端面向里15°的弧段位置上，靠近纵向的两端面的内表面均分别开设安装口b2-6，在安装口b2-6内向纵向端面开设开设螺孔b2-5；在竖直壁2-3的靠近两个纵向端面的其中一侧表面开设安装口b2-6，并在安装口b2-6内向纵向端面开设螺孔b2-5；在长弧壁2-1和短弧壁2-2的靠近环向端面的内侧表面分别开设安装口b2-6，并分别在安装口b2-6向环向端面开设螺孔b2-5；在竖直壁2-3靠近竖直端面的其中一侧表面开设安装口b2-6，在安装口b2-6内向竖直端面开设螺孔b2-5。

所述竖直分隔壁3包括板体3-1、安装口c3-2、螺孔c3-3；板体3-1整体为矩形板；上边竖直，在靠近上下端面的其中一侧表面开设安装口c3-2，在靠近左右的端面的其中一侧表面开设安装口c3-2；在安装口c3-2内分别向各自的端面开设螺孔c3-3。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。