一种具有橡胶盾构管片的抗震盾构法隧道结构

1.本实用新型属于隧道开挖技术领域，具体涉及一种具有橡胶盾构管片的抗震盾构法隧道结构。


背景技术：

2.盾构法隧道开挖技术实现工厂衬砌盾构管片预制，现场推进、出土、拼装衬砌自动化，施工速度较快，所以盾构法隧道结构在地铁、市政等工程中获得广泛的应用。越来越多的盾构法隧道建设需要跨越高烈度地震区，受到地下结构本身和混凝土材料的限制，在真正地震灾害发生后，出现隧道与地下结构严重破坏甚至完全坍塌等问题。除了改变隧道本身结构和材料属性，通过外部增加抗震阻尼的方式，利用衬砌外壁增设橡胶抗震层达到减震效果，以改善盾构法隧道在地震区部分的整体受力状态，约束盾构管片组成的衬砌裂隙发育。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是在盾构法施工的隧道结构穿越地震区时，利用先拼装橡胶盾构管片再拼装钢筋混凝土盾构管片的方式，在地震区隧道衬砌外壁形成抗震层来达到隧道结构减震效果。根据实际的地质数据以及隧道强度要求，改变盾构管片的参数，满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的规范要求，有效提高地震区隧道的抗震能力。
4.为实现上述的目的，本实用新型采用的技术方案是：一种具有橡胶盾构管片的抗震盾构法隧道结构，包括橡胶盾构管片、抗震段钢筋混凝土盾构管片、非抗震段钢筋混凝土盾构管片，在地震区隧道开挖面内壁与钢筋混凝土盾构管片组成的衬砌外壁之间设置由橡胶盾构管片组成的抗震层。
5.进一步地，所述的橡胶盾构管片、抗震段钢筋混凝土盾构管片、非抗震段钢筋混凝土盾构管片均在工厂进行预制，在现场进行拼装成环，保证现场施工效率。
6.进一步地，抗震段先完成橡胶盾构管片成环，再完成抗震段钢筋混凝土盾构管片成环，一环一环推进盾构机。
7.进一步地，橡胶盾构管片环宽度必须至少为抗震段钢筋混凝土盾构管片环宽度的1.2倍，抗震段衬砌总长度至少为地震区范围长度1.2倍，且抗震段衬砌两端超过地震区两端长度至少1/2抗震段钢筋混凝土盾构管片环宽度，以防地震区围岩破碎，裂隙发育明显，导致孔隙水侵蚀抗震段隧道衬砌，橡胶盾构管片起到很好的防水效果。
8.进一步地，抗震段与非抗震段衬砌连接采用柔性连接或者采用变形缝处理，并做好防水措施，避免连接处在发生地震灾害时，两者连接处衬砌破损严重，降低造安全事故发生概率。
9.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
10.本申请利用盾构法隧道的特点，实现橡胶盾构管片与其他钢筋混凝土盾构管片在工厂预制，现场由盾构机进行直接拼装，采用衬砌外部增加抗震阻尼的方式，利用衬砌外壁
增设橡胶抗震层达到减震效果，具有构件制作简便，缩短抗震隧道施工时长，隧道抗震效果明显等优点。
附图说明
11.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，附图仅仅用于展示本实用新型的一些实施例，而非将本实用新型的全部实施例限制于此。
12.图1为抗震段隧道断面图；
13.图2为具有橡胶盾构管片的抗震盾构法隧道示意图；
14.图3为抗震盾构法隧道i
‑
i剖面图。
15.在附图中，1为橡胶盾构管片；2为橡胶盾构管片纵向连接螺丝；3为抗震段钢筋混凝土盾构管片；4为抗震段钢筋混凝土盾构管片纵向连接螺丝；5为非抗震段钢筋混凝土盾构管片；6为盾构机；7为非地震区；8为地震区；9为抗震段衬砌与非抗震段衬砌连接处。
具体实施方式
16.下文中将结合本实用新型具体实施例的附图，对本实用新型实施例的示例方案进行清楚、完整地描述。除非另作定义，本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。
17.图1是本实用新型的抗震段隧道断面图。如图所示，抗震段橡胶盾构管片1形成的抗震层设置在隧道开挖面与抗震段钢筋凝土盾构管片3构成的衬砌外壁之间，且橡胶盾构管片1内径与抗震段钢筋混凝土盾构管片3外径相同。利用橡胶盾构管片纵向连接螺丝2和环向连接螺丝将橡胶盾构管片1进行安装固定，利用抗震段钢筋混凝土盾构管片纵向连接螺丝4和环向连接螺丝将抗震段钢筋混凝土盾构管片3进行安装固定，将抗震段钢筋混凝土盾构管片3纵向和环向缝隙用水泥砂浆进行填充。
18.图2是本实用新型的具有橡胶盾构管片的抗震盾构法隧道示意图。盾构机6从非地震区7穿越地震区8施工，橡胶盾构管片1外径和非抗震段钢筋混凝土盾构管片5外径相同，抗震段衬砌总长度至少为地震区8范围长度的1.2倍，抗震段衬砌两端超过地震区8两端长度至少1/2抗震段钢筋混凝土盾构管片3环宽度。
19.图3是本实用新型的抗震盾构法隧道i
‑
i剖面图。橡胶盾构管片1组成的抗震层和抗震段钢筋混凝土盾构管片3组成的抗震段衬砌构成抗震段隧道部分，橡胶盾构管片1环宽度必须至少为抗震段钢筋混凝土盾构管片3环宽度的1.2倍，抗震段衬砌与非抗震段衬砌连接处采用柔性连接或者留缝，并做好防水措施。
20.上述仅为本实用新型在盾构法隧道建设中的一个情况，为“1+2+3”模式盾构管片拼装即1个关键块、2个邻接块、3个标准块盾构管片拼装模式，抗震段钢筋混凝土盾构管片3和非抗震段钢筋混凝土盾构管片5拼装可采用其他模式，关于橡胶盾构管片1安装以“总块数少”为主要模式，减少渗水路径，提高隧道防水性能。
21.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种具有橡胶盾构管片的抗震盾构法隧道结构，其特征在于，包括橡胶盾构管片(1)、非抗震段钢筋混凝土盾构管片(5)，所述橡胶盾构管片(1)抗震层设置在隧道开挖面与抗震段钢筋凝土盾构管片(3)组成的衬砌外壁之间，所述非抗震段钢筋混凝土盾构管片(5)和抗震段橡胶盾构管片(1)的外壁与盾构机开挖面间隙设水泥砂浆填充，所述非抗震段钢筋混凝土盾构管片(5)和抗震段钢筋混凝土盾构管片(3)组成的衬砌连接处采用柔性连接，或设置变形缝。2.根据权利要求1所述的一种具有橡胶盾构管片的抗震盾构法隧道结构，其特征在于：橡胶盾构管片(1)环宽度至少为抗震段钢筋混凝土盾构管片(3)环宽度的1.2倍。3.根据权利要求1所述的一种具有橡胶盾构管片的抗震盾构法隧道结构，其特征在于：橡胶盾构管片(1)内径与抗震段钢筋混凝土盾构管片(3)外径相同。4.根据权利要求1所述的一种具有橡胶盾构管片的抗震盾构法隧道结构，其特征在于：橡胶盾构管片(1)外径和非抗震段钢筋混凝土盾构管片(5)外径相同。5.根据权利要求1所述的一种具有橡胶盾构管片的抗震盾构法隧道结构，其特征在于：橡胶盾构管片(1)与抗震段钢筋混凝土盾构管片(3)组成的抗震段隧道衬砌两端必须超过地震区(8)两端至少1/2抗震段钢筋混凝土盾构管片(3)环宽度。

技术总结
本实用新型属于隧道开挖技术领域，具体涉及一种具有橡胶盾构管片的抗震盾构法隧道结构，包括橡胶盾构管片、抗震段钢筋混凝土盾构管片、非抗震段钢筋混凝土盾构管片。采用衬砌外部增加抗震阻尼的方式，在地震区隧道开挖面内壁与钢筋混凝土盾构管片组成的衬砌外壁之间设置由橡胶盾构管片组成的抗震层达到减震效果，构件制作简便，缩短抗震隧道施工时长，提高隧道抗震效果，简单经济，适合推广应用。适合推广应用。适合推广应用。


技术研发人员：袁茂亓 刘健威 井游琪 邵帅 张永兴
受保护的技术使用者：南京林业大学
技术研发日：2021.03.16
技术公布日：2021/12/7