小断面双护盾TBM输水隧洞1+2+1衬砌管片结构的制作方法

本技术属于水利工程隧洞施工，尤其涉及一种小断面双护盾tbm输水隧洞1+2+1衬砌管片结构。

背景技术：

1、近年来，随着我国隧洞建设水平的逐步提高，机械化、自动化程度较高的双护盾tbm施工技术得到了推广与应用，被广泛用于水利、城市交通等地下隧洞工程建设，具有快速、高效、安全、自动化与信息化程度高等特点。

2、双护盾tbm掘进机开挖的隧洞一般都采用预制混凝土管片衬砌方式，成型隧洞由多环管片拼装组成，每环管片由多块管片拼装而成，在不良围岩压力、地下水压力及外在复杂条件下，管片的结构设计将直接影响隧洞的施工与运行的安全。小断面输水隧洞是城市供水规划布局的主力军，利用双护盾tbm开挖小断面输水隧洞时，其施工质量与管片结构的设计息息相关。衬砌管片既要满足施工过程中不良地质条件带来的不确定性安全因素影响，还要考虑运输、拼装的难易性，同时，管片接缝数量对整体性的影响巨大，决定了输水隧洞的抗渗防水性和后期供水能否安全运行。

3、因此，如何提升小断面输水隧洞衬砌管片的整体性和安装的施工质量，是现有小断面输水隧洞施工技术面临的一大难点。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种小断面双护盾tbm输水隧洞1+2+1衬砌管片结构。

2、这种小断面双护盾tbm输水隧洞1+2+1衬砌管片结构，包括：仰拱块1、标准块a2、标准块b3和封拱块4，仰拱块1和封拱块4两端设有凹槽，标准块a2和标准块b3的两端均为几字形凸起；仰拱块1位于单环管片的底部，标准块a2和标准块b3分别通过端部的凸起连接仰拱块1两端的凹槽，标准块a2和标准块b3的另一端的凸起连接封拱块4两端的凹槽形成单环管片；同一单环管片内的仰拱块1、标准块a2、标准块b3和封拱块4之间还通过环向螺栓8连接；

3、仰拱块1外弧面设有支座1-2，支座1-2连接围岩；仰拱块1内弧面中央设有排水沟1-1，排水沟1-1两侧对称地设有轨道平台，轨道平台上设有轨道1-4；

4、仰拱块1、标准块a2、标准块b3和封拱块4的内弧面均设有吊装注浆孔5,吊装注浆孔5沿径向贯穿至外弧面；仰拱块1、标准块a2、标准块b3和封拱块4的侧面对称地设有定位销6和纵向螺栓孔7-1，相邻单环管片之间通过定位销6和纵向螺栓7连接。

5、作为优选：仰拱块1和封拱块4的水平展开面呈等腰梯形，标准块a2和标准块b3的水平展开面呈平行四边形。

6、作为优选：仰拱块1、标准块a2和标准块b3设有两个吊装注浆孔5，封拱块4设有三个吊装注浆孔5。

7、作为优选：纵向螺栓7的手孔设于仰拱块1、标准块2和3和封拱块4的掌子面方向的侧面，纵向螺栓7的螺栓孔设于仰拱块1、标准块2和3和封拱块4的洞口方向的侧面。

8、作为优选：环向螺栓8的手孔设于标准块a2和标准块b3，环向螺栓8的螺栓孔设于仰拱块1和封拱块4。

9、作为优选：每条轨道1-4底部两边分别设有轨道压板1-6，轨道压板1-6通过轨道螺栓1-3连接轨道平台内的轨道螺栓预埋孔1-5固定连接轨道平台。

10、作为优选：仰拱块1的中心角为82°，标准块a2和标准块b3的中心角为87°，封拱块4的中心角为104度。

11、作为优选：仰拱块1、标准块a2、标准块b3和封拱块4的连接处还设有止水条和防水粘接剂。

12、这种小断面双护盾tbm输水隧洞1+2+1衬砌管片结构的安装方法，包括以下步骤：

13、s1、通过吊装注浆孔5吊装仰拱块1，使仰拱块1的支座1-2支承在底部围岩面上；

14、s2、吊装标准块a2和标准块b3，使标准块a2和标准块b3一端的几字形凸起嵌入仰拱块1端部的凹槽；

15、s3、吊装封拱块4，使标准块a2和标准块b3另一端的几字形凸起嵌入封拱块4两端的凹槽；

16、s4、通过定位销6和纵向螺栓7连接上一单环管片，然后通过环向螺栓8进行仰拱块1、标准块a2、标准块b3和封拱块4之间的紧固作业；

17、s5、通过吊装注浆孔5进行注浆，完成封闭；并在仰拱块1内弧面安装轨道1-4。

18、本实用新型的有益效果是：

19、1）本实用新型的单环管片由1块仰拱块、2块标准块和1块封拱块组成，运输任务小，拼装简单；各个管片安装位置固定，块与块之间嵌入式安装，采用环向螺栓连接，环与环之间通过定位销和纵向螺栓连接，定位精准，能有效的提高安装精度与施工进度。

20、2）本实用新型的单环管片块与块的拼装采用嵌入式“几字形”设计，无纵向拼缝，结合止水条及防水粘结剂的使用，具有良好的防水、抗渗性能，保证输水隧洞的安全运行。

21、3）本实用新型的仰拱块内设有轨道平台，易于布置设备的运输轨道，方便机械设备和材料运输；仰拱块底部设有支座，安装时，可直接落在基岩上，有效解决了管片离开出尾盾后不均匀沉降的问题。

技术特征：

1.一种小断面双护盾tbm输水隧洞1+2+1衬砌管片结构，其特征在于，包括：仰拱块（1）、标准块a（2）、标准块b（3）和封拱块（4），仰拱块（1）和封拱块（4）两端设有凹槽，标准块a（2）和标准块b（3）的两端均为几字形凸起；仰拱块（1）位于单环管片的底部，标准块a（2）和标准块b（3）分别通过端部的凸起连接仰拱块（1）两端的凹槽，标准块a（2）和标准块b（3）的另一端的凸起连接封拱块（4）两端的凹槽形成单环管片；同一单环管片内的仰拱块（1）、标准块a（2）、标准块b（3）和封拱块（4）之间还通过环向螺栓（8）连接；

2.根据权利要求1所述的小断面双护盾tbm输水隧洞1+2+1衬砌管片结构，其特征在于：仰拱块（1）和封拱块（4）的水平展开面呈等腰梯形，标准块a（2）和标准块b（3）的水平展开面呈平行四边形。

3.根据权利要求1所述的小断面双护盾tbm输水隧洞1+2+1衬砌管片结构，其特征在于：仰拱块（1）、标准块a（2）和标准块b（3）设有两个吊装注浆孔（5），封拱块（4）设有三个吊装注浆孔（5）。

4.根据权利要求1所述的小断面双护盾tbm输水隧洞1+2+1衬砌管片结构，其特征在于：纵向螺栓（7）的手孔设于仰拱块（1）、标准块a（2）和标准块b（3）、封拱块（4）的掌子面方向侧面，纵向螺栓孔（7-1）设于仰拱块（1）、标准块a（2）、标准块b（3）和封拱块（4）的洞口方向侧面。

5.根据权利要求1所述的小断面双护盾tbm输水隧洞1+2+1衬砌管片结构，其特征在于：环向螺栓（8）的手孔设于标准块a（2）和标准块b（3），环向螺栓（8）的螺栓孔设于仰拱块（1）和封拱块（4）。

6.根据权利要求1所述的小断面双护盾tbm输水隧洞1+2+1衬砌管片结构，其特征在于：每条轨道（1-4）底部两边分别设有轨道压板（1-6），轨道压板（1-6）通过轨道螺栓（1-3）连接轨道平台内的轨道螺栓预埋孔（1-5）固定连接轨道平台。

7.根据权利要求1所述的小断面双护盾tbm输水隧洞1+2+1衬砌管片结构，其特征在于：仰拱块（1）的中心角为82°，标准块a（2）和标准块b（3）的中心角为87°，封拱块（4）的中心角为104度。

8.根据权利要求1所述的小断面双护盾tbm输水隧洞1+2+1衬砌管片结构，其特征在于：仰拱块（1）、标准块a（2）、标准块b（3）和封拱块（4）的连接处还设有止水条或防水粘接剂。

技术总结
本技术属于水利工程隧洞施工技术领域，尤其涉及一种小断面双护盾TBM输水隧洞1+2+1衬砌管片结构。本技术的技术方案为：该衬砌管片结构包括：仰拱块、标准块A2、标准块B3和封拱块，仰拱块和封拱块两端设有凹槽，标准块A2和标准块B3的两端均为几字形凸起；仰拱块位于单环管片的底部，标准块A2和标准块B3分别通过端部的凸起连接仰拱块两端的凹槽，标准块A2和标准块B3的另一端的凸起连接封拱块两端的凹槽形成单环管片；同一单环管片内的仰拱块、标准块A2、标准块B3和封拱块之间还通过环向螺栓连接；仰拱块外弧面设有支座，支座连接围岩；仰拱块内弧面中央设有排水沟，排水沟两侧对称地设有轨道平台，轨道平台上设有轨道。

技术研发人员：曾玉韬,黄雷,苗双平,熊雪松,史华斌,舒豪健,吕建东
受保护的技术使用者：浙江华东工程建设管理有限公司
技术研发日：20221008
技术公布日：2024/1/14