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一种盾构隧道纵向管片预紧力施加装置

2021-01-15 04:12:02

一种盾构隧道纵向管片预紧力施加装置

  技术领域

  本实用新型涉及盾构隧道施工技术领域,具体涉及一种盾构隧道纵向管片预紧力施加装置。

  背景技术

  盾构隧道掘进始发时需安装负环管片,盾构机千斤顶通过负环管片将顶推力传递至反力架,以推动盾构机的前进。此时,纵向管片之间受到盾构机千斤顶的顶推力以及反力架施加的反力和纵向管片之间的预紧力较大且为一定值。由于管片与土体之间存在摩擦力,当盾构机向前推进一段距离之后,此时土体与管片之间的摩擦力即可提供千斤顶的反推力。此时,考虑到施工的便利性,便需要拆除前期铺设的负环管片。而当负环管片拆除之后,此时纵向管片之间便不再受到反力架施加的反力,处于盾构始发井附近的盾构管片预紧力较未拆除负环管片时要小,且从第一环管片开始,随着纵向管片的增加,管片之间的预紧力逐渐增大,最后趋于一个定值。由于位于盾构始发井附近的盾构纵向管片之间的预紧力减小,则可能导致盾构管片的整体性下降以及刚度减小,导致管片之间受力不均匀而危及行车安全,且由于预紧力的下降还会影响管片之间橡胶防水垫的防水性能,从而导致隧道渗漏水的问题。

  在现有技术中,增加管片预紧力的方法为通过钢片连接到管片环与环之间的纵向螺栓上,通过提高纵向螺栓之间的预紧力来提高管片的整体性。采用该装置时,由于螺栓对提高管片之间预紧力的效果有限,该方法通过提高螺栓预紧力的效果并不明显,故盾构始发井附近的管片之间预紧力较小,从而可能导致盾构管片受力不均匀以及产生应力集中等现象,最后可能危及隧道施工安全,且在后续隧道运营期内可能会发生隧道渗漏水的情况。

  发明内容

  本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处,提供一种盾构隧道纵向管片预紧力施加装置,该盾构隧道纵向管片预紧力施加装置利用钢绞线将前几环盾构管片连接起来,然后对钢绞线施加一定的预拉应力,以提高盾构管片之间的预紧力,提升盾构隧道整体性。

  本实用新型目的实现由以下技术方案完成:

  一种盾构隧道纵向管片预紧力施加装置,包括设置于盾构隧道端部和中部的两环锚固管片,所述锚固管片上设置有预留凹槽且在所述预留凹槽的位置处预埋有型钢构件,所述型钢构件上具有预留孔,两环所述锚固管片之间张拉设置有钢绞线,所述钢绞线的两端分别贯穿通过所述预留孔并经端部螺母紧固。

  所述锚固管片上均匀间隔分布有四组所述型钢构件,所述型钢构件与所述盾构隧道的纵向轴线相垂直。

  所述型钢构件包括预埋部和凸出部,所述预埋部预埋于所述锚固管片内,所述凸出部凸出于所述锚固管片的内壁面。

  所述预留孔开设于所述型钢构件的所述凸出部上,且所述预留孔的缘部与所述锚固管片的内壁面齐平,以使张拉设置的所述钢绞线紧贴所述锚固管片的内壁面设置。

  本实用新型的优点是,本盾构隧道纵向管片预紧力施加装置增加了纵向管片之间的预紧力进而提高了盾构管片的整体性,增加了管片之间的刚度以及在一定程度上提高了隧道管片的防水性能,该装置在负环未拆除时即可安装,避免了纵向管片预紧力减小这一现象的出现,提高了隧道施工的安全性。

  附图说明

  图1为本实用新型中盾构隧道纵向管片预紧力施加装置的整体结构示意图;

  图2为本实用新型中盾构隧道纵向管片预紧力施加装置的型钢构件的剖视图;

  图3为图1的A部放大图。

  具体实施方式

  以下结合附图通过实施例对本实用新型的特征及其它相关特征作进一步详细说明,以便于同行业技术人员的理解:

  如图1-3,图中标记1-7分别为:锚固管片1、型钢构件2、钢绞线3、预留孔4、预留凹槽5、螺母6、盾构管片7。

  实施例:如图1、2所示,本实施例具体涉及一种盾构隧道纵向管片预紧力施加装置,该预紧力施加装置应用在由若干盾构管片7沿纵向拼接而成的盾构隧道上,预紧力施加装置包括分别设置在盾构隧道端部和中部(8~10环)的两环锚固管片1,每环锚固管片1上均匀间隔布置有4个预留凹槽5,且每个预留凹槽5中均对应预埋有型钢构件2,在型钢构件2上开设有供钢绞线3贯穿通过的预留孔4,在两环锚固管片1之间张拉设置有钢绞线3,钢绞线3的两端部具体分别贯穿通过对应的预留孔4并经端部螺母6进行紧固,预留凹槽5可为端部螺母6提供旋紧空间。

  如图1、2、3所示,本实施例中的型钢构件2与盾构隧道的纵向轴线相垂直,型钢构件2包括预埋部和凸出部两部分,预埋部预埋在锚固管片1上的预留凹槽5中,凸出部凸出于锚固管片1的内壁面,且需要说明的是,预留孔4具体是开设在型钢构件2的凸出部上,预留孔4的缘部具体同锚固管片1的内壁面相齐平,以使张拉设置的钢绞线3能够紧贴锚固管片1以及盾构管片7的内壁面设置。

  如图1、2、3所示,本实施例中的盾构隧道纵向管片预紧力施加装置在使用时具体包括以下步骤:

  (1)在未拆除盾构隧道上的负环管片之前,将钢绞线3从盾构隧道一端的锚固管片1上的预留孔4穿过至盾构隧道另一端的锚固管片1上的预留孔4;

  (2)在完成钢绞线3的安装之后,在钢绞线3的两端部分别安装锚具;

  (3)之后在钢绞线3的两端部分别安装千斤顶和张拉设备;

  (4)通过千斤顶和张拉设备对钢绞线3的两端同时进行张拉,当预应力值达到设定值时停止张拉,并利用前述的锚具将钢绞线3的两端进行锚固,锚具具体是本实施例中所提到的型钢构件2和端部螺母6;

  (5)完成钢绞线3的张拉和锚固之后,拆除盾构隧道上的负环管片。

  本实施例的有益效果为:本盾构隧道纵向管片预紧力施加装置在未拆除负环管片时,利用钢绞线将前几环盾构管片连接起来(一般为8-10环),然后对钢绞线施加一定的预拉应力,以提高盾构管片之间的预紧力,在负环管片拆除之后,由于提前对相应的纵向管片施加了预拉应力,所以预紧力不会出现减小的情况,进而提高了盾构管片的整体性,增加了管片之间的整体刚度以及在一定程度上提高了隧道的防水性能。

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