CN218117774U - 用于隧道群t型联络通道掘进施工的施工*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于隧道群T型联络通道掘进施工的施工***。施工***包括具有沿轴向延伸的形状的套筒以及附加连杆。套筒设置在主隧道中并通过沿轴向的一端与围绕联络通道的主隧道管片固定连接。附加连杆分别与套筒和围绕联络通道的主隧道管片连接，能够承受套筒与主隧道管片之间拉力的至少一部分。根据本实用新型，在套筒本身与主隧道管片连接的基础上，增加了附加连杆将二者连接，能够提供额外的抗拉强度，使得套筒能够承受更大的轴向拉力。由此可以取消反力架的背靠支撑，将其通过传力拉杆连接到套筒上，使掘进装备作用的反作用力通过套筒传递到始发侧的主隧道管片。附加连杆可以确保套筒连接的可靠性和安全性。

Description

用于隧道群T型联络通道掘进施工的施工***

技术领域

本实用新型涉及地下工程技术领域，具体而言，涉及一种用于隧道群T型联络通道掘进施工的施工***。

背景技术

根据《地铁设计规范》规定：两条单线区间隧道之间，当隧道连贯长度大于600m时，应设联络通道。地铁隧道及市政公路隧道的联络通道大都采用矿山法。例如在地下水较为丰富的区域，通常采用冻结法加固，然后采用矿山法进行联络通道开挖施工。然而，冻结法施工容易导致冻胀、融沉等不良后果，通常会引起一定的地面沉降，地面沉降较大时甚至发生垮塌危险，这对地质条件复杂、环境保护要求高的城市核心区域尤其难以适应。并且这一施工方法建设工期长，通常需要超过100天的冰冻，然后才能开始开挖，使建设工期经常长达4-6个月。另外，对于有砂层和承压水的地层，冻结法效果并不好，容易出事故，对环境影响大、风险很高。

近些年提出了采用拼装式联络通道结构，并采用机械法联络通道施工的方法。机械法联络通道施工通常需要用到与主隧道管片连接的套筒。常规方法是将套筒吊装到主隧道中之后与主隧道管片焊接在一起。然而，隧道环境、焊接空间的限制容易导致焊接质量变差，甚至出现焊接完成后的焊缝强度不足的问题。此种情况下，如果外界给套筒施加较大的轴向力时，有可能产生焊缝撕裂的不利后果。

因此，希望提供一种用于联络通道掘进施工的施工***以至少部分地解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种用于隧道群T型联络通道掘进施工的施工***，以增加套筒连接强度，保证套筒在整个施工期间能够牢固连接。

根据本实用新型的一个方面，提供一种用于隧道群T型联络通道掘进施工的施工***，所述联络通道用于联络至少一条主隧道，所述施工***包括：

套筒，所述套筒具有沿轴向延伸的形状，设置在所述主隧道中并通过沿所述轴向的一端与围绕所述联络通道的主隧道管片固定连接；以及

附加连杆，所述附加连杆分别与所述套筒和围绕所述联络通道的主隧道管片连接，构造为能够承受所述套筒与所述主隧道管片之间拉力的至少一部分。

在部分实施方式中，所述施工***还包括：

反力架，所述反力架设置在所述联络通道的始发侧的所述主隧道中，用于在掘进方向上为掘进装备提供支撑；和

传力拉杆，所述传力拉杆将所述反力架连接至所述套筒，使得所述反力架承受的所述掘进设备的反作用力经由所述传力拉杆和所述套筒传递至所述围绕所述联络通道的始发端的主隧道管片。

在部分实施方式中，所述附加连杆上加载有预紧力。

在部分实施方式中，所述主隧道管片上设置有螺纹连接件，所述附加连杆通过所述螺纹连接件与所述主隧道管片连接。

在部分实施方式中，所述螺纹连接件通过提前预埋、打孔植入或焊接的方式固定在所述主隧道管片上。

在部分实施方式中，所述套筒上设置有固定座，所述固定座具有长条孔，所述附加连杆穿过所述长条孔连接至所述固定座，并且能够沿所述长条孔相对于所述固定座移动。

在部分实施方式中，所述长条孔沿所述套筒的径向延伸，或者沿所述套筒的周向延伸。

在部分实施方式中，所述附加连杆的穿过所述长条孔的端部设置有尺寸大于所述长条孔的宽度的防脱件。

在部分实施方式中，所述防脱件可拆卸地连接至所述附加连杆的所述端部。

在部分实施方式中，所述防脱件通过螺纹连接的方式可拆卸地设置。

在部分实施方式中，所述附加连杆包括可变形部，所述可变形部构造为能够通过自身的形状变化改变所述附加连杆的分别与所述主隧道管片和所述套筒连接的两端的相对位置。

在部分实施方式中，所述可变形部为万向节或柔性链条。

在部分实施方式中，所述附加连杆以不可拆卸的方式与所述主隧道管片和/或所述套筒连接。

在部分实施方式中，所述不可拆卸的方式包括预埋、焊接、铆接、一体成型中的至少一种。

在部分实施方式中，所述附加连杆设置有多个并围绕所述套筒的中心轴线以象限对称的方式布置。

根据本实用新型的施工***具有如下有益的技术效果：

在套筒本身与主隧道管片连接的基础上，增加了附加连杆将二者连接。附加连杆能够提供额外的抗拉强度，使得套筒能够承受更大的轴向拉力。在此基础上，可以取消反力架的背靠支撑，从而将其通过传力拉杆连接到套筒上，使掘进装备作用在反力架上的反作用力通过套筒传递到始发侧的主隧道管片。这样可以简化了结构，使整个施工***集约化，而且将反力架的背靠空间释放，为多条联络通道同步施工、机械法联络通道施工与主隧道施工同步进行提供了空间便利。附加连杆可以确保套筒连接的可靠性和安全性。

附图说明

为了更好地理解本实用新型的上述及其他目的、特征、优点和功能，可以参考附图中所示的优选实施方式。附图中相同的附图标记指代相同的部件。本领域技术人员应该理解，附图旨在示意性地阐明本实用新型的优选实施方式，对本实用新型的范围没有任何限制作用，图中各个部件并非按比例绘制。其中，

图1为根据本实用新型的一种优选实施方式的施工***的立体图；

图2为主隧道管片与联络通道洞门环的受力分析模型；

图3和图4分别为主隧道管片与联络通道洞门环在不同顶推压力下的受力分析结果；

图5为使用根据本实用新型的施工***进行机械法联络通道施工时主隧道断面的示意图；以及

图6至图10分别为根据本实用新型的不同实施方式的套筒与主隧道管片连接的示意图。

具体实施方式

现在参考附图，详细描述本实用新型的具体实施方式。这里所描述的仅仅是根据本实用新型的优选实施方式，本领域技术人员可以在所述优选实施方式的基础上想到能够实现本实用新型的其他方式，所述其他方式同样落入本实用新型的范围。

为了实现地下空间网络互通，需要建设大量的T字型连接隧道。比如：地铁、公路区间联络通道、地铁出入口及风井、市政管廊检修井、长隧道中间风井、水务隧道连接线等等。本实用新型提供一种适用于机械法进行隧道群T型联络通道施工的施工***。其中，联络通道可以是由管片或管节等拼装单元构成的拼装式联络通道。在一些应用示例中，该联络通道可以用于联络两条地铁主隧道。

图1示出了一种用于联络通道掘进施工的施工***10，包括反力架11和多个传力拉杆12。其中，多个传力拉杆12沿联络通道的周向间隔排布，用于将反力架11与围绕联络通道的始发端的主隧道1的相应管片(可以称为主隧道管片)连接。反力架11用于为掘进装备提供支撑。其中，掘进装备作用在反力架11上的反作用力最终通过传力拉杆12传递至围绕联络通道的始发端的主隧道管片上。因此，支撑掘进装备向前掘进的力由同一侧的主隧道管片提供。

如图2所示，以主隧道管片的直径为R1，在该主隧道管片上开挖直径为R2的联络通道，对主隧道管片和形成联络通道的洞门环的受力分析。结果显示，采用上述施工***10，主隧道管片的局部集中应力最高达10-20MPa，且主要集中在传力拉杆周边，可通过对传力拉杆周边进行局部加固的方式应对。在250-450kPa顶推分布力作用下，对联络通道开口位置水平侧向位移最大达-1.0mm至-1.5mm，且为横向向内收敛趋势，对邻近该主隧道管片的未切削的整环影响较小。具体地，以R1为8.1m，R2为3.65m为例，主隧道管片和形成联络通道的洞门环的受力分析结果分别如图3和图4所示。可以看到，当承受最大450kPa的顶推力时，主隧道管片的最大位移变形为-1.2mm，形成联络通道的洞门环的最大位移变形为-1.2mm。由此可知，利用根据本实用新型的施工***10进行机械法联络通道施工能够满足联络通道破洞过程中的主隧道管片应力重分配，可保证结构受力的安全稳定，因此是可行的。即使对于大直径隧道(例如8.0m及以上直径)，同样适用。

利用根据本实用新型的施工***10进行机械法联络通道施工，可以省略在主隧道1的背离联络通道的始发端一侧与反力架11之间设置的支撑结构(也即，反力架11是无背靠的反力架)，从而使得主隧道1在进行机械法联络通道施工的同时仍然能够保留有足够的通行空间(参见图5)。车辆、人员、物料等可以利用位于反力架11的背离联络通道一侧的通行空间在主隧道1的不同位置之间转移，使得多种施工工序可以同步进行，尤其是可以在已经完成的主隧道的不同位置同时进行多条联络通道施工，可以大大缩短施工周期。优选地，反力架的背离联络通道一侧与主隧道的管片壁面之间的最大距离可以设置为不小于主隧道的径向尺寸的三分之一，以确保通行空间具有足够的尺寸可供通行。在主隧道直径较大时，该通行空间的最大距离甚至可以设置为不小于主隧道径向尺寸的二分之一。

进一步地，继续参考图1，根据本实用新型的施工***10还包括套筒13。其设置在主隧道内位于联络通道的始发掘进位置，因此也可以称为始发套筒13。套筒13具有沿轴向延伸的形状，例如大致圆筒形，因此具有沿轴向相对的两端。套筒13在其朝向联络通道的一端固定连接(例如通过焊接的方式)至主隧道管片，用于在始发掘进时容纳掘进装备。

在一些优选实施方式中，传力拉杆12没有直接与主隧道管片2连接，而是与套筒13连接，通过套筒13将反力架11承受的掘进装备的反作用力间接地传递至主隧道管片2。在这种情况下，套筒13与主隧道管片2之间的连接位置需要承受较大的轴向拉力。如果连接位置的强度不足，容易造成套筒13被传力拉杆12从主隧道管片2上撕脱的情况。例如，在套筒13与主隧道管片2焊接连接的实施方式中，二者之间的焊缝由于拉力过大而被撕裂。为避免这种情况，根据本实用新型，套筒13除了通过自身的端面与主隧道管片2连接之外，还设置有附加连杆将套筒13连接至主隧道管片2。附加连杆能够承受套筒13与主隧道管片2之间的至少一部分轴向拉力，从而可以增加套筒13的连接强度。

图6至图9示出了套筒通过附加连杆与主隧道管片连接的几种不同实施例。其中，主隧道管片可以为钢结构、钢混结构、以及栓钉内胆结构的管片等。

如图6和图7所示，根据第一实施方式的附加连杆3将套筒13连接至主隧道管片2。虽然图中仅示出了一个附加连杆3，可以理解，在实际应用中，附加连杆3可以设置多个，并且围绕套筒13的中心轴线以象限对称的方式布置，使得套筒13受力平衡。

在主隧道管片2的一侧，其设置有螺纹连接件21，附加连杆3通过螺纹连接件21以螺纹连接的方式固定至主隧道管片2。其中，螺纹连接件21可以在主隧道管片2生产制作时即通过提前预埋的方式设置在主隧道管片2上，或者也可以在施工时在主隧道管片2的钢结构上打孔，将螺纹连接件21植入其中，或者还可以直接将螺纹连接件21焊接在主隧道管片2的钢结构上。在图示的实施方式中，螺纹连接件21构造为具有内螺纹的螺母，同时附加连杆3的相应端部设置有外螺纹。在另外的实施方式中，还可以将螺纹连接件21设置为具有外螺纹的螺柱，而在附加连杆3的相应端部设置内螺纹。

在套筒13的一侧，套筒13上设置有固定座131，并且固定座131具有长条孔132，附加连杆3的相应端部穿过长条孔132连接固定。通过设置长条孔132，允许附加连杆3在连接时沿着长条孔132的长度方向具有一定的偏移量，方便对其进行微调。其中，根据实际需要，长条孔132的长度方向可以是沿着套筒13的径向，也可以是沿着套筒13的周向。固定座131可以单独制作并通过诸如焊接等方式连接至套筒13，也可以一体成型地设置在套筒13上。

进一步地，附加连杆3的与套筒13连接的相应端部设置有防止该端部从长条孔132中脱出的防脱件34。防脱件34优选地具有大于长条孔132的宽度的尺寸。优选地，为了方便附加连杆3的安装和拆卸，防脱件34是以可拆卸的方式与该端部连接，例如通过螺纹连接的方式，即防脱件34和附加连杆3的相应端部中的一个设置有内螺纹，另一个设置有外螺纹。在图示的实施方式中，防脱件34具体为螺母。通过螺纹连接，防脱件34还可以在附加连杆3的位置调整到位之后将其由松弛状态继续拧紧至张紧状态，使得附加连杆3锁紧固定，同时在附加连杆3上加载预定的张紧力。另外，防脱件34还可以包括设置在螺母和固定座131之间的垫圈。

优选地，可以在附加连杆3上设置可变形部，通过可变形部的形状变化，附加连杆3两端的相对位置可以调整改变。也即，附加连杆3至少一部分是非刚性的。在套筒13焊接至主隧道管片2之后，两者的相对位置无法调整。但在焊接过程中很可能会出现套筒13相对于主隧道管片2的轻微错位，使得两者用于与同一个附加连杆3连接的连接点没有严格对准。可变形部允许附加连杆3在这样的情况下依然能够正确安装。在图6示出的实施方式中，附加连杆3包括第一刚性部31、第二刚性部32和万向节33。其中，第一刚性部31用于与主隧道管片2上的螺纹连接件21连接，第二刚性部32用于与套筒13上的固定座131连接。万向节33连接在第一刚性部31和第二刚性部32之间。由此，可以通过万向节33来调整第一刚性部31和第二刚性部32的两端的相对位置，分别与对应的螺纹连接件21和固定座131连接。优选地，万向节33可以通过螺纹连接的方式分别与第一刚性部31和第二刚性部32连接。

图8示出了根据第二实施方式的附加连杆3a将套筒13连接至主隧道管片2，其与图6示出的根据第一实施方式的附加连杆3的结构和连接方式大致相同。为简洁起见，此处仅对两者的区别之处进行介绍。如图7所示，附加连杆3a包括第一刚性部31a、第二刚性部32a和柔性链条33a，使用柔性链条33a作为附加连杆3a的可变形部。

图9示出了根据第三实施方式的附加连杆3b将套筒13连接至主隧道管片2，其与图6示出的根据第一实施方式的附加连杆3的连接方式大致相同。区别在于，在图8示出的实施方式中，附加连杆3b是一个整体刚性的结构，而没有设置可变形部。

图10示出了根据第四实施方式的附加连杆3c将套筒13连接至主隧道管片2。其中，附加连杆3c为螺纹钢或圆钢式的刚性结构，其通过不可拆卸的方式分别与主隧道管片2和套筒13连接。具体地，附加连杆3c的一端可以直接预埋设植入或焊接在主隧道管片2上，而另一端可以在套筒13固定至主隧道管片2之后与套筒13通过诸如焊接等方式固定。除此之外，附加连杆3c的连接方式还可以包括铆接、一体成型等方式。并且，附加连杆3c可以设置为一端与主隧道管片2和套筒13中的一个以不可拆卸的方式连接，而另一端与主隧道管片2和套筒13中的另一个以可拆卸的方式连接。

以上以始发套筒为例对根据本实用新型的技术方案进行了介绍。可以理解，在联络通道的接收端可以设置与主隧道管片连接的接收套筒，上述连接方式同样可以应用于接收套筒。另外，即使施工***没有采用通过传力拉杆将反力架连接至套筒的施工方式，套筒仍然可以采用上述连接方式与主隧道管片连接，以应对其他可能作用在套筒上的轴向拉力。

本实用新型的多种实施方式的以上描述出于描述的目的提供给相关领域的一个普通技术人员。不意图将本实用新型排他或局限于单个公开的实施方式。如上，在本领域中的普通技术人员将明白本实用新型的多种替代和变型。因此，虽然具体描述了一些替代实施方式，本领域普通技术人员将明白或相对容易地开发其他实施方式。本实用新型旨在包括这里描述的本实用新型的所有替代、改型和变型，以及落入以上描述的本实用新型的精神和范围内的其他实施方式。

Claims (15)

1.一种用于隧道群T型联络通道掘进施工的施工***，所述联络通道用于联络至少一条主隧道，其特征在于，所述施工***(10)包括：

套筒(13)，所述套筒(13)具有沿轴向延伸的形状，设置在所述主隧道中并通过沿所述轴向的一端与围绕所述联络通道的主隧道管片(2)固定连接；以及

附加连杆(3)，所述附加连杆(3)分别与所述套筒(13)和围绕所述联络通道的主隧道管片(2)连接，构造为能够承受所述套筒(13)与所述主隧道管片(2)之间拉力的至少一部分。

2.根据权利要求1所述的施工***，其特征在于，所述施工***(10)还包括：

反力架(11)，所述反力架(11)设置在所述联络通道的始发侧的所述主隧道中，用于在掘进方向上为掘进装备提供支撑；和

传力拉杆(12)，所述传力拉杆(12)将所述反力架(11)连接至所述套筒(13)，使得所述反力架(11)承受的所述掘进装备的反作用力经由所述传力拉杆(12)和所述套筒(13)传递至所述围绕所述联络通道的始发端的主隧道管片(2)。

3.根据权利要求1所述的施工***，其特征在于，所述附加连杆(3)上加载有预紧力。

4.根据权利要求1所述的施工***，其特征在于，所述主隧道管片(2)上设置有螺纹连接件(21)，所述附加连杆(3)通过所述螺纹连接件(21)与所述主隧道管片(2)连接。

5.根据权利要求4所述的施工***，其特征在于，所述螺纹连接件(21)通过提前预埋、打孔植入或焊接的方式固定在所述主隧道管片(2)上。

6.根据权利要求1所述的施工***，其特征在于，所述套筒(13)上设置有固定座(131)，所述固定座(131)具有长条孔(132)，所述附加连杆(3)穿过所述长条孔(132)连接至所述固定座(131)，并且能够沿所述长条孔(132)相对于所述固定座(131)移动。

7.根据权利要求6所述的施工***，其特征在于，所述长条孔(132)沿所述套筒(13)的径向延伸，或者沿所述套筒(13)的周向延伸。

8.根据权利要求6所述的施工***，其特征在于，所述附加连杆(3)的穿过所述长条孔(132)的端部设置有尺寸大于所述长条孔(132)的宽度的防脱件(34)。

9.根据权利要求8所述的施工***，其特征在于，所述防脱件(34)可拆卸地连接至所述附加连杆(3)的所述端部。

10.根据权利要求9所述的施工***，其特征在于，所述防脱件(34)通过螺纹连接的方式可拆卸地设置。

11.根据权利要求1所述的施工***，其特征在于，所述附加连杆(3)包括可变形部，所述可变形部构造为能够通过自身的形状变化改变所述附加连杆(3)的分别与所述主隧道管片(2)和所述套筒(13)连接的两端的相对位置。

12.根据权利要求11所述的施工***，其特征在于，所述可变形部为万向节(33)或柔性链条(33a)。

13.根据权利要求1所述的施工***，其特征在于，所述附加连杆(3)以不可拆卸的方式与所述主隧道管片(2)和/或所述套筒(13)连接。

14.根据权利要求13所述的施工***，其特征在于，所述不可拆卸的方式包括预埋、焊接、铆接、一体成型中的至少一种。

15.根据权利要求1所述的施工***，其特征在于，所述附加连杆(3)设置有多个并围绕所述套筒(13)的中心轴线以象限对称的方式布置。

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