工法简介
该系统下,隧道内使用统一规格的通用管片,其中两个相交的管片后沿(圆周向与径向)设较短凸起,相对的另外两侧则设对应凹陷,在管片环的圆周与径向同时形成榫卯结构式锁扣作用。
通用管片模拟图
同时,衬砌中应用了后张预应力钢绞线,连续嵌于管片前沿(圆周长边)凹陷处预留的沟槽内,作为管片之间的连接与支护。
管片连接截面,橙色为钢绞线,蓝色为止水带
拼装时,专用TBM的顶进油缸临时支护每一块管片,直到后张预应力钢绞线镶嵌完毕,并开始下一环拼装。由于管片呈螺旋状排列,油缸的伸展长度将不尽相同,才能统一地顶住螺旋管片的边缘,因此需要减少或者消去正在拼装的管片相对侧的管片上的油缸推力,以此平衡。
使用单根后张预应力钢绞线一次性可拼装的管片数量有限,因此还存在用于续接钢绞线的特殊“插座式”续接管片:管片上存在两个额外的沟槽,沟槽两头与前后管片的钢绞线预留沟槽相连,可在一根钢绞线用尽时接上另一根钢绞线,继续拼装螺旋管片。
续接管片模拟图
“插座式”续接管片也存在替代方案,可使用临时钢支架锚定并张拉钢绞线末端,随后对钢绞线进行注浆加固,注浆后拆除钢支架。
隧道曲线
该衬砌系统通过在管片的圆周向长边之间加入楔形件,解决隧道曲线问题。楔形件可由金属、硫化橡胶、玻璃钢等多种材料制成,视管片连接处的沟槽尺寸,厚度在4mm至24mm之间。
通过加入楔形件解决隧道曲线问题
楔形件可安装在隧道某侧,在嵌入钢绞线后安装在管片长边的凹槽内,以控制隧道曲线。
直线段与曲线段管片拼装对比
通过安装不同厚度的楔形件自由控制隧道的水平或垂直曲线,均匀或复合曲线;
不同厚度楔形件控制隧道曲线变化
(水平曲线与垂直曲线)
也可以通过同样厚度楔形件的不同间隔而控制曲率(例如只在油缸顶进处放置),减少楔形件用量。
间隔安装楔形件控制隧道曲线变化
(水平曲线与垂直曲线)
管片间的防水通过管片连接凸起处的两根止水带完成,其功能与套筒接头类似;也可以直接选用带有止水功能的楔形件。
通用管片截面,蓝色为止水带
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