一种盾构可切削的暗挖导洞支护结构体系专利检索-.用建筑材料衬砌(E21D11/02E21D11/14优先)专利检索查询-专利查询网

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一种盾构可切削的暗挖导洞支护结构体系
申请号	CN202311117500.9	申请日	2023-09-01	公开(公告)号	CN117145514A	公开(公告)日	2023-12-01
申请人	中国铁路设计集团有限公司;			发明人	柴文勇; 唐鹏; 唐伟; 陈富东; 李孟; 李爱东; 赵林; 张子仪; 沈琪; 邹雪;
摘要	本发明公开了一种盾构可切削的暗挖导洞支护结构体系，包括成环的玻璃纤维格栅，相邻玻璃纤维格栅之间通过玻璃纤维纵向连接筋相连，所述玻璃纤维格栅拱脚位置处设置有固定用的玻璃纤维锁脚，所述玻璃纤维格栅为拼装成环。所述玻璃纤维格栅的拱顶位置处设置有玻璃纤维超前中空锚管。本发明在盾构掘进切削范围内采用玻璃纤维格栅、玻璃纤维超前中空锚管、玻璃纤维锁脚、玻璃纤维纵向连接筋组成暗挖导洞的玻璃纤维支护结构，通过U型玻璃纤维支撑筋和口型玻璃纤维箍筋固定成空间框架结构形式的玻璃纤维格栅分块，通过连接夹具对玻璃纤维格栅分块进行成环连接，本发明能保证切削导洞支护结构时盾构的可通过性，经济实用性较强。
权利要求	1.一种盾构可切削的暗挖导洞支护结构体系，包括成环的玻璃纤维格栅（1），其特征在于：相邻玻璃纤维格栅（1）之间通过玻璃纤维纵向连接筋（4）相连，所述玻璃纤维格栅（1）拱脚位置处设置有固定用的玻璃纤维锁脚（3），所述玻璃纤维格栅（1）为拼装成环。 2.根据权利要求1所述的一种盾构可切削的暗挖导洞支护结构体系，其特征在于：所述玻璃纤维格栅（1）的拱顶位置处设置有玻璃纤维超前中空锚管（2）。 3.根据权利要求1所述的一种盾构可切削的暗挖导洞支护结构体系，其特征在于：所述玻璃纤维格栅（1）包括多段玻璃纤维格栅分块，所述玻璃纤维格栅分块的外轮廓与导洞的断面轮廓相适应。 4.根据权利要求3所述的一种盾构可切削的暗挖导洞支护结构体系，其特征在于：所述玻璃纤维格栅分块包括弧形的玻璃纤维骨架筋（11），所述玻璃纤维骨架筋（11）为多根，多根玻璃纤维骨架筋（11）通过U型玻璃纤维支撑筋（14）和口型玻璃纤维箍筋（13）固定成空间框架结构形式的玻璃纤维格栅分块。 5.根据权利要求4所述的一种盾构可切削的暗挖导洞支护结构体系，其特征在于：所述玻璃纤维骨架筋（11）为四根，玻璃纤维骨架筋（11）截面呈矩形状排布，所述U型玻璃纤维支撑筋（14）对玻璃纤维骨架筋（11）两两支撑连接。 6.根据权利要求5所述的一种盾构可切削的暗挖导洞支护结构体系，其特征在于：所述口型玻璃纤维箍筋（13）将四根玻璃纤维骨架筋（11）分别固定在其内部四个拐点处。 7.根据权利要求6所述的一种盾构可切削的暗挖导洞支护结构体系，其特征在于：相邻玻璃纤维格栅分块中对应的玻璃纤维骨架筋（11）通过连接夹具（12）进行固定，从而实现相邻玻璃纤维格栅分块的拼装。 8.根据权利要求4所述的一种盾构可切削的暗挖导洞支护结构体系，其特征在于：所述玻璃纤维锁脚（3）包括玻璃纤维锁脚锚管（31），所述玻璃纤维锁脚锚管（31）与斜U型辅助玻璃纤维筋（32）相连，所述斜U型辅助玻璃纤维筋（32）与玻璃纤维骨架筋（11）相连。 9.根据权利要求8所述的一种盾构可切削的暗挖导洞支护结构体系，其特征在于：所述玻璃纤维锁脚锚管（31）与斜U型辅助玻璃纤维筋（32）通过U型卡扣（33）相连。 10.根据权利要求1所述的一种盾构可切削的暗挖导洞支护结构体系，其特征在于：所述斜U型辅助玻璃纤维筋（32）与玻璃纤维骨架筋（11）通过U型卡扣（33）相连。
说明书全文	一种盾构可切削的暗挖导洞支护结构体系技术领域 [0001] 本发明属于隧道支护结构体系技术领域，具体涉及一种盾构可切削的暗挖导洞支护结构体系。背景技术 [0002] 随着材料技术进步，玻璃纤维等新型材料在地下工程建设领域得到了更广泛的应用。玻璃纤维筋在地铁工程中主要应用于施工后期需盾构切削或破除的结构中，如玻璃纤维筋在混凝土管片、基坑围护结构和堵头墙中都已有成熟应用，暗挖隧道初支格栅中也有部分应用，预制弯曲成型的玻璃纤维初支格栅及支护结构未见有现场应用。 [0003] 城际铁路和地铁长大区间需要设置工作井和导洞以加快施工进度，通常采用矿山法施作导洞，以满足盾构始发及出渣和材料运输条件，同时为满足盾构空推接收条件，导洞开挖断面需大于盾构机直径，大断面隧道的矿山法施工工序转换多，难以满足紧张的工期条件。通过缩小导洞开挖断面，可缩短导洞施工时间，以同时满足盾构快速始发和出渣及材料运输要求。导洞位于盾构接收掘进穿越的区域，其支护结构的钢筋会卡住螺旋机、缠绕刀盘，因此亟需一种盾构可切削的暗挖导洞支护结构体系，以满足盾构顺利掘进通过的需要。发明内容 [0004] 本发明为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种盾构可切削的暗挖导洞支护结构体系，解决盾构穿越暗挖导洞时导洞支护结构的普通钢筋会对盾构机造成影响的问题，采用玻璃纤维筋替代暗挖导洞支护结构中的普通钢筋，使得导洞施工后支护结构可被盾构切削，不影响盾构掘进通过。 [0005] 本发明的技术方案是：一种盾构可切削的暗挖导洞支护结构体系，包括成环的玻璃纤维格栅，相邻玻璃纤维格栅之间通过玻璃纤维纵向连接筋相连，所述玻璃纤维格栅拱脚位置处设置有固定用的玻璃纤维锁脚，所述玻璃纤维格栅为拼装成环。 [0006] 更进一步的，所述玻璃纤维格栅的拱顶位置处设置有玻璃纤维超前中空锚管。 [0007] 更进一步的，所述玻璃纤维格栅包括多段玻璃纤维格栅分块，所述玻璃纤维格栅分块的外轮廓与导洞的断面轮廓相适应。 [0008] 更进一步的，所述玻璃纤维格栅分块包括弧形的玻璃纤维骨架筋，所述玻璃纤维骨架筋为多根，多根玻璃纤维骨架筋通过U型玻璃纤维支撑筋和口型玻璃纤维箍筋固定成空间框架结构形式的玻璃纤维格栅分块。 [0009] 更进一步的，所述玻璃纤维骨架筋为四根，玻璃纤维骨架筋截面呈矩形状排布，所述U型玻璃纤维支撑筋对玻璃纤维骨架筋两两支撑连接。 [0010] 更进一步的，所述口型玻璃纤维箍筋将四根玻璃纤维骨架筋分别固定在其内部四个拐点处。 [0011] 更进一步的，相邻玻璃纤维格栅分块中对应的玻璃纤维骨架筋通过连接夹具进行固定，从而实现相邻玻璃纤维格栅分块的拼装。 [0012] 更进一步的，所述玻璃纤维锁脚包括玻璃纤维锁脚锚管，所述玻璃纤维锁脚锚管与斜U型辅助玻璃纤维筋相连，所述斜U型辅助玻璃纤维筋与玻璃纤维骨架筋相连。 [0013] 更进一步的，所述玻璃纤维锁脚锚管与斜U型辅助玻璃纤维筋通过U型卡扣相连。 [0014] 更进一步的，所述斜U型辅助玻璃纤维筋与玻璃纤维骨架筋通过U型卡扣相连。 [0015] 本发明的有益效果如下：本发明在盾构掘进切削范围内采用玻璃纤维格栅、玻璃纤维超前中空锚管、玻璃纤维锁脚、玻璃纤维纵向连接筋组成玻璃纤维支护结构，通过U型玻璃纤维支撑筋和口型玻璃纤维箍筋固定成空间框架结构形式的玻璃纤维格栅分块，通过连接夹具对玻璃纤维格栅分块进行成环连接，本发明节省了暗挖导洞施工的工期，且保证切削导洞支护结构时盾构的可通过性，经济实用性较强。附图说明 [0016] 图1 是本发明的整体结构示意图；图2 是本发明中玻璃纤维格栅的结构示意图；图3 是本发明中玻璃纤维格栅的连接示意图；图4 是本发明中玻璃纤维格栅的展开示意图；图5 是图3中A‑A截面的截面图；图6 是图3中B‑B截面的截面图；图7 是本发明中连接夹具的结构示意图；图8 是本发明中玻璃纤维锁脚的结构示意图；图9 是本发明中玻璃纤维锁脚的大样图；图10是图9中的A向视图；图11是图9中的B向视图；其中： 1 玻璃纤维格栅 2 玻璃纤维超前中空锚管 3 玻璃纤维锁脚 4 玻璃纤维纵向连接筋 11 玻璃纤维骨架筋 12 连接夹具 13 口型玻璃纤维箍筋 14 U型玻璃纤维支撑筋 121 螺栓 122 螺母 123 钢质夹片 31 玻璃纤维锁脚锚管 32 斜U型辅助玻璃纤维筋 33 U型卡扣。具体实施方式 [0017] 以下，参照附图和实施例对本发明进行详细说明：如图1至图11所示，一种盾构可切削的暗挖导洞支护结构体系，包括成环的玻璃纤维格栅1，相邻玻璃纤维格栅1之间通过玻璃纤维纵向连接筋4相连，所述玻璃纤维格栅1拱脚位置处设置有固定用的玻璃纤维锁脚3，所述玻璃纤维格栅1为拼装成环。 [0018] 所述玻璃纤维格栅1的拱顶位置处设置有玻璃纤维超前中空锚管2。 [0019] 所述玻璃纤维格栅1包括多段玻璃纤维格栅分块，所述玻璃纤维格栅分块的外轮廓与导洞的断面轮廓相适应。 [0020] 所述玻璃纤维格栅分块包括弧形的玻璃纤维骨架筋11，所述玻璃纤维骨架筋11为多根，多根玻璃纤维骨架筋11通过U型玻璃纤维支撑筋14和口型玻璃纤维箍筋13固定成空间框架结构形式的玻璃纤维格栅分块。 [0021] 所述玻璃纤维骨架筋11为四根，玻璃纤维骨架筋11截面呈矩形状排布，所述U型玻璃纤维支撑筋14对玻璃纤维骨架筋11两两支撑连接。 [0022] 所述口型玻璃纤维箍筋13将四根玻璃纤维骨架筋11分别固定在其内部四个拐点处。 [0023] 相邻玻璃纤维格栅分块中对应的玻璃纤维骨架筋11通过连接夹具12进行固定，从而实现相邻玻璃纤维格栅分块的拼装。 [0024] 所述玻璃纤维锁脚3包括玻璃纤维锁脚锚管31，所述玻璃纤维锁脚锚管31与斜U型辅助玻璃纤维筋32相连，所述斜U型辅助玻璃纤维筋32与玻璃纤维骨架筋11相连。 [0025] 所述玻璃纤维锁脚锚管31与斜U型辅助玻璃纤维筋32通过U型卡扣33相连。 [0026] 所述斜U型辅助玻璃纤维筋32与玻璃纤维骨架筋11通过U型卡扣33相连。 [0027] 具体的，所述玻璃纤维格栅1成拼装的环状，所述玻璃纤维格栅1为一定间距的平行多个，在导洞纵向方向上通过多根内外交叉设置的玻璃纤维纵向连接筋4将其连接为一个整体。 [0028] 优选的，所述玻璃纤维格栅1、玻璃纤维纵向连接筋4采用钢丝绑扎或U型卡扣的方式进行固定。 [0029] 具体的，所述U型玻璃纤维支撑筋14的两个支撑臂与两根玻璃纤维骨架筋11相连，即通过一个U型玻璃纤维支撑筋14支撑连接两根玻璃纤维骨架筋11，通过一组两个U型玻璃纤维支撑筋14能够对四根玻璃纤维骨架筋11进行支撑连接。 [0030] 优选的，一组中的两个U型玻璃纤维支撑筋14平行，相邻组中的U型玻璃纤维支撑筋14采用交叉布设的方式，即一组U型玻璃纤维支撑筋14布设对横向上的玻璃纤维骨架筋11支撑连接，其相邻组的U型玻璃纤维支撑筋14布设对纵向上的玻璃纤维骨架筋11支撑连接，通过交叉布设的方式能够将四根玻璃纤维骨架筋11组成空间框架结构形式的玻璃纤维格栅分块。 [0031] 具体的，所述口型玻璃纤维箍筋13的内轮廓与四根玻璃纤维骨架筋11的布设相适应，通过钢丝绑扎的方式将四根玻璃纤维骨架筋11分别绑扎在口型玻璃纤维箍筋13的四个拐点处。 [0032] 优选的，所述U型玻璃纤维支撑筋14对玻璃纤维骨架筋11进行内部支撑连接，口型玻璃纤维箍筋13对玻璃纤维骨架筋11进行外部箍紧固定，从而组成稳定的空间框架结构。 [0033] 具体的，相邻玻璃纤维格栅分块通过对四根玻璃纤维骨架筋11进行连接就能够实现玻璃纤维格栅分块的整体连接。 [0034] 具体的，所述连接夹具12包括钢质夹片123，所述钢质夹片123包括两个连接部和一个弧形固定部，两块钢质夹片123的弧形固定部对拼形成孔型结构，该夹紧孔对相邻玻璃纤维格栅分块中的玻璃纤维骨架筋11进行容纳，连接部中形成通孔，螺栓121穿过上述通孔后拧上螺母122进行两块钢质夹片123的固定，同时对两端玻璃纤维骨架筋11进行夹紧固定。钢质夹片123的尺寸大小以不影响盾构机掘进通过为宜。 [0035] 优选的，所述连接部中至少有两个通孔。 [0036] 具体的，斜U型辅助玻璃纤维筋32包括两个连接部，两个连接部呈夹角状，斜U型辅助玻璃纤维筋32的一个连接部与玻璃纤维锁脚锚管31通过U型卡扣33相固定，斜U型辅助玻璃纤维筋32的另一个连接部与玻璃纤维骨架筋11通过U型卡扣33相固定。 [0037] 优选的，为了保证固定的牢固度，需采用多个U型卡扣33进行固定。所述U型卡扣33包括U型杆和连接板，U型杆对斜U型辅助玻璃纤维筋32、玻璃纤维锁脚锚管31进行容纳，连接板中形成两个通孔，U型杆的两端穿过上述通孔后拧上螺母进行锁紧。 [0038] 具体的，所述玻璃纤维格栅1由玻璃纤维格栅分块通过连接夹具12拼接而成。玻璃纤维格栅分块是由四根玻璃纤维骨架筋11、口型玻璃纤维箍筋13和U型玻璃纤维支撑筋14绑扎连接而形成的空间框架结构。 [0039] 具体的，所述玻璃纤维骨架筋11是通过弯曲成型工艺制备成的弧形玻璃纤维筋，其分段弧长和弧度适应于导洞断面形状和施工方法。 [0040] 具体的，所述玻璃纤维锁脚3是由玻璃纤维锁脚锚管31、斜U型辅助玻璃纤维筋32和U型卡扣33组成，玻璃纤维锁脚锚管31管壁设置梅花状圆形注浆孔。 [0041] 具体的，每一环玻璃纤维格栅1与玻璃纤维纵向连接筋4通过钢丝绑扎连接。 [0042] 所述玻璃纤维超前中空锚管2上呈梅花状布置圆形注浆孔，玻璃纤维超前中空锚管2与玻璃纤维格栅1通过钢丝绑扎连接。根据隧道围岩情况，选择性地在隧道拱顶120°范围内设置玻璃纤维超前中空锚管2，以注浆加固隧道周边围岩，实现超前支护。 [0043] 具体的，根据支护结构受力计算和施工情况，选择在截面弯矩较小处设置连接夹具12即玻璃纤维格栅分块位置。 [0044] 具体的，所述玻璃纤维锁脚3是由玻璃纤维锁脚锚管31、斜U型辅助玻璃纤维筋32和U型卡扣33组成。每处锁脚有2根玻璃纤维锁脚锚管31，通过斜U型辅助玻璃纤维筋32将玻璃纤维锁脚锚管与格栅固定连接，斜U型辅助玻璃纤维筋32直径宜与玻璃纤维骨架筋11一致，其位置可根据格栅中的间隙情况设置在玻璃纤维锁脚锚管31的上方或下方，玻璃纤维锁脚锚管31管壁设置梅花状圆形注浆孔。 [0045] 本发明在满足盾构始发条件的基础上，采用开挖断面尺寸小于盾构空推所需断面的导洞，节省了暗挖导洞施工的工期和造价；在盾构掘进切削范围内采用玻璃纤维格栅、玻璃纤维超前中空锚管、玻璃纤维锁脚、玻璃纤维纵向连接筋组成玻璃纤维支护结构，通过U型玻璃纤维支撑筋和口型玻璃纤维箍筋固定成空间框架结构形式的玻璃纤维格栅分块，通过连接夹具对玻璃纤维格栅分块进行成环连接，能节省暗挖导洞施工的工期，且保证切削导洞支护结构时盾构的可通过性，可广泛应用于兼作盾构始发和接收工作井的导洞，经济实用性较强。