[发明专利]一种单管双洞矩形盾构隧道的衬砌结构及其拼装方法

说明书

本发明为一种适用于矩形隧道的单洞双线衬砌结构及其拼装方法。此种衬砌结构每环由14块衬砌块按序拼装而成，衬砌环宽度1.2m，衬砌环厚度0.45m；此种衬砌结构分为F型和R型两种不同分块形式，F型管片包含F_右、F_左两种不同方向的楔形类型，R型管片包含R_右、R_左两种不同方向的楔形类型；此种衬砌环采用F型和R型间隔拼装，以实现相邻衬砌环之间错缝拼装，分块之间、环与环之间采用斜螺栓连接。此种衬砌环通过F_右、F_左、R_右、R_左不同配比进行组合拼装，实现隧道直行和转弯。此种单洞双线衬砌能减小双线隧道间距，减小隧道顶部覆土厚度要求，提升地下空间利用率；此种衬砌结构内部空间无多余死角，提升隧道空间利用率；此种衬砌结构对上部覆土厚度要求低，能减小隧道埋深和纵坡，提高隧道适用范围；此种隧道衬砌结构采用错缝拼装，结构整体性、防水效果好，结构受力明确、无受力薄弱环节，解决类似双圆盾构背土问题；此种衬砌具有双面楔形量，有利于控制隧道转弯；此种衬砌结构拼接采用斜螺栓连接，安装简便且受力合理。采用此种隧道衬砌结构及拼装方法，在城市空间狭窄、覆土较浅的条件下具有极大优势，在节约和利用地下空间方面具有显著的经济效益。

技术领域

本发明属于盾构隧道技术领域，尤其涉及一种单管双洞矩形盾构隧道的衬砌结构及其拼装方法。

背景技术

盾构隧道技术由于具有对周围环境影响小、机械化施工速度快、适于各种埋深、安全性高等特点，在城市建筑密集区和水下隧道工程中得到广泛的应用。目前国内采用盾构法施工的隧道大多采用圆环形衬砌，此种圆环形衬砌具有预制拼装简单、结构受力好等优点；但是圆环形隧道衬砌结构在内部空间利用率上并不高，隧道顶底部和两侧均存在较多未利用区域，特别在单管双洞隧道中由于隧道直径太大，空间利用率更低；圆环形隧道衬砌为满足使用阶段内部空间的限界要求，直径往往都很大，在地下水浮力的作用下，对上部覆土厚度也有较高要求；从断面的有效利用率看，矩形隧道断面比圆形断面更合理，在有效面积相同的条件下，显然矩形断面的外包尺寸比圆环形隧道外包尺寸要更小，占用地下空间更少，隧道顶覆土厚度要求更小。在地下空间狭窄、隧道覆土较小或者隧道线路受到四周环境限制的条件下，圆形隧道衬砌适应性差、对于空间的利用率明显较低。

为解决隧道衬砌空间利用率问题，矩形隧道在我国得到较大发展，上海、广州、宁波、郑州等城市均有采用矩形顶管掘进机施工的成功案例，但矩形盾构隧道案例较少，且仅为单管单洞隧道、断面尺寸小、长度短。对于类似长度长、断面尺寸大的单管双洞矩形隧道，在国内研究很少。

为解决矩形盾构隧道受衬砌结构预制拼装和施工空间限制的问题，目前常见的分块和拼装方法为错缝拼装和通缝拼装两种方式。通缝拼装对相邻管片的分块要求低，因此管片类型少、管片分块数量少，但是隧道整体性能较差、防水性能薄弱；错缝拼装对相邻管片的分块要求高，为了实现隧道转弯，往往需要多种类型的衬砌和分块，给管片的预制拼装带来极大不便，但是错缝拼装使得矩形隧道结构受力更合理、防水性能更好。

发明内容

本发明提供一种单管双洞矩形盾构隧道的衬砌结构及其拼装方法，以解决上述背景技术中提出的目前拼装方式不够完善的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：