[实用新型]一种双层衬砌盾构隧道变形缝结构及盾构隧道

说明书

本实用新型公开了一种半柔半刚的双层衬砌盾构隧道变形缝结构，包括管片、内衬，在非变形缝地段，所述管片和所述内衬间形成叠合结构连接；在变形缝地段，所述管片每间隔一预定长度L连续设置N道管片变形缝，N≥1且为整数，对应管片变形缝处，所述内衬设置内衬小节段，所述内衬小节段与相邻非变形缝地段的所述内衬交界处设置内衬变形缝，所述内衬变形缝与所述管片变形缝在纵向上错开布置；还提供一种盾构隧道。本实用新型变形缝纵向刚度高于常规柔性变形缝，可有效减小管片接缝张开量，提高双层衬砌结构的防水效果；变形缝段连续设置N道管片变形缝，共同分担管片接缝张开量；管片与内衬变形缝在空间上错开，可有效抵抗横向剪力，防止错台。

技术领域

本实用新型属于隧道领域，具体涉及一种双层衬砌盾构隧道变形缝结构及盾构隧道。

背景技术

盾构隧道通常采用单层管片衬砌结构，但以下情况有时需要设置内衬：

(1)为了提高铁路盾构隧道结构抗火、耐撞能力；

(2)通过加大隧道纵向刚度，提高隧道抵抗不均匀沉降的能力；

(3)隧道运营期荷载有大幅变化；

(4)结构破损加固等。

内衬厚度通常为15～30cm。为提高设置内衬盾构隧道适应变形和附加荷载的能力，提高其抗震性能，减少内衬结构开裂破损，盾构隧道需设置变形缝，如图1所示，现有的双层衬砌变形缝通常设置方法如下：变形缝处管片1的环缝面15设置加厚的垫片12和加厚的防水弹性密封垫9，在管片衬砌变形缝对应部位，内衬2亦设置为内衬变形缝7。该常规变形缝处内衬2完全断开，不再参与盾构结构纵向受力，一般按照等效纵向刚度进行计算，环缝面15受压区管片1相互接触，受拉区接缝张开，管片混凝土不接触，由螺栓14承担拉力，螺栓拉力F与接缝张开量δ成正比，受力模式如图2所示。

上述变形缝结构刚度远小于正常双层衬砌段(通常1％～10％左右)，为柔性变形缝结构，其抗震性能弱，防水密封垫能够适应的接缝张开量小，一般适应于岩层、黏土等硬质地层。但在软土地层，盾构隧道存在不均匀沉降量大、地震作用强等特点，该种变形缝易产生过大的接缝张开量及错台量，进而影响变形缝防水效果和运营安全。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种半柔半刚的双层衬砌盾构隧道变形缝结构，旨在加强管片变形缝结构在发生纵向大变形时的防水能力，提高变形缝处隧道纵向刚度，减少接缝张开量及错台量。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种双层衬砌盾构隧道变形缝结构，包括管片、内衬，在非变形缝地段，所述管片和所述内衬间形成叠合结构连接；在变形缝地段，所述管片每间隔一预定长度L连续设置N道管片变形缝，N≥1且为整数，对应管片变形缝处，所述内衬设置内衬小节段，所述内衬小节段与相邻非变形缝地段的所述内衬交界处设置内衬变形缝，所述内衬变形缝与所述管片变形缝在纵向上错开布置。

优选地，所述管片变形缝处设置加厚的防水弹性密封垫。

优选地，所述内衬小节段与所述管片间设置缓冲隔离层。

优选地，所述内衬小节段比非变形缝地段的所述内衬在纵向长度上较短。

优选地，内衬变形缝处设置有结构件和防水件。

优选地，所述叠合结构包括内衬钢筋和连接钢筋，若干内衬钢筋形成环形和径向的内衬钢筋网络且相互固定连接，若干连接钢筋伸出所述管片的一端与所述内衬钢筋固定连接。

优选地，所述内衬变形缝与所述管片变形缝在纵向上的错开量调整范围为大于零而小于或等于0.5B，B为所述管片环管。

优选地，所述管片和所述内衬间形成的所述叠合结构连接，替换为复合结构连接。