[实用新型]一种预埋螺栓套筒的盾构管片结构

说明书

本实用新型涉及隧道工程的技术领域，尤其是一种预埋螺栓套筒的盾构管片结构，其特征在于：包括管片单元和预埋螺栓套筒，若干所述管片单元可拼接成环状的管片环，所述管片单元内沿其弧长方向上设有一排或多排所述预埋螺栓套筒，每一所述预埋螺栓套筒的中心线均指向所在的所述管片环的中轴线，设置有多排所述预埋螺栓套筒的所述管片单元上的每列所述预埋螺栓套筒均平行于所在的所述管片环的中轴线。本实用新型通过在管片单元内预埋一组或多组预埋螺栓套筒，在满足管线、机电设备安装的同时，提高使用寿命，缩短施工周期，降低运营维护成本。

技术领域

本实用新型涉及隧道工程的技术领域，尤其是一种预埋螺栓套筒的盾构管片结构。

背景技术

随着地下工程建设技术的发展，盾构法已经成为一种主要的地下隧道工程施工方法。盾构法为全机械化施工，掘进速度较快；隧洞成型质量较好，施工环境较好；对周围环境影响较小，施工中引起地表沉降较小，对地下水位影响较小；噪音小，占有场地少；施工中支护衬砌质量可靠且造价较低；施工期间对地面交通无影响，穿越河道不受影响；施工受天气影响较小；在土质差水位高的地方建设埋深较大的隧道，有较高的技术经济优越性。

隧道内的相关机电设备系统也较为复杂，如通风空调、给水排水、消防给水、动力照明、火灾报警（FAS）、环境与设备监控（BAS）、通信、信号、导向、疏散平台等，在隧道断面内如何合理布置及附挂成为值得特别研究的问题。目前，地铁区间盾构隧道内的机电设备安装通常采用后锚固方法，通过在盾构隧道管片植入锚栓以固定设备支架来安装机电设备，后锚固技术大致分为两大类：机械锚栓和化学锚栓。机械锚栓是利用膨胀件挤压孔壁形成锚固作用的锚栓，如：膨胀型锚栓、扩孔型锚栓。化学锚栓是利用化学胶粘剂（锚固胶）将钢筋或螺栓等胶结固定于混凝土基材锚孔中。这种方法在施工维护过程中存在以下问题：（1）传统锚栓形式安装工期长、工作环境差。混凝土管片内钢筋密集、钻孔遇钢筋频率高、一孔多钻等情况屡见不鲜，不仅拖慢施工进度，且施工强度高，对机具损耗大，增加了施工成本。人工钻孔效率较低，施工质量不易保证，尤其是隧道上部设施安装时施工难度大，费时费力；同时噪音、震动、大量粉尘等污染大大影响了现场施工人员的健康。（2）隧道健康状况差，众多管线、机电设备需在管片上密集、反复钻孔，对混凝土结构有一定破坏，对隧道管片的使用寿命有不利影响。（3）运营维护工作较为繁重，隧道管片经多年使用后会出现孔洞、裂缝渗漏等情况，不易修补。后期新增或更换设备仍需进行补孔作业。（4）后锚固技术使用的机械锚栓和化学锚栓的使用寿命有限，一般使用不超过 15 年就要进行维护，或更换，远远达不到地铁工程设计年限 100 年的要求。

由于在盾构隧道管片内采用后锚固技术进行机电设备系统的安装存在诸多问题，给地铁运营期间的安全带来一定的隐患。因此，考虑采用预埋件技术替代后锚固技术，预埋件技术的主要优点有：（1）对隧道结构零损伤，对盾构隧道管片结构性能基本无影响。（2）管片和预埋件可工厂化一起生产成型，提高机电设备安装效率，缩短施工工期。（3）地铁开通运营期间增加或更换机电设备较方便。（4）综合成本较后锚固技术低。虽然在盾构隧道管片制作时比后锚固方法略增加费用，但可降低地铁开通运营期间的维护费用。从总的情况分析，综合成本较低。（5）改善施工作业环境，有利于作业人员的身体健康。