[发明专利]一种盾构隧道防上浮管片及其安装方法

说明书

本发明公开了一种盾构隧道防上浮管片及其安装方法，盾构隧道防上浮管片包括钢筋混凝土管片，在管片的顶部中间位置上开设有安装槽，在安装槽内安装有伸缩部件，安装槽顶部设有支撑钢板；伸缩部件包括底部套管和安装在套管内的伸缩柱，套管预制镶嵌在安装槽内的混凝土底座里面，伸缩柱的顶端与支撑钢板内侧固定在一起；在支撑钢板和安装槽之间设置有筒状的密封气囊，在混凝土底座和支撑钢板之间形成一个密封腔；在管片内设有注浆管，注浆管顶端穿过管片和混凝土底座，与密封腔连通；在注浆管底部设置有密封阀。本发明盾构隧道防上浮管片在使用后，能够在管片上方与隧道外岩土体之间形成一个稳定支撑，起到管片抗上浮及管片定位作用。

技术领域

本发明涉及盾构掘进施工技术领域，具体涉及一种盾构隧道防上浮管片及其安装方法。

背景技术

随着城市地铁及地下管廊工程的大量施工，地下空间的开发越来越多，为减少道路交通堵塞及环境保护的需要，越来越多的地下工程采用盾构法施工。

盾构法施工具有安全、高效、环保的优势。但是在实际施工过程中，在地下水丰富及高水压地区，盾构施工管片在施工过程会中受到浮力的作用，容易产生管片上浮、错台，造成隧道底标高偏差超标、影响隧道使用空间。上浮严重的还将导致盾构隧道管片剪切破坏、盾构机栽头、盾构姿态无法控制等问题，严重影响施工质量及隧道安全。

因此，如何解决上述技术问题，是本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种盾构隧道防上浮管片及其安装方法，用于盾构施工隧道管片定位，以防止管片隧道在浮力作用下上浮，能有效解决盾构施工隧道管片上浮造成管片破坏及因隧道管片上浮导致盾构姿态难以控制的难题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

设计一种盾构隧道防上浮管片，包括钢筋混凝土管片，在管片的顶部中间位置上开设有安装槽，在安装槽内安装有伸缩部件，安装槽顶部设有支撑钢板，支撑钢板的形状和大小与安装槽顶部开口相契合；

伸缩部件包括底部套管和安装在套管内的伸缩柱，套管预制镶嵌在安装槽内的混凝土底座里面，伸缩柱的顶端与支撑钢板内侧固定在一起；

在支撑钢板和安装槽之间设置有筒状的密封气囊，密封气囊的顶部与支撑钢板的内侧面密封固定在一起，密封气囊的底端与安装槽内的混凝土底座边缘密封固定在一起，在混凝土底座和支撑钢板之间形成一个密封腔；

在管片内设有注浆管，注浆管的底端位于管片的底部，顶端穿过管片和混凝土底座，与密封腔连通；在注浆管底部设置有密封阀。

优选的，在未使用状态下，密封腔内通过注浆管被抽真空，真空泵与注浆管连接，对密封腔内进行抽真空，然后将注浆管底部的密封阀关闭，密封气囊折叠在安装槽内，伸缩柱位于套管内，支撑钢板顶面与管片顶部表面齐平。在混凝土底座边缘开设用于容纳折叠后的密封气囊的凹陷部，密封气囊底部安装在凹陷部内。支撑钢板的顶部为弧面，与管片的顶部弧面相匹配，使得收缩在安装槽内时，其外表面与管片的顶部弧面契合。

伸缩部件可以采用自锁式的伸缩柱，使得伸缩柱伸出后不会下滑，自锁结构可以采用：在伸缩柱外壁上开设横向的限位槽，在限位槽内设置有限位柱，限位柱底部设置有弹簧，在套管上部侧壁上对应位置开设有与限位柱相匹配的限位孔，伸缩柱位于套管内时，限位柱的一部分收缩在限位槽内，伸缩柱伸出之后，限位柱在弹簧的作用下伸出，卡接在限位孔内，避免伸缩柱下滑。还可以在套管内壁上位于限位孔下方的位置设置竖向的滑槽，限位柱外端抵接在滑槽内，伸缩柱上移时，限位柱沿滑槽移动，使得限位柱可以准确地进入到限位孔内。

优选的，在管片拼装后，将注浆设备的出浆管与所述注浆管对应连接，打开密封阀，并采用注浆泵加压注浆，混凝土浆料通过注浆管进入到密封腔内，密封气囊打开，伸缩柱从套管内伸出，推动支撑钢板支撑在隧道外岩土体上。