一种隧道管片抗浮结构和方法

技术领域

本发明涉及一种隧道管片抗浮结构和方法。

背景技术

城市地下水位较高和地质条件差时，地下隧道结构以上覆土产生的自重效应无法抵抗地下水浮力时，结构将产生上浮现象，严重时将导致盾构管片连接开裂，危及结构安全。为了解决这个问题，现有专利中提出了一些相应的解决方案：如专利号为“CN208793021 U、一种盾构隧道抗浮控制结构”、“CN 102776899 B、浅埋盾构法隧道的抗浮结构”、“CN 101392654A、盾构隧道管片衬砌一锚杆结构体系”等，这些技术方案都是采用锚杆固定的方式的抵抗隧道上浮，但是这种处理方式是需要在隧道管片上开孔，一方面是破损隧道管片的结构，削弱隧道强度，另一方面是泥浆和水容易从开孔中进入管道，尤其是在地下水上升的情况下；最后是锚杆都是与隧道底面管片连接，当出现地震时，锚杆施力于管道底面管片，使得隧道受力不均，容易在地震情况下，出现损坏，因此其抗震能够差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种隧道管片抗浮结构和方法，不用破坏隧道，并能够有效的防止隧道上浮。

为了解决上述问题，本发明要解决的技术方案为：

一种隧道管片抗浮结构，包括设置在隧道两侧的多对管桩，各对管桩沿着隧道轴线依次排列，在各管桩内固定设有轴套，轴套内装配有轴杆，轴杆上端与固定安装在管桩内的液压缸连接，在管桩一侧设有开口，每次管桩之间设有钢丝绳，钢丝绳中部搭接在隧道管片上，钢丝绳两端穿过开口后与轴杆下端铰接。

钢丝绳与管桩开口之间间隙通过橡胶垫密封。

轴杆上端与液压缸活塞杆之间设有称重传感器，称重传感器将检测到的信号传送给控制中心，控制中心控制各液压缸伸缩。

所述隧道管片包括内片和外片，内片和外片之间通过多块橡胶块连接，在内片上设有注胶孔，在将各管片连接成隧道后，由注胶孔将柔性密封胶灌入内片与外片之间间隙。

当管道出现上浮时，隧道上浮段中各称重传感器检测到数据出现出现变化，工作人员依据称重传感器传送过来的数据，确定隧道上浮段和上浮程度，并对其上浮隧道进行处理。

确定隧道上浮段和上浮量后，对隧道上浮量进行测量，而后液压缸依据上浮量驱动钢丝绳下行，对上浮隧道进行校正。

本发明的有益效果是：

1、通过在隧道两侧设置在管桩，并通过钢丝绳对隧道施加向下负荷，阻止隧道上浮，不破坏隧道结构，有效确保隧道整体性和密封性。

2、通过称重传感器能够对方便快速的确定隧道上浮位置，让工作人员及时获得隧道周边土壤异常位置，使其能够及时对隧道进行修正处理。

3、液压液压缸驱动钢丝绳来调整隧道负荷，能够方便快速的对上浮隧道偏移位置进行微调，包装隧道的安全性。

4、在隧道外包裹上一层柔性密封胶，以将隧道各管片连接成一个整体，极大的提高隧道的密封性和抗震能力。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明的主视结构示意图，

图2为本发明的俯视结构示意图。

图中：液压缸1、称重传感器2、轴杆3、轴套4、橡胶垫5、管桩6、钢丝绳7、内片8、橡胶块9、外片10、隧道11、注胶孔12。

具体实施方式

如图1和2所示，一种隧道管片抗浮结构，包括设置在隧道11两侧的多对混凝土管桩6，各对管桩6沿着隧道11轴线依次排列，每对管桩6有两根管桩6组成，在各管桩6内固定设有轴套4，轴套4内装配有轴杆3，轴杆3上端与固定安装在管桩6内的液压缸1连接，在管桩6一侧设有开口，每次管桩6之间设有钢丝绳7，钢丝绳7中部搭接在隧道11管片上，钢丝绳7两端穿过开口后与轴杆3下端铰接。由轴套4将管桩6内空腔分隔成上腔和下腔，轴套4用于防止水从下腔进入上腔而影响到液压缸1，同时用于对轴杆3进行导向，由多根钢丝绳7对隧道11施加向下负荷，阻止隧道11上浮，不破坏隧道11结构，有效确保隧道11整体性和密封性。

钢丝绳7与管桩6开口之间间隙通过橡胶垫5密封。橡胶垫5用于防止泥土进入下腔。

轴杆3上端与液压缸1活塞杆之间设有称重传感器2，称重传感器2将检测到的信号传送给控制中心，控制中心控制各液压缸伸缩。常态时，钢丝绳7处于绷直状态，称重传感器2检测到数据为N1,当管道出现上浮时，隧道11上浮段中各称重传感器2检测到数据为N2，工作人员依据称重传感器2传送过来的数据N2，确定隧道11上浮段，依据数据N2的大小判断隧道11上浮程度，并对其上浮隧道11进行处理，例如灌浆、开挖排水等。

也可以确定隧道11上浮段和上浮量后，使用全站仪对隧道11的上浮量进行进一步测量，而后液压缸1依据上浮量驱动钢丝绳7下行，同时全站仪实时对隧道11上浮量进行检测，对上浮隧道11进行快速校正。

所述隧道11管片包括内片8和外片10，内片8和外片10之间通过多块橡胶块9连接，在内片8上设有注胶孔12，在将各管片连接成隧道11后，由注胶孔12将柔性密封胶灌入内片8与外片10之间间隙，待柔性密封胶固化后，能够对内片8与内片8之间的间隙进行封堵，以将隧道11各管片连接成一个整体，极大的提高隧道11的密封性和抗震能力。