一种用于隧道联络通道施工的管片支撑加固结构

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，具体而言，涉及一种用于隧道联络通道施工的管片支撑加固结构。

背景技术

目前，大部分地区的城市轨道交通地下区间建设中已经较多的使用盾构法施工，盾构区间联络通道是设置在两个隧道之间的一条通道，起连通、排水及防火等作用。

传统的盾构联络通道是在两条隧道或者一条隧道贯通后再进行施工，联络通道破除洞门和开挖时需将施工位置的盾构隧道衬砌结构进行拆割破除。管片开口后，自身结构受力体系改变，容易造成自身及周边隧道管片的变形，因此需要管片支撑进行保护。传统的管片支撑结构结构复杂、拼装较慢，会导致隧道内施工人员和物料进出不方便，区间盾构掘进施工与联络通道施工无法同时进行。

因此，在工期紧张的情况下，如何在保证管片结构受力要求的前提下，满足盾构出渣电瓶车通行要求，使得区间盾构掘进与联络通道施工同时进行的问题存在研究和改进的需求。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于隧道联络通道施工的管片支撑加固结构，以至少解决现有技术中的管片支撑结构无法使区间盾构掘进施工与联络通道施工同时进行的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于隧道联络通道施工的管片支撑加固结构，包括：

开口环向工字钢支撑，设于隧道联络通道处的开口环盾构隧道管片的内壁上，开口环向工字钢支撑对应于联络通道处设有开口；

第一垂直方向工字钢支撑，设于开口环向工字钢支撑内，第一垂直方向工字钢支撑的上下两端均与开口环向工字钢支撑相连接；

第二垂直方向工字钢支撑，设于开口环向工字钢支撑内，第二垂直方向工字钢支撑的上下两端均与开口环向工字钢支撑相连接；

第一水平方向工字钢支撑，设于开口环向工字钢支撑内，第一水平方向工字钢支撑与第一垂直方向工字钢支撑和第二垂直方向工字钢支撑的上端相连接，第一垂直方向工字钢支撑、第二垂直方向工字钢支撑、第一水平方向工字钢支撑和开口环向工字钢支撑的底部共同围合形成第一通道。

进一步地，第一垂直方向工字钢支撑的上端连接一第一工字钢斜撑，第一工字钢斜撑的另一端与开口环向工字钢支撑的开口上沿相连接；第一垂直方向工字钢支撑的下端连接一第二工字钢斜撑，第二工字钢斜撑的另一端与开口环向工字钢支撑的开口下沿相连接。

进一步地，还包括：

闭合环向工字钢支撑，设于与隧道联络通道两侧相邻的闭合环盾构隧道管片的内壁上；

第三垂直方向工字钢支撑，设于闭合环向工字钢支撑内，第三垂直方向工字钢支撑的上下两端均与闭合环向工字钢支撑相连接；

第四垂直方向工字钢支撑，设于闭合环向工字钢支撑内，第四垂直方向工字钢支撑的上下两端均与闭合环向工字钢支撑相连接；

第二水平方向工字钢支撑，设于闭合环向工字钢支撑内，第二水平方向工字钢支撑与第三垂直方向工字钢支撑和第四垂直方向工字钢支撑的上端相连接，第三垂直方向工字钢支撑、第四垂直方向工字钢支撑、第二水平方向工字钢支撑和闭合环向工字钢支撑的底部共同围合形成第二通道，第二通道与第一通道相对应。

进一步地，第一水平方向工字钢支撑的一端从第二垂直方向工字钢支撑远离第一通道的一侧伸出并与开口环向工字钢支撑相连接；第二垂直方向工字钢支撑远离第一通道的一侧下端还连接有一第三水平方向工字钢支撑，第三水平方向工字钢支撑的另一端与开口环向工字钢支撑相连接；第二水平方向工字钢支撑的两端均与闭合环向工字钢支撑相连接；第三垂直方向工字钢支撑和第四垂直方向工字钢支撑远离第二通道的一侧下端均连接一第四水平方向工字钢支撑，第四水平方向工字钢支撑的另一端与闭合环向工字钢支撑相连接。

进一步地，第一水平方向工字钢支撑与第一垂直方向工字钢支撑和第二垂直方向工字钢支撑的连接处、第二水平方向工字钢支撑与第三垂直方向工字钢支撑和第四垂直方向工字钢支撑的连接处、第三水平方向工字钢支撑与第二垂直方向工字钢支撑的连接处、第四水平方向工字钢支撑与第三垂直方向工字钢支撑和第四垂直方向工字钢支撑的连接处均设有一槽钢斜撑。

进一步地，第一垂直方向工字钢支撑和第二垂直方向工字钢支撑的下端两侧均设有第一加劲钢板，第一加劲钢板的下端与开口环向工字钢支撑相连接；第三垂直方向工字钢支撑和第四垂直方向工字钢支撑的下端两侧均设有第二加劲钢板，第二加劲钢板的下端与闭合环向工字钢支撑相连接。

进一步地，开口环向工字钢支撑和闭合环向工字钢支撑的底部设有车辆轨枕，车辆轨枕贯穿第一通道和第二通道，车辆轨枕上设有车辆轨道。

进一步地，开口环向工字钢支撑和闭合环向工字钢支撑内沿隧道纵向通长设置有纵向工字钢支撑，纵向工字钢支撑将开口环向工字钢支撑及其两侧的闭合环向工字钢支撑连接形成整体。

进一步地，开口环向工字钢支撑分为多个模块段，多个模块段之间通过螺栓依次连接形成开口环向工字钢支撑，第一垂直方向工字钢支撑、第二垂直方向工字钢支撑和第一水平方向工字钢支撑均分为多段，多段第一垂直方向工字钢支撑之间、多段第二垂直方向工字钢支撑之间、多段第一水平方向工字钢支撑之间通过螺栓连接。

进一步地，闭合环向工字钢支撑分为多个模块段，多个模块段之间通过螺栓依次连接形成闭合环向工字钢支撑，第三垂直方向工字钢支撑、第四垂直方向工字钢支撑和第二水平方向工字钢支撑均分为多段，多段第三垂直方向工字钢支撑之间、多段第四垂直方向工字钢支撑之间、多段第二水平方向工字钢支撑之间通过螺栓连接。

应用本发明的技术方案，通过设置开口环向工字钢支撑，在该开口环向工字钢支撑内设置第一垂直方向工字钢支撑、第二垂直方向工字钢支撑和第一水平方向工字钢支撑，并且该第一垂直方向工字钢支撑、第二垂直方向工字钢支撑、第一水平方向工字钢支撑和开口环向工字钢支撑的底部共同围合形成供车辆和人员通过的第一通道；该管片支撑加固结构受力合理，能有效地支撑联络通道处的盾构管片，避免管片产生较大变形，保证施工安全；隧道盾构施工时的车辆和人员可以从该管片支撑加固结构中的第一通道通过，不影响盾构出渣电瓶车的正常通行，不干扰盾构隧道正常施工，可使区间盾构掘进施工与联络通道施工同时进行，加快施工进度、保证工期。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的管片支撑加固结构于开口环向工字钢支撑处的结构示意图。

图2为本发明的管片支撑加固结构于闭合环向工字钢支撑处的结构示意图。

图3为本发明的管片支撑加固结构的纵向结构示意图。

图4为本发明的管片支撑加固结构于开口环向工字钢支撑处的模块段划分示意图。

图5为本发明的管片支撑加固结构于闭合环向工字钢支撑处的模块段划分示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、开口环向工字钢支撑；2、第一垂直方向工字钢支撑；3、第二垂直方向工字钢支撑；4、第一水平方向工字钢支撑；5、第一通道；6、第一工字钢斜撑；7、第二工字钢斜撑；8、闭合环向工字钢支撑；9、第三垂直方向工字钢支撑；10、第四垂直方向工字钢支撑；11、第二水平方向工字钢支撑；12、第二通道；13、第三水平方向工字钢支撑；14、第四水平方向工字钢支撑；15、槽钢斜撑；16、第一加劲钢板；17、第二加劲钢板；18、车辆轨枕；19、车辆轨道；20、纵向工字钢支撑；100、开口环盾构隧道管片；200、闭合环盾构隧道管片。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而仅仅是为了便于对相应零部件进行区别。同样，“一个”或者“一”等类似词语不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于直接的连接，而是可以通过其他中间连接件间接的连接。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

参见图1至图5，一种本发明实施例的用于隧道联络通道施工的管片支撑加固结构，该管片支撑加固结构主要包括开口环向工字钢支撑1、第一垂直方向工字钢支撑2、第二垂直方向工字钢支撑3和第一水平方向工字钢支撑4。其中，开口环向工字钢支撑1呈圆环状设置在隧道联络通道处的开口环盾构隧道管片100的内壁上，该开口环向工字钢支撑1上对应于联络通道处设置有一个开口；第一垂直方向工字钢支撑2竖直设置在开口环向工字钢支撑1内，该第一垂直方向工字钢支撑2的上下两端均与开口环向工字钢支撑1焊接；第二垂直方向工字钢支撑3竖直设置在开口环向工字钢支撑1内，该第二垂直方向工字钢支撑3的上下两端均与开口环向工字钢支撑1焊接；第一水平方向工字钢支撑4沿水平方向设置在开口环向工字钢支撑1内，该第一水平方向工字钢支撑4与第一垂直方向工字钢支撑2和第二垂直方向工字钢支撑3的上端焊接，并且第一垂直方向工字钢支撑2、第二垂直方向工字钢支撑3、第一水平方向工字钢支撑4和开口环向工字钢支撑1的底部共同围合形成供车辆和人员通过的第一通道5。

上述的管片支撑加固结构，通过在隧道联络通道处的开口环盾构隧道管片100的内壁上设置开口环向工字钢支撑1，在该开口环向工字钢支撑1内竖直设置第一垂直方向工字钢支撑2和第二垂直方向工字钢支撑3，水平设置第一水平方向工字钢支撑4，第一垂直方向工字钢支撑2、第二垂直方向工字钢支撑3和第一水平方向工字钢支撑4均与开口环向工字钢支撑1焊接，并且该第一垂直方向工字钢支撑2、第二垂直方向工字钢支撑3、第一水平方向工字钢支撑4和开口环向工字钢支撑1的底部共同围合形成供车辆和人员通过的第一通道5；该管片支撑加固结构受力合理，能有效地支撑联络通道处的盾构管片，避免管片产生较大变形，保证施工安全；隧道盾构施工时的车辆和人员可以从该管片支撑加固结构中的第一通道5通过，不影响盾构出渣电瓶车的正常通行，不干扰盾构隧道正常施工，可使区间盾构掘进施工与联络通道施工同时进行，加快施工进度、保证工期。

进一步地，参见图1和图4，在本实施例中，第一垂直方向工字钢支撑2的上端焊接有一根第一工字钢斜撑6，该第一工字钢斜撑6的另一端与开口环向工字钢支撑1的开口上沿焊接；在第一垂直方向工字钢支撑2的下端还焊接有一根第二工字钢斜撑7，该第二工字钢斜撑7的另一端与开口环向工字钢支撑1的开口下沿焊接。如此设置，通过第一工字钢斜撑6和第二工字钢斜撑7可以有效地提高开口环向工字钢支撑1的开口上下沿处的结构强度。

参见图2、图3和图5，在本实施例中，该管片支撑加固结构还包括闭合环向工字钢支撑8，该闭合环向工字钢支撑8设置在与隧道联络通道两侧相邻的闭合环盾构隧道管片200的内壁上。闭合环向工字钢支撑8内设置有第三垂直方向工字钢支撑9、第四垂直方向工字钢支撑10和第二水平方向工字钢支撑11。其中，第三垂直方向工字钢支撑9的上下两端均与闭合环向工字钢支撑8焊接；第四垂直方向工字钢支撑10的上下两端也均与闭合环向工字钢支撑8焊接；第二水平方向工字钢支撑11与第三垂直方向工字钢支撑9和第四垂直方向工字钢支撑10的上端焊接；该第三垂直方向工字钢支撑9、第四垂直方向工字钢支撑10、第二水平方向工字钢支撑11和闭合环向工字钢支撑8的底部共同围合形成供车辆和人员通过的第二通道12，该第二通道12与第一通道5相对应。

如此设置，在隧道联络通道处两侧相邻的闭合环盾构隧道管片200内设置上述的闭合环向工字钢支撑8、第三垂直方向工字钢支撑9、第四垂直方向工字钢支撑10、第二水平方向工字钢支撑11和第二通道12等结构，可以更好地支撑联络通道处的盾构管片，避免管片产生较大变形，保证施工安全。

进一步地，参见图1和图4，在本实施例中，第一水平方向工字钢支撑4的一端从第二垂直方向工字钢支撑3远离第一通道5的一侧伸出并与开口环向工字钢支撑1焊接；第二垂直方向工字钢支撑3远离第一通道5的一侧下端还焊接有一根第三水平方向工字钢支撑13，该第三水平方向工字钢支撑13的另一端与开口环向工字钢支撑1焊接；第二水平方向工字钢支撑11的两端均与闭合环向工字钢支撑8焊接；第三垂直方向工字钢支撑9和第四垂直方向工字钢支撑10远离第二通道12的一侧下端均焊接有一根第四水平方向工字钢支撑14，该第四水平方向工字钢支撑14的另一端与闭合环向工字钢支撑8焊接。这样设置，可以进一步提高该管片支撑加固结构的结构强度，更好地避免联络通道处的管片发生变形。

参见图1、图2、图4和图5，在本实施例中，在第一水平方向工字钢支撑4与第一垂直方向工字钢支撑2和第二垂直方向工字钢支撑3的连接处、第二水平方向工字钢支撑11与第三垂直方向工字钢支撑9和第四垂直方向工字钢支撑10的连接处、第三水平方向工字钢支撑13与第二垂直方向工字钢支撑3的连接处、第四水平方向工字钢支撑14与第三垂直方向工字钢支撑9和第四垂直方向工字钢支撑10的连接处均焊接有一根槽钢斜撑15。通过该槽钢斜撑15，可以进一步提高上述连接处的牢固性，提升管片支撑加固结构的结构强度。

参见图1和图4，在本实施例中，在第一垂直方向工字钢支撑2和第二垂直方向工字钢支撑3的下端两侧均焊接有一块第一加劲钢板16，该第一加劲钢板16的下端与开口环向工字钢支撑1焊接；在第三垂直方向工字钢支撑9和第四垂直方向工字钢支撑10的下端两侧均焊接有一块第二加劲钢板17，该第二加劲钢板17的下端与闭合环向工字钢支撑8焊接。如此设置，可以使第一垂直方向工字钢支撑2、第二垂直方向工字钢支撑3与开口环向工字钢支撑1之间连接更加牢固，使第三垂直方向工字钢支撑9、第四垂直方向工字钢支撑10与闭合环向工字钢支撑8之间连接更加牢固。

参见图1、图2、图4和图5，在本实施例中，在开口环向工字钢支撑1和闭合环向工字钢支撑8的底部还设置有一个车辆轨枕18，车辆轨枕18与开口环向工字钢支撑1、闭合环向工字钢支撑8焊接，该车辆轨枕18贯穿第一通道5和第二通道12，在车辆轨枕18上设置有车辆轨道19。盾构出渣电瓶车及相关工作人员可由该车辆轨道19正常通行，在施工隧道联络通道时不干扰盾构隧道的正常施工，可加快施工进度，保证施工工期。

参见图3，在本实施例中，开口环向工字钢支撑1和闭合环向工字钢支撑8内沿隧道纵向通长设置有纵向工字钢支撑20，该纵向工字钢支撑20与开口环向工字钢支撑1及闭合环向工字钢支撑8焊接，将开口环向工字钢支撑1及其两侧的闭合环向工字钢支撑8连接形成整体。这样设置，可以使开口环向工字钢支撑1、两侧的闭合环向工字钢支撑8及其内部支撑件一起参与受力，进一步提高该管片支撑加固结构的整体结构强度。

为了方便对该管片支撑加固结构进行施工，参见图4，在本实施例中，开口环向工字钢支撑1分为六个模块段(顶端模块段a、右上模块段b、右下模块段c、底端模块段d、左下模块段e和左上模块段f)，多个模块段之间通过螺栓依次连接形成开口环向工字钢支撑1。并且，第一垂直方向工字钢支撑2、第二垂直方向工字钢支撑3和第一水平方向工字钢支撑4均分为两段，两段第一垂直方向工字钢支撑2之间、两段第二垂直方向工字钢支撑3之间、两段第一水平方向工字钢支撑4之间通过螺栓进行连接。

同样地，参见图5，闭合环向工字钢支撑8也分为六个模块段，六个模块段之间通过螺栓依次连接形成闭合环向工字钢支撑8。并且第三垂直方向工字钢支撑9、第四垂直方向工字钢支撑10和第二水平方向工字钢支撑11均分为两段，两段第三垂直方向工字钢支撑9之间、两段第四垂直方向工字钢支撑10之间、两段第二水平方向工字钢支撑11之间通过螺栓进行连接。开口环向工字钢支撑1和闭合环向工字钢支撑8的六个模块段中，只有左下模块段e和左上模块段f由区别，其余对应位置的模块段的结构是一样的。如此设置，管片支撑加固结构采用模块化拼装，各模块段可以事先在工厂预制，现场拼装操作程序简单，施工便捷快速。

总体而言，本发明的管片支撑加固结构受力合理，能够有效地支撑联络通道处的盾构管片，避免管片产生较大变形，保证施工安全；该管片支撑加固结构不会影响盾构出渣电瓶车及人员的正常通行，不干扰盾构隧道的正常施工，可使区间盾构掘进施工与联络通道施工同时进行，加快施工进度，保证工期；该管片支撑加固结构采用拼装式体系，现场操作程序简单，施工便捷快速；该管片支撑加固结构工厂预制化程度高，具有良好的发展空间和经济效益，市场应用前景广泛。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。