一种防脱落式盾构隧道预制中隔墙限位结构的制作方法

1.本实用新型涉及地下工程技术领域，尤其是一种防脱落式盾构隧道预制中隔墙限位结构。


背景技术：

2.我国地下工程建设快速发展，城市轨道交通建设规模逐年增加，受限于复杂的地下空间条件，工程困难程度也在逐渐增加，建设一条大断面盾构隧道同时容纳上下行方向的轨道交通线路是一种高效的解决方案。由于城市轨道交通运营通风、列车运行、防灾疏散的要求，需要再大盾构中间设置中隔墙来分隔不同方向的列车线路。目前盾构隧道管片环已经实现全环预制，盾构施工过程中机械化拼装，施工效率和工程精度都已经达到了较高的水平，与之相比，盾构中隔墙的施工还在采用现浇法、预制与现浇组合施工的方式、以及低水平的预制拼装。
3.中隔墙在与盾构结构顶部管片连接时，均需要考虑盾构圆环竖向变形不均匀的问题，中隔墙与管片环之间需要预留盾构顶部沉降余量，并且为保证盾构圆形管片环受力的合理性，中隔墙不可以约束管片的竖向变形。运营期间受到区间活塞风风压荷载，机电设备荷载影响，中隔墙需要承担较大的水平方向荷载，综合上述影响因素，中隔墙在与盾构结构顶部连接位置采用可竖向活动的简支梁结构。通常的解决方式是在盾构顶部管片位置安装中隔墙横向位移约束装置，如横向牛腿、限位角钢、传力杆等。这些限位结构均需在管片表面钻孔后埋设建筑锚栓固定，为保证中隔墙竖直性，锚栓钻孔需要极高的定位精度，并且考虑到后续管片变形引起的中隔墙偏斜，限位结构还需要拥有不增加新钻孔的前提下进行水平方向调整的能力。受到列车震动荷载和活塞风荷载的影响，中隔墙板和位移约束结构之间的贴合会松动，位移约束结构与管片的连接容易出现松动，长期使用过程中容易发生破损脱落。
4.轨道交通中隔墙主要是需要满足运营通风、防灾疏散、通风排烟的要求，中隔墙需要做到有效分隔上下行方向的轨道交通线路空间，阻止两线间的空气流通、烟雾蔓延、防火隔热，因此在中隔墙与管片间的预留空隙需要采用岩棉等防火材料填缝，现有中隔墙施工工艺难以做到密实的填充，受到结构变形的影响，填缝材料容易变形松动，中隔墙两侧列车活塞风和列车震动都可能引起填充材料脱落，危害行车安全。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种防脱落式盾构隧道预制中隔墙限位结构，通过对限位结构进行结构设计，克服了现有中隔墙限位结构复杂，脱落后容易引发不良影响，与中隔墙贴合性差，缝隙填塞难以密实、填塞材料容易松散脱落的问题。
6.本实用新型目的实现由以下技术方案完成：
7.一种防脱落式盾构隧道预制中隔墙限位结构，用于对设置在盾构管片内的中隔墙
进行限位，其特征在于：该限位结构包括布置在所述中隔墙顶部两侧的限位角钢，两个所述限位角钢分别与所述盾构管片固定连接，且两个所述限位角钢之间通过连接结构连成整体；两个所述限位角钢形成有一限位槽，所述中隔墙的顶部位于所述限位槽内，所述限位槽内设置有防火填充物，所述连接结构贯穿所述防火填充物设置。
8.所述限位角钢与所述盾构管片之间通过螺栓连接固定，在所述限位角钢上具有与所述螺栓相适配的长螺栓孔，所述限位角钢可通过调节所述螺栓在所述长螺栓孔内的位置调整其与所述盾构管片之间的相对位置。
9.所述限位结构沿所述中隔墙的纵向均匀间隔布置。
10.所述连接结构为圆形螺栓，所述圆形螺栓的两端分别固定在两个所述限位角钢上。
11.所述连接结构为t型螺栓，所述t型螺栓的一端插装在一侧的所述限位角钢所预留的矩形长槽内，另一端与另一侧的所述限位角钢通过螺栓固定。
12.所述连接结构包括一插杆和一插槽，所述插槽固定在一侧的所述限位角钢上，所述插杆固定在另一侧的所述限位角钢上，所述插杆可承插在所述插槽内并构成固定。
13.一种涉及上述的防脱落式盾构隧道预制中隔墙限位结构的安装方法，其特征在于：该安装方法包括以下步骤：
14.根据中隔墙的厚度及中隔墙的设计位置确定两侧限位结构的安装位置；
15.将所述中隔墙一侧的限位角钢逐一固定在盾构管片上并保证若干所述限位角钢纵向对齐；
16.按设计定位准确竖立所述中隔墙并在调整所述限位角钢的位置使其密贴在所述中隔墙的墙体侧面；
17.在所述盾构管片与所述中隔墙之间填塞防火填充物；
18.在所述中隔墙的另一侧安装限位角钢，通过连接结构将两侧的限位角钢连成整体并贯穿所述防火填充物，之后将该侧的限位角钢固定在所述盾构管片上。
19.本实用新型的优点是：
20.（1）限位结构制作简单，可以采用工厂标准化预制，制造速度快，加工质量容易控制。
21.（2）限位角钢可以采用不同规格型钢、钢板焊接，加工灵活性大，适用于不同规格的盾构隧道。
22.（3）限位角钢可以压紧密封岩棉条，连接结构穿过密封岩棉条，可以防止岩棉条隧道运营过程中发生脱落。
23.（4）中隔墙两侧限位角钢相互连接，单侧角钢与管片的连接失效不影响使用，若双侧角钢与管片连接均松脱，也不会直接掉落。
24.（5）螺栓孔均使用长圆形孔，可以降低安装精度要求，提高安装效率。
25.（6）连接结构为圆形螺栓和t型螺栓时，可以主动将限位角钢压紧在中隔墙上，防止中隔墙在使用过程中出现晃动。
26.（7）连接结构为连接插槽时，后安装一侧的限位角钢插入已安装一侧限位角钢的预留插槽中即可实现限位角钢的快速连接。
27.（8）t型螺栓和t形钢条在安装及维修过程中可以在中隔墙单侧安装完成。
28.（9）中隔墙安装过程为，先将单侧限位角钢固定在盾构管片上，利用长圆孔调整限位角钢在纵向成一条直线，保证中隔墙板贴合在限位角钢时保持纵向位置精确。
29.（10）连接结构穿过预制岩棉条，岩棉防火隔热性能优良，可以防止火灾发生时，连接结构受热失效。
30.（11）本实用新型中的中隔墙连接结构可以约束中隔墙水平方向位移，并且保留管片竖向变形的能力，中隔墙从悬臂受力变为两侧受支撑的简支结构，结构受力体系更好。
31.（12）岩棉条采用集中预制，预制岩棉整体性好，使用中不易发生松散，并且安装过程不会对岩棉条切割破坏。
32.（13）岩棉条在加工过程中预制成不同厚度，适用于不同缝隙宽度，并且岩棉具有一定弹性，可以保证缝隙始终被充满。
33.（14）岩棉提前开孔预留连接结构穿过条件，保证岩棉条外形在安装时不受破坏，避免岩棉整体性破坏。
34.（15）使用岩棉作为密封防火材料，岩棉防火密封性能良好，在保证密封性的情况下，也可满足火灾条件下的使用能力。
35.（16）本实用新型提出的安装方案，中隔墙板的安装和拆卸均可以在单侧隧道空间内完成，可以极大简化运维养护难度。
36.（17）使用钢材制造限位结构和连接结构，长期循环荷载作用下钢材残余强度高，并且可以做到出现较大弹性变形不发生破坏。
37.（18）每对限位结构相互连接并被压紧在中隔墙板上，单侧限位结构失效不影响限位功能，两侧限位结构均失效不会从中隔墙上脱落，不影响安全。
38.（19）t型螺栓头部与凸齿外形一致，t形头部穿过开口旋转90
°
即可完成连接。
39.（20）中隔墙顶部与管片之间预留空隙，为盾构结构后期变形预留空间。
40.（21）中隔墙受力方式合理，密封材料性价比高，管片与中隔墙间预留有空隙作为结构不均匀变形空间，限位结构安全性强，安装过程简单方便，具有很强的推广价值，可以提高工程施工效率、保障运营安全。
附图说明
41.图1为本实用新型中采用中隔墙的盾构隧道横断面示意图；
42.图2为本实用新型中限位结构与中隔墙的安装结构示意图；
43.图3为本实用新型中限位结构安装平面示意图；
44.图4为本实用新型的一种优选限位结构的结构示意图；
45.图5为本实用新型的一种优选限位结构的结构示意图；
46.图6为本实用新型的一种优选限位结构的结构示意图。
具体实施方式
47.以下结合附图通过实施例对本实用新型特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
48.如图1
‑
6所示，图中标记1
‑
10分别表示为：盾构管片1、中隔墙2、限位结构3、限位角钢4、密封岩棉条5、管片连接螺栓6、连接结构7、圆形螺栓8、t型螺栓9、连接插槽10。
49.实施例一：如图1
‑
3所示，本实施例中的防脱落式盾构隧道预制中隔墙限位结构，其用于对架设在盾构管片1内的中隔墙2进行限位。限位结构采用限位角钢4固定盾构中隔墙2和密封岩棉条5，每对限位角钢4之间存在连接结构7。该方法可以紧密固定中隔墙2，防止限位结构3、密封岩棉5发生松脱甚至脱落。
50.如图1所示，在大断面盾构隧道中会设置中隔墙2将盾构管片1内部空间进行分隔，并且为合理优化中隔墙2受力模式，采用可竖向活动的简支梁结构，为满足这一需要中隔墙2与隧道顶部管片1内壁位置需要设置限位结构3。
51.如图2所示，限位结构3包含限位角钢4、管片连接螺栓6、连接结构7。限位角钢4通过管片连接螺栓6锚固在盾构管片1上。在限位角钢4与盾构管片1的对接位置开设有与管片连接螺栓6相吻合适配的长圆螺栓孔，管片连接螺栓6可穿过限位角钢4上的该长圆螺栓孔与盾构管片1相连接固定；此时，由于管片连接螺栓6可在长圆螺栓孔内进行位置调节，从而使限位角钢4可调整其与盾构管片1之间的相对位置，保证限位结构3的位置精度，从而提高中隔墙2竖立后的位置精度。
52.如图2所示，在盾构管片1与中隔墙2之间设置有作为防火填充物的密封岩棉条5，该密封岩棉条5可采用工厂预制加工，填塞盾构管片1与中隔墙2的空隙，可以在日常运营甚至火灾发生时发挥隔离中隔墙两侧隧道空间的作用。在中隔墙2两侧的限位角钢4通过连接结构7相接形成整体结构，起到拉紧限位角钢4与中隔墙2间隙，防止限位结构3脱落的作用，并且进一步保证对中隔墙2的限位效果。
53.如图3所示，每两个限位角钢4组成一对，其对称布置在中隔墙2的两侧。限位角钢4之间采用密封岩棉条5填满，安装完成后的限位角钢4可以压紧密封岩棉条5，避免密封岩棉条5脱落。
54.如图4所示，连接结构7可以使用圆形螺栓8，螺栓紧固后可以将限位角钢4压紧在中隔墙2表面。在两个限位角钢4上分别设置有供圆形螺栓8穿过的螺栓孔，圆形螺栓8的两端分别固定在两个限位角钢4上。
55.实施例二：本实施例相较于实施例一的不同之处在于：如图5所示，连接结构7采用t型螺栓9，安装右侧限位角钢4时，t型螺栓插入左侧限位角钢4上的预留矩形长槽，旋转90
°
贴合预留卡齿，旋紧螺母即可完成连接。采用t型螺栓9进行两个限位角钢4的连接时，在中隔墙2单侧即可完成限位螺栓结构的装拆，尤其可以便利运营期间对中隔墙2进行维护，大大提高工作效率。
56.实施例三：本实施例相较于实施例一、二的不同之处在于：如图6所示，连接结构7可以使用连接插槽10，安装右侧限位角钢4时，仅需将插销水平插入左侧限位角钢上的槽钢中，安装简单快捷。
57.上述实施例在具体实施时，包括如下安装方法：
58.1）根据中隔墙2厚度，确定两侧限位结构3安装位置。
59.2）采用管片连接螺栓6将单侧限位角钢4固定在管片1内壁，做到纵向基本对齐，以保证中隔墙2竖立后的位置精度。
60.3）按设计定位准确竖立中隔墙2，利用长圆螺栓孔调整限位角钢4位置，让每一个限位角钢4密贴中隔墙2。通过可调整的限位角钢4克服中隔墙2因表面质量而导致的限位失效，即由于中隔墙2的墙体表面因预制质量问题有存在一些局部凹凸的可能，此时便可调整
限位角钢4的位置使限位角钢4始终密贴在中隔墙2的侧面上，从而保证其限位效果。
61.4）在管片1与中隔墙2之间填塞密封岩棉条5。
62.5）安装另外一侧限位角钢4，利用圆形螺栓8、t型螺栓9或连接插槽10与已经安装限位角钢4连接。最后采用若采用圆形螺栓8或t型螺栓9作为连接结构7，则需要旋紧连接螺母。采用管片连接螺栓6将限位角钢4固定在管片1上，最终安装完成。
63.虽然以上实施例已经参照附图对本实用新型目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本实用新型作出各种改进和变换，故在此不一一赘述。