一种用于机械法联络通道打孔施工的管片的制作方法

本技术涉及隧道施工，具体而言，涉及一种用于机械法联络通道打孔施工的管片。

背景技术：

1、根据《地铁设计规范》规定：两条单线区间隧道之间，当隧道连贯长度大于600m时，应设联络通道。近些年提出了采用拼装式联络通道结构，并采用机械法联络通道施工的方法。常规隧道管片为钢筋混凝土结构，钢筋密度大，混凝土强度高，难以使用盾构机等进行切削作业，即不适合机械法联络通道的作业。

2、机械法联络通道施工方法需要在已施工完成的隧道壁上进行打孔施工作业，为方便施工，需要对作业面的主隧道管片做特殊处理，要求在短时间内不影响隧道的整体强度和稳定性，同时方便施工设备的对接，以及具有可切削性。因此，如何提供一种特殊的管片，能够适用于机械法联络通道的打孔施工作业，是目前亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本实用新型旨在提供一种特殊的管片，以此能够适用于机械法联络通道的打孔施工作业。

2、为实现上述目的，本实用新型提供了一种用于机械法联络通道打孔施工的管片，管片包括：第一筋笼，第一筋笼包围限定出供切削作业用的第一切削孔的至少部分；第二筋笼，第二筋笼覆盖第一切削孔的至少部分，并与第一筋笼捆绑连接；砼层，砼层浇筑于第一筋笼和第二筋笼。

3、本实用新型通过提供一种特殊的管片，以此能够适用于机械法联络通道的打孔施工作业，其中，第一筋笼包围限定出第一切削孔的至少部分，用于保证切削作业的进行；第二筋笼覆盖于第一切削孔的至少部分，能够保证在第一切削孔处打孔时实现对第二筋笼的切削作业，并且第二筋笼的大小与第一切削孔的至少部分的大小相适配；砼层浇筑于第一筋笼和第二筋笼之间以形成一种混凝土管片，使得管片整体的结构强度更高、稳定性更高；将第一筋笼与第二筋笼捆绑连接，一方面避免了第一筋笼与第二筋笼的连接因为砼层的浇筑而导致开裂、不稳固或发生散笼，另一方面也避免了在进行切削作业时发生分裂，保证了管片的整体强度。

4、第一筋笼、第二筋笼和砼层的相互连接和配合形成的一种管片结构，在进行切削作业时，不仅能够保证管片的整体强度和稳定性，而且第一筋笼与第二筋笼的捆绑连接更进一步地保证管片不易发生开裂；除此之外还可以选择合适的筋笼材质以适应钻销作业，从而保证节约工期和降低造价。

5、上述任一技术方案中，第一筋笼和第二筋笼的捆绑连接处位于第一切削孔之外的周缘。

6、将第一筋笼和第二筋笼的捆绑连接处设置于第一切削孔的周缘，一方面捆绑连接处能够保证管片结构的整体连接强度；另一方面将捆绑连接件设置于第一切削孔之外的周缘，能够保证在进行切削作业时捆绑连接件不会因切削而被破坏；此外，若将捆绑连接件设置于第一切削孔的区域内或区域边缘，因为捆绑连接件的材料硬度较大，则会导致增加切削作业的难度，因此将捆绑连接件设置于第一切削孔之外的周缘也能够节约工期和降低作业难度。

7、上述任一技术方案中，第一筋笼为非可切削筋笼，第二筋笼为可切削筋笼。

8、将第一筋笼设置为非可切削筋笼，并且设置的位置围绕并避让第一切削孔的至少部分，在机械法联络通道的切削作业时，非可切削筋笼结构的材质相比于可切削筋笼结构的材质会更加坚固且不易变形，不仅能够增加砼层的强度，还能够避免切削时管片会发生不规则破裂而破坏管片结构。将第二筋笼设置为可切削筋笼，可切削筋笼结构则是设置于覆盖第一切削孔的至少部分的位置，以此方便进行切削作业，降低由于混凝土和钢筋结构的组合形成的切削难度，同时也能节约工期和降低造价。

9、上述任一技术方案中，第一筋笼为钢筋笼，第二筋笼为纤维削筋笼。

10、选择将钢筋笼作为第一筋笼，钢筋具有高强度，耐腐蚀的特点，其在混凝土中主要承受拉应力，并且钢筋的外表面设有凸起结构，钢筋和混凝土有较大的粘结能力，因而能更好地承受外力的作用；此外钢筋还能够增加管片的整体强度，避免切削时管片会发生不规则开裂而破坏管片结构。选择将纤维削筋笼作为第二筋笼，纤维削筋笼的可切削材料代替钢筋，便于掘进机刀盘进行切削作业，不仅能够降低操作难度和节约工期，而且纤维削筋笼的成本较为低廉。

11、上述任一技术方案中，纤维削筋笼的材质为以下至少之一或其组合：玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维、金属纤维。

12、纤维削筋笼的材质可以为玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维、金属纤维等材料的至少之一或其组合，在现场加工时，纤维削筋笼为直接定制，减少了普通钢筋的加工步骤，并且绑扎的搭接方式代替焊接工序，节约了筋笼的制作时间；在对纤维削筋笼进行切削作业时，玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维、金属纤维等纤维材质容易被盾构机直接贯穿，节约了机械法联络通道打孔施工的成本，同时还减轻了粉尘与噪音等污染；在经济方面，相较于普通钢筋，纤维筋较轻，变向降低了筋笼的制安费用，节约了生产成本。其中，纤维筋的抗拉强度要优于普通钢筋，质量轻，耐腐蚀性强，材料结合力强，施工较为方便。除此之外，相较于钢筋，纤维筋的总体加工成本较低，同时也能够节约工期。

13、上述任一技术方案中，管片还包括：金属衬层，金属衬层设有供切削作业用的第二切削孔的至少部分。

14、管片设置有金属衬层，金属衬层设置于第一筋笼的至少一侧，并且与第一筋笼相贴合，其中，金属衬层不仅能够保证管片整体强度和稳定性，还能够避免切削时管片会发生不规则破裂，进而破坏管片结构。金属衬层设置有第二切削孔的至少部分，第二切削孔的至少部分能够保证在打孔施工时方便进行切削作业，并且还能够减少管片制作的用钢量和加工量，降低了加工成本。

15、上述任一技术方案中，第二切削孔的设置位置与第一切削孔的设置位置相互对应，第二切削孔的尺寸与第一切削孔的尺寸相互适配，第二筋笼覆盖第二切削孔的至少部分。

16、将第二切削孔与第一切削孔的设置位置相对应，并且将第二切削孔与第一切削孔的尺寸相适配，一方面能够保证顺利进行切削作业，降低切削作业的难度；另一方面施工时，由于掘进机只针对第一切削孔和第二切削孔进行切削，而对金属衬层和第一筋笼不接触，这就能够保证管片整体的稳定性，避免因施工而导致的开裂。将第二筋笼覆盖第二切削孔的至少部分，不仅能够避免由于设有第二切削孔而导致金属衬层的不稳定，提高金属衬层的强度，还能够保证金属衬层的第二切削孔与第二筋笼的大小相一致，进而方便进行施工打孔。

17、上述任一技术方案中，金属衬层为钢衬层。

18、金属衬层的材质为钢材，一方面，钢衬层的强度高、韧性好，制作简便，具有良好的装配性；联络通道与主隧道结构交叉处为异空间曲面，结构刚度不同、变形协调不一致，且长期承受的振动荷载较大，受力特性复杂，为整个体系的薄弱环节，因此，金属衬层的材质为钢材质，以此有效地保证接头耐久性要求。钢材质的金属衬层还能便于焊接金属组件，保证了金属组件连接的稳定性。

19、上述任一技术方案中，金属衬层的表面设有矩阵排列的多个连接件，连接件嵌入连接于砼层之中。

20、将多个连接件分散地布设于金属衬层的表面，并且设于金属衬层浇筑有砼层的一侧，使得砼层浇筑于金属衬层与筋笼结构之间后，砼层能够与连接件牢固地贴合在一起，进而保证了砼层与金属衬层连接的稳固性。通过在金属衬层的表面安装连接件便能够稳固砼层与金属衬层之间的连接，其结构简单，成本低廉，操作方便。连接件呈矩阵排列，使得砼层与金属衬层之间的连接更加稳固，连接件所产生的受力范围更大。

21、上述任一技术方案中，连接件为栓钉。

22、将栓钉的一端与金属衬层的表面相互连接，以保证栓钉能够固定在金属衬层上；柱形部的另一端相对于金属衬层的表面向外凸伸，一方面保证了栓钉与金属衬层连接的稳定性，另一方面能够保证砼层与金属衬层之间的紧固连接，避免发生开裂。多个第一栓钉分散地布置于金属衬层的表面，操作简单、成本低廉，保证了栓钉所产生的稳定效果。

23、采用本实用新型的技术方案后，能够达到如下技术效果：

24、本实用新型通过提供一种特殊的管片，以此能够适用于机械法联络通道的打孔施工作业，其中，第一筋笼包围限定出第一切削孔，用于保证切削作业的进行；第二筋笼覆盖于第一切削孔，能够保证在第一切削处打孔时实现对第二筋笼的切削作业；砼层浇筑于第一筋笼和第二筋笼之间以形成一种混凝土管片，使得管片整体的结构强度更高、稳定性更高。第一筋笼、第二筋笼和砼层的相互连接和配合形成的一种管片结构，在进行切削作业时，不仅能够保证管片的整体强度和稳定性，而且第一筋笼与第二筋笼的捆绑连接更进一步地保证管片不易发生开裂。