裝配式襯砌

裝配式襯砌

裝配式襯砌,由預製廠或工場預製構件在現場組裝的一種混凝土襯砌。

裝配式襯砌

正文

用在工廠或工地預製的構件拼裝而成的隧道襯砌。裝配式襯砌與整體式(模築)襯砌比較,可以減輕工人的勞動強度,節約勞動力,降低建築材料消耗和提高襯砌質量。一般地說,裝配式襯砌的造價較低,施工進度也較快。由於襯砌拼裝就位後,幾乎就能夠立即承重,拼裝工作可以緊接隧道開挖面進行,因而縮短了坑道開挖後毛洞的暴露時間,使地層壓力不致過大;而且不用臨時支撐,有助於機械化快速施工和工業化生產。採用裝配式襯砌是地下工程的發展方向之一。
圓形隧道裝配式襯砌的結構材料有混凝土、鋼筋混凝土、鑄鐵、鑄鋼、鋼板和混凝土等。鋼筋混凝土管片襯砌(見圖)的構件形式,有箱形管片和板形管片。素混凝土襯砌則多做成剛性砌塊。砌塊最適用於較小直徑或含水量較低的穩定地層內,各塊間接縫的防水需要妥善處理。砌塊式結構的施工拼裝速度快,費用較低。管片則適用於不穩定地層各種直徑的隧道內,其縱向和環向管片間都通過螺栓相聯結,中間設定防水層嵌縫,防水性能較有保證;但拼裝速度降低,施工費用增加。單線地下鐵道的裝配式管片襯砌環一般可分為6~8塊;雙線地下鐵道可分為8~10塊構件;小斷面隧道可只分為4~6塊構件。分塊原則要考慮結構的柔性和防水要求,並根據管片的製作、運輸和安裝等方面的因素確定,使管片尺寸和拼裝都達到高精度。拱頂處設定封頂管片。由於施工方便和受力需要,趨向於採用徑向楔入或縱向插入式的封頂管片。

裝配式襯砌裝配式襯砌
管片襯砌各環間的縱向聯結方式有通縫和錯縫兩種。所有襯砌環的縱縫對齊的稱為通縫;而環間縱縫互相錯開,猶如磚砌體一樣的稱為錯縫。通縫拼裝方便,但錯縫的整體性較好。砌塊間接頭用球鉸式、榫槽式或銷釘式等;管片間接頭則由雙排或單排螺栓聯結。為增加結構柔度,採用位於斷面三分之一處的單排螺栓居多。接頭防水是裝配式襯砌的關鍵問題,除要求管片製作保證精度,以儘量消除初始縫隙外,接頭本身要有防水措施。當採用多道防水接頭構造時,其第一道為防水密封墊,具有良好的彈性變形性能;第二道為內側嵌縫槽,最好在隧道變形已趨基本穩定時再做;必要時可再添設第三道灌漿孔,待隧道變形穩定後進行灌漿。實際工程視重要性而採取一道至多道防水措施。
在用盾構法施工的圓形隧道中,廣泛採用了裝配式管片襯砌。在施工階段作為臨時支撐使用,並承受盾構千斤頂頂力和其他施工荷載;竣工後則作為永久性承重結構,並防止泥水滲入。必要時可在其內部灌築混凝土或鋼筋混凝土內襯,以提高隧道的防水能力,修正施工誤差,並起裝飾作用。
在用礦山法施工的隧道中,當地質條件允許並有施工場地和相應的機械設備時,也可採用裝配式襯砌。馬蹄形裝配式襯砌,可由數塊管片或砌塊拼裝而成。還有採用石塊砌築邊牆,頂拱用一整塊半圓拱或兩塊三鉸拱構件組成直牆拱形襯砌。
明挖法施工的地下結構,更適於採用裝配式襯砌。當具有一定的運輸和吊裝能力時,對無水地層或解決好接頭防水措施後,都可以大力推廣。也可以先裝配內層為一次襯砌,再以它為模板,在其外層再灌築一層現澆襯砌。此外,採用結構裝配而接頭為現場灌築的裝配-整體式襯砌,在保證防水條件下,可以增大結構的整體剛度。
裝配式襯砌結構,除承受岩土地層壓力等荷載以外,還須驗算構件運輸和拼裝時的施工受力條件。結構計算應考慮接頭剛度對襯砌受力和變形的影響。土質隧道的裝配式襯砌,設定接頭以後結構變柔,使沿襯砌周邊的地層壓力分布趨於均勻,可以改善襯砌受力性能,降低材料消耗。

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