一种地铁盾构隧道管线安装用预埋套筒论文和设计-杨俊杰

全文摘要

一种地铁盾构隧道管线安装用预埋套筒，包括定位塑料薄片、多个FRP套筒和多个用于将FPR套筒定位在管片内侧钢模板上的磁铁环，磁铁环的数目与FPR套筒的数目相同，一个FRP套筒对应一个磁铁环，所述定位塑料薄片为弧形，且沿着其弧长方向设有与磁铁环数目相同的预留孔，所述预留孔包括磁环套孔和四个扣耳槽孔，四个扣耳槽孔均布在磁环套孔一周且与磁环套孔连通；所述FRP套筒包括筒体、用于与管片的钢筋网片锚固的扩大翼和套筒加粗段外螺纹，所述筒体及套筒加粗段外螺纹的中心处设有用于与外挂槽道连接的连接螺栓孔。本实用新型提供了一种地铁盾构隧道管线安装用预埋套筒，以提高外挂槽道的安装质量，保证地铁的正常运行。

主设计要求

1.一种地铁盾构隧道管线安装用预埋套筒，其特征在于：包括定位塑料薄片、多个FRP套筒和多个用于将FPR套筒定位在管片内侧钢模板上的磁铁环，磁铁环的数目与FPR套筒的数目相同，一个FRP套筒对应一个磁铁环，所述定位塑料薄片为弧形，且沿着其弧长方向设有与磁铁环数目相同的预留孔，所述预留孔包括磁环套孔和四个扣耳槽孔，四个扣耳槽孔均布在磁环套孔一周且与磁环套孔连通；所述FRP套筒包括筒体、用于与管片的钢筋网片锚固的扩大翼和套筒加粗段外螺纹，所述扩大翼设置在筒体的上端，所述套筒加粗段外螺纹设置在筒体的下端，所述筒体及套筒加粗段外螺纹的中心处设有用于与外挂槽道连接的连接螺栓孔；所述磁铁环包括磁环本体和四个扣耳，四个扣耳均布在磁环本体外边缘一周，所述磁环本体的中心处设有内螺纹孔，所述套筒加粗段外螺纹与磁环本体上的内螺纹孔连接，磁铁环安装在定位塑料薄片上的预留孔内，同时磁铁环上的扣耳扣接在扣耳槽孔内。

设计方案

所述FRP套筒包括筒体、用于与管片的钢筋网片锚固的扩大翼和套筒加粗段外螺纹，所述扩大翼设置在筒体的上端，所述套筒加粗段外螺纹设置在筒体的下端，所述筒体及套筒加粗段外螺纹的中心处设有用于与外挂槽道连接的连接螺栓孔；

所述磁铁环包括磁环本体和四个扣耳，四个扣耳均布在磁环本体外边缘一周，所述磁环本体的中心处设有内螺纹孔，所述套筒加粗段外螺纹与磁环本体上的内螺纹孔连接，磁铁环安装在定位塑料薄片上的预留孔内，同时磁铁环上的扣耳扣接在扣耳槽孔内。

2.如权利要求1所述的一种地铁盾构隧道管线安装用预埋套筒，其特征在于：所述FRP套筒上的连接螺栓孔内设有粗牙内螺纹。

3.如权利要求1或2所述的一种地铁盾构隧道管线安装用预埋套筒，其特征在于：所述磁铁环为永磁铁制作的。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及地铁盾构隧道技术领域，尤其是涉及一种地铁盾构隧道管线安装用预埋套筒。

背景技术

地铁作为现代城市的重要基础设施，在我国正在大规模地建设之中，地铁隧道是地铁建设中的关键工程，其中是地铁内管线的安装也是一项保障地铁安全运行的重要工作。由于目前我国大部分地铁隧道采用盾构技术，隧道衬砌是由预制混凝土管片拼装而成的，有较高的防水要求。对于安装管线，需要有管线安装架子，传统做法是采用后植锚栓的方式，即在管片上打孔植入锚栓，安装管线架子，这种方法在管片上打孔时有严重的粉尘、振荡、噪音污染，施工环境恶劣；人工冲孔效率低、工期长；容易损伤管片，管片崩裂、渗水、构件锈蚀现象普遍；升级改造、新增设备需重新冲孔，施工不便。目前还有一种方法是在管片预制过程中预埋安装孔或槽，但必须全断面安装，浪费严重，成本较高，且管片预制时预埋件定位困难，精度要求高，实际安装操作较困难，最重要的是还不能解决预埋件老化、损坏后的修复以及预埋安装件导致管片混凝土结构耐久性下降等问题。

发明内容

为了解决现行预埋式套筒，外挂槽道中预埋定位不准，预埋金属套筒耐久性不能满足地铁工程百年大计，老化和损坏后不能维修等问题，本实用新型提供了一种地铁盾构隧道管线安装用预埋套筒，以提高外挂槽道的安装质量，保证地铁的正常运行。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种地铁盾构隧道管线安装用预埋套筒，包括定位塑料薄片、多个纤维增强塑料套筒(简称FRP套筒)和多个用于将FPR套筒定位在管片内侧钢模板上的磁铁环，磁铁环的数目与FPR套筒的数目相同，一个FRP套筒对应一个磁铁环，所述定位塑料薄片为弧形，且沿着其弧长方向设有与磁铁环数目相同的预留孔，所述预留孔包括磁环套孔和四个扣耳槽孔，四个扣耳槽孔均布在磁环套孔一周且与磁环套孔连通；

进一步，所述FRP套筒上的连接螺栓孔内设有粗牙内螺纹。

再进一步，所述磁铁环为永磁铁制作的。

本实用新型的有益效果主要表现在：

1)将预埋套筒材料改用FRP材料制作，并将套筒设计成带扩大翼结构，提高了锚固件的耐久性和锚固力；

2)采用磁铁环和塑料薄片作为安装附件，提高了套筒的安装精度且方便施工。

附图说明

图1是FRP套筒的结构示意图。

图2是磁铁环的正视图。

图3是图2的俯视图。

图4是定位塑料薄片的结构示意图。

图5是图4中A部放大图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

参照图1～图5，一种地铁盾构隧道管线安装用预埋套筒，包括定位塑料薄片7、多个FRP套筒1和多个用于将FPR套筒1定位在管片内侧钢模板上的磁铁环5，磁铁环5的数目与FPR套筒1的数目相同，一个FRP套筒1对应一个磁铁环5，所述定位塑料薄片7为弧形，且沿着其弧长方向设有与磁铁环5数目相同的预留孔，所述预留孔包括磁环套孔和四个扣耳槽孔，四个扣耳槽孔均布在磁环套孔一周且与磁环套孔连通；

所述FRP套筒1包括筒体、用于与管片的钢筋网片锚固的扩大翼4和套筒加粗段外螺纹3，所述扩大翼4设置在筒体的上端，所述套筒加粗段外螺纹3设置在筒体的下端，所述筒体及套筒加粗段外螺纹3的中心处设有用于与外挂槽道连接的连接螺栓孔2；

所述磁铁环包括磁环本体和四个扣耳6，四个扣耳6均布在磁环本体外边缘一周，所述磁环本体的中心处设有内螺纹孔，所述套筒加粗段外螺纹3与磁环本体上的内螺纹孔连接，磁铁环5安装在定位塑料薄片7上的预留孔内，同时磁铁环5上的扣耳6扣接在扣耳槽孔8内。

本实用新型的基本原理较简单，就是为管线安装支架提供固定的着力点位置，即预埋用于外挂槽道的套筒位置，此位置可沿圆形隧道内表面环向布设，为外挂弧形槽道提供可靠的支承点。本实用新型的原理就是采用纤维增强材料(FRP)代替现行的钢制套筒，提高预埋件的耐久性问题，保证隧道衬砌结构的长期安全问题，另外增设预制定位块，以方便在管片预制时精确定位而不受管片制作工艺的影响。

本实用新型的技术方案是利用具有高耐久性的新型工程用纤维增强材料(FRP)制作预埋套筒，来保证预埋件的耐久性。考虑到套筒预埋时的定位困难，采用定位磁铁环与FRP套筒组合，直接将FRP套筒定位在管片内侧钢模板上。

本实用新型的地铁盾构隧道管线安装用套筒用定位磁铁环吸附在管片内侧钢模板上，每个套筒一个定位磁铁环，套筒间的定位采用薄塑料片，以适应不同弧度的管片内径。

弧形槽道及组件的尺寸确定方法：

1)FRP套筒的实质为预埋螺母，为提高其耐久性，采用FRP材质，并采用粗牙内螺纹，外侧采用螺纹与磁铁环组合；d_{1<\/sub>为预埋套筒的基本尺寸，由外挂管线的重量所决定，d_{1<\/sub>＝10～20mm，d_{2<\/sub>为FRP套筒与磁铁环的外螺纹直径，考虑到套筒的可靠性，取d_{2<\/sub>＝(2.5～3.0)d_{1<\/sub>，螺纹高度C≥T，为加强套筒的锚固力，在套筒底部设扩大翼，取扩大翼直径d_{3<\/sub>＝(4.0～4.5)d_{1<\/sub>，取厚度F＝12～20mm，取预埋套筒总长H＝(5.5～6.0)d_1<\/sub>。}}}}}}}

2)磁铁环采用永磁铁制作，厚度5≤T≤12mm，中心设内孔，孔中心与套筒中心孔重合，中心孔加工内螺纹，与套筒外螺纹相配合，取磁铁环外径为d_{4<\/sub>＝(2.0～2.5)d_{2<\/sub>，磁铁环外边缘对称设四个扣耳，与定位塑料薄片上的扣耳槽孔扣接；}}

3)定位塑料薄片为PVC薄片，起固定套筒间距以及定位尺寸而设置，取厚度E为3～5mm，在套筒中心位置留孔，与磁铁环套接，定位塑料薄片宽度取d_{5<\/sub>+20mm。弧长S与预制管片的弧长相适应，各预埋套筒间距L不大于500mm。R为定位塑料薄片弧半径，与管片内半径相同。}

本实用新型的具体使用方法如下：

1)根据设计所需悬挂的管线及管线支架类型，选择FRP套筒1的类型，确定外挂槽道连接螺栓孔径d_{1<\/sub>，以d_{1<\/sub>作为基本尺寸，选定套筒的其它尺寸(d_{2<\/sub>、d_{3<\/sub>、C、F和H)、相应的定位磁铁环5及尺寸d_{4<\/sub>、T，选定塑料薄片7及尺寸S、d_5<\/sub>；}}}}}

2)在预制管片内弧模板架设完成后，根据选定的弧长S和弧长内布设的套筒个数，将磁铁环5布设在相应的位置上；

3)将塑料薄片7上的预留孔和扣耳槽孔8逐个与磁铁环扣接；

4)放置管片的钢筋网片，用临时闷头将套筒外挂槽道连接螺栓孔2盖住，防止新浇混凝土进入孔内，通过套筒加粗段外螺纹3将套筒逐个拧入磁铁环5内；

5)浇筑管片混凝土，养护，脱模，套筒预埋完成。

设计图

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