CN101881172B - 一种采用完全非轴向分块面的盾构隧道管片 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种采用完全非轴向分块面的盾构隧道管片，由封顶块A、位于封顶块两侧的邻接块B1-B2、起始拼装块C和位于起始拼装块与邻接块之间的标准块D1-D4组成，其特征在于，构成衬砌环的上述每块管片纵缝面均与衬砌环轴线不平行。本发明的优点在于避免拼装时接缝间密封材料压缩后拉伸，影响盾构隧道防水性能及施工质量；另外该管片与轴向成一定夹角，有利于盾构纵向推力转化为水平压紧力，达到管片块之间自锁的目的，提高管片拼装质量。

Description

一种采用完全非轴向分块面的盾构隧道管片

技术领域

本发明涉及隧道类，具体的讲是涉及一种采用完全非轴向分块面的盾构隧道管片。

技术背景

盾构隧道采用管片拼装式衬砌，每条隧道由若干管片衬砌环连接而成。每个管片衬砌环又根据隧道直径、管片厚度、地质条件等分成若干个衬砌块。同环内的衬砌块与衬砌块之间，衬砌环与衬砌环之间的接缝(即纵向接缝与环向接缝)设置有防水密封垫、连接螺栓等。

目前已经存在的管片的划分方式，一般将全环划分成标准块D，邻接块B及封顶块A(参见图1)，其中封顶块与邻接块之间纵向接缝设计为非轴向，呈前面大后面小的楔形，以利于最后纵向插入时楔紧衬砌环。其余标准块之间及标准块与邻接块之间接缝均为轴向接缝，即接缝面的延伸线通过隧道圆心轴线。

该方式在实际使用过程中存在如下问题：

对新拼装的同一环衬砌，先拼装第一块后，再依次拼装剩余管片时，受相邻已拼装好的管片的影响，新拼装管片需先径向拼装定位，并在距离已拼装环衬砌面一定距离，对齐纵向螺栓孔后，利用纵向千斤顶压入。如图2所示，在对齐纵向螺栓孔的过程中，需保证新拼装块与上一拼装块之间纵向接缝张开量为0mm，即需要将弹性密封垫完全压缩后再插入。该施工过程引起管片纵缝防水弹性密封垫出现先压缩后拉伸的过程，使防水密封垫在环面与纵缝交叉处挤压，影响拼装效果，同时也存在漏水的安全隐患。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种采用完全非轴向分块面的盾构隧道管片，其能提高管片拼装质量与防水效果，增强管片拼装的稳定性，并加快隧道的施工进度。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种采用完全非轴向分块面管片的盾构隧道衬砌环，由封顶块、位于封顶块两侧的邻接块、起始拼装块和位于起始拼装块与邻接块之间的标准块组成，其特征在于，构成衬砌环的上述每块管片纵缝面均与衬砌环轴线不平行。

进一步说，所述起始拼装块为前小后大的楔形块；位于起始拼装块一侧各标准块的纵向接缝面均与起始拼装块该侧的纵缝面平行；邻接块一侧与相邻标准块的纵向接缝面平行，另一侧与封顶块的纵向接缝面平行；标准块和邻接块均形成近似平行四边形管片。

更进一步说，所述封顶块、邻接块、起始拼装块和标准块的纵向接缝面与衬砌环轴线之间夹角均在5°～10°之间。

本发明针对现有技术的不足，考虑管片拼装过程的运动轨迹，通过合理调整各管片的几何形状，防止防水密封垫出现先压缩再拉伸的过程，影响盾构隧道防水性能及施工质量，使防水密封垫仅随拼装过程产生压缩，确保拼装质量与防水效果。另外该管片与轴向成一定夹角，有利于盾构纵向推力转化为水平压紧力，达到管片块之间自锁的目的，提高管片拼装质量。以上技术方案成功地解决了拼装过程中弹性密封材料出现先压缩后拉伸的问题，并在纵向定位装置的配合下可提高管片拼装效率和精度。同时本发明还能提高工效，加快隧道的施工进度。

附图说明

图1现有方案示意图

图2现有方案衬砌环拼装示意图

图3是本发明衬砌圆环管片划分示意图；

图4是图3的剖视图；

图5为本发明衬砌圆环拼装示意图

图6为本发明起始拼装块C构造示意图

图7为本发明标准块D1、D2构造示意图

图8为本发明标准块D3、D4构造示意图

图9为本发明邻接块B1构造示意图

附图10为本发明邻接块B2构造示意图

附图11为本发明封顶块A构造示意图

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明的特征及相关特征做进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

实施例：如图3-4所示，本实施例涉及一种采用完全非轴向分块面的盾构隧道管片，由封顶块A、位于封顶块两侧的邻接块B1、B2、起始拼装块C和位于起始拼装块与邻接块之间的标准块D1、D2、D3、D4组成，并设置纵向连接。

每块管片纵缝面均采用非轴向的方式。具体利用时根据管片拼装方案，首先确定管片封顶块、邻接块、起始拼装块和标准块。

所述起始拼装块C为前小后大的楔形块；位于起始拼装块一侧的标准块D1、D2的纵向接缝面均与起始拼装块该侧的纵缝面M平行，位于起始拼装块另一侧的标准块D3、D4的纵向接缝面均与起始拼装块另一侧的纵缝面N平行，标准块D1、D2、D3、D4均形成近似平行四边形管片。

所述封顶块1为前大后小的楔形块，其两侧纵向接缝面P、Q与隧道轴向的夹角根据封顶块插入要求确定。

封顶块A一侧的纵向接缝面P与其相邻的邻接块B1的纵向接缝面平行，封顶块A另一侧纵向接缝面Q与其相邻的邻接块B2的纵向接缝面平行，邻接块B1、B2均形成近似平行四边形管片。

从上述描述可以看出，位于起始拼装块C一侧纵缝面M与封顶块A纵向接缝面P之间的各标准块和邻接块的纵向接缝面均平行；位于起始拼装块C另一侧纵缝面N与封顶块A纵向接缝面Q之间的各标准块和邻接块的纵向接缝面均平行；各标准块和邻接块均形成近似平行四边形管片。

上述封顶块、邻接块、起始拼装块和标准块的纵向接缝面与衬砌环轴线之间夹角均在5°～10°之间。

由于各管片拼装过程的最后阶段，其移动轨迹线基本平行于隧道轴线，而管片纵缝面与隧道轴线有一夹角，因此相邻两块管片之间的纵缝防水密封垫随拼装过程逐渐压缩到设计状态，不会出现先压缩后拉伸的现象。

Claims (3)

1.一种采用完全非轴向分块面的盾构隧道管片，由封顶块、位于封顶块两侧的邻接块、起始拼装块和位于起始拼装块与邻接块之间的标准块组成，其特征在于，构成衬砌环的上述每块管片纵缝面均与衬砌环轴线不平行。

2.根据权利要求1所述的一种采用完全非轴向分块面的盾构隧道管片，其特征在于，所述起始拼装块为前小后大的楔形块；位于起始拼装块一侧各标准块的纵缝面均与起始拼装块该侧的纵缝面平行；邻接块一侧与相邻标准块的纵缝面平行，另一侧与封顶块的纵缝面平行；标准块和邻接块均形成近似平行四边形管片。

3.根据权利要求1或2所述的一种采用完全非轴向分块面管片的盾构隧道衬砌环，其特征在于，所述封顶块、邻接块、起始拼装块和标准块的纵缝面与衬砌环轴线之间夹角均在5°～10°之间。

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