CN105041337B - 一种地下盾构隧道衬砌管片的接缝拼接结构及防水方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种地下盾构隧道衬砌管片的接缝拼接结构及防水方法,钢构连接件镶嵌在两个衬砌管片的接缝之间,且钢构连接件与衬砌管片的接触面设有防水部件,预应力筋同时穿过两个衬砌管片和钢构连接件并通过锚固形成整体结构。本发明将一个钢构连接件固定在两个混凝土衬砌管片的接缝处,提高了管片接缝处的刚度与稳定性,并可进行三道防水措施(挡水条、防水衬垫、防水涂料),同时通过预应力筋施加局部预应力将混凝土管片与钢构连接件拼接为整体构件。与现有技术相比,该方法通过增加钢构连接件,有效提高管片接缝处的刚度,并通过接触面的凹凸部分设计,有效提高了管片接缝处的防水衬垫尺寸,对盾构隧道衬砌结构的稳定性与渗水等问题具有参考价值。

Description

一种地下盾构隧道衬砌管片的接缝拼接结构及防水方法
技术领域
[0001] 本发明涉及岩土工程与地下隧道工程领域,具体涉及一种地下盾构隧道衬砌管片 的接缝拼接结构与防水方法。
背景技术
[0002] 随着现代化城市建筑、土木及交通公共设施的发展,城市的土地资源日趋紧张,为 了节约城市内的土地资源,缓解城市内公共交通拥挤等问题,拓展城市的地下空间势在必 行,修建地铁、城市地下公路隧道等地下交通设施具有十分重要的意义。
[0003] 地下隧道工程的施工方法有许多种,如明挖法、爆破法、盾构法等。其中,明挖法在 城市隧道的施工中对居民的工作和生活造成严重干扰,影响地上工程的正常使用;爆破法 常见于坚硬岩石隧道的开挖,工程一般位于较为偏远的岩石山区等;而盾构法作为一种安 全、可靠、快速、环保的施工方法,对于地下隧道埋深较大、周边地质条件相对复杂的隧道工 程较为适合,特别是城市地下隧道工程的开挖、过江隧道的开挖等具有非常明显的优势。
[0004] 地下隧道工程由于工程地质条件相对复杂,经常会发生围岩变形、坍塌等现象,故 盾构开挖后的隧道衬砌支护及壁后注浆具有十分重要的意义。常见的隧道衬砌支护管片的 拼装方法主要是管片通缝拼装与错缝拼装两种,这两种衬砌支护结构具有施工速度快、建 造成本低等特点,但也经常出现结构渗漏水、结构局部裂缝与损坏等病害,且主要发生在管 片拼接的环缝与纵缝位置。因此,对管片环缝、纵缝等接缝处进行防水与加固设计具有重大 意义,也是地下隧道工程稳定性与安全性的重要保证。
发明内容
[0005] 发明目的:本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种地下盾构隧道衬砌 管片的接缝拼接结构及防水方法,用于解决地下隧道工程衬砌管片接缝处经常存在渗水与 局部裂缝与损坏等工程病害等问题。
[0006] 技术方案:本发明提供了一种地下盾构隧道衬砌管片的接缝拼接结构,包括两个 衬砌管片、钢构连接件、防水部件和预应力筋,所述钢构连接件镶嵌在两个衬砌管片的接缝 之间,且钢构连接件与衬砌管片的接触面设有防水部件,利用预应力筋同时穿过两个衬砌 管片和钢构连接件并通过锚固形成整体结构。
[0007] 进一步,所述衬砌管片的接缝处具有凹部,所述钢构连接件的中段两侧具有相适 配的凸部,通过衬砌管片与钢构连接件的凹凸结合方式,使得衬砌管片接缝处的刚度和稳 定性提高,不易损坏。
[0008] 进一步,所述防水部件包括挡水条及防水衬垫,所述挡水条设置在接缝靠近隧道 外侧的部位,所述防水衬垫设置在接缝的整个凹凸部位,使得防水衬垫尺寸变大,防水效果 更佳。
[0009] 进一步,所述钢构连接件和两个衬砌管片在靠近隧道内侧的接缝处填充有水泥砂 浆,使得管片接缝密实,并涂抹有防水涂料,进行第三道防水措施。
[0010] 上述地下盾构隧道衬砌管片的接缝拼接结构的防水方法,将一个钢构连接件镶嵌 在两个衬砌管片的接缝处,同时在钢构连接件与衬砌管片的接触面上设置防水部件,对同 时穿过两个衬砌管片和钢构连接件的预应力筋施加局部预应力后通过端部锚固形成整体 结构。
[0011] 进一步,预制时在所述衬砌管片接缝中段的截面做内凹处理,相应的在所述钢构 连接件接缝中段的截面做凸起处理,并使凸起能够镶嵌在内凹处。
[0012] 进一步,所述防水部件包括挡水条及防水衬垫,所述挡水条安装在接缝靠近隧道 外侧的部位,其材质为遇水膨胀的橡胶;所述防水衬垫包裹在接缝的整个凹凸部位,其材质 为丁腈橡胶。
[0013] 进一步,在靠近隧道内侧的接缝处用水泥砂浆填缝,并涂抹防水涂料,所述水泥砂 浆选择与预制衬砌管片相同的水泥搅拌。
[0014] 进一步,所述衬砌管片在靠近隧道内侧部位的拼接处在预制时进行逐步加厚处 理,并预留供预应力筋穿过的预应力孔,同时在钢构连接件的对应部位预留预应力孔,两个 衬砌管片与钢构连接件拼装后,预应力筋穿过预应力孔并对其施加局部预应力,用预应力 锚固螺栓进行端部锚固,将混凝土管片与钢构连接件紧密相连,形成整体构件。
[0015] 有益效果:本发明将一个钢构连接件固定在两个混凝土衬砌管片的接缝处,提高 了管片接缝处的刚度与稳定性,并可进行三道防水措施(挡水条、防水衬垫、防水涂料),其 中防水衬垫通过衬砌管片接触面的凹凸部分进行了尺寸加大,提高了管片接缝处的防水性 能;同时通过预应力筋施加局部预应力将混凝土管片与钢构连接件拼接为整体构件。与现 有技术相比,该方法通过增加钢构连接件,有效提高管片接缝处的刚度,并通过接触面的凹 凸部分设计,有效提高了管片接缝处的防水衬垫尺寸,对盾构隧道衬砌结构的稳定性与渗 水等问题具有参考价值。
附图说明
[0016] 图1为本发明混凝土衬砌管片纵缝拼接与防水方法示意图;
[0017] 图2为本发明混凝土衬砌管片环缝拼接与防水方法示意图。
具体实施方式
[0018] 下面对本发明技术方案进行详细说明,但是本发明的保护范围不局限于所述实施 例。
[0019] 实施例:一种地下盾构隧道衬砌管片的接缝拼接结构,将一个钢构连接件2镶嵌在 两个混凝土衬砌管片1A、1B的接缝处,具体的,衬砌管片1A、1B的接缝边缘具有凹部,钢构连 接件2的中段两侧具有相适配的凸部,通过凹凸配合形成镶嵌结构。同时,在钢构连接件2与 混凝土衬砌管片1A、1B的两侧接触面上安置挡水条3与防水衬垫4,挡水条3设置在靠近隧道 外侧的两条接缝处,防水衬垫4设置包裹在镶嵌结合的两侧凹凸部位接缝处。随后通过同时 穿过两个衬砌管片1A、1B和钢构连接件2的预应力筋5施加局部预应力将两个衬砌管片1A、 1B与钢构连接件2锚固为整体。最后在靠近隧道内侧接缝处进行水泥砂浆7填缝并涂抹防水 涂料8。
[0020] 本实施例中纵缝与环缝的实施方法一致,如图1、2所示,具体实施步骤如下:
[0021] ①混凝土衬砌管片1A、1B边缘的接缝处预制为凹形,即四周边缘的截面中心位置 内凹,用来镶嵌钢构连接件2;钢构连接件2截面中段预制时凸起,用来镶嵌在两个混凝土衬 砌管片1A、1B的接缝截面处。
[0022] ②将遇水膨胀的橡胶制作的挤压挡水条3粘贴在钢构连接件2靠近隧道外侧的部 位两边;将丁腈橡胶防水衬垫4粘贴在钢构连接件2中段凸起的部位两边,将凸起部位全部 包最。
[0023] ③对混凝土衬砌管片1A、1B靠近隧道内侧部位的拼接处在预制时进行逐步加厚处 理,预留预应力孔洞,同时在钢构连接件2的对应部位预留预应力筋孔洞,将两个混凝土衬 砌管片1A、1B与钢构连接件2拼装后对穿过孔洞的预应力筋5施加局部预应力,施加预应力 后用预应力锚固螺栓6A、6B进行端部锚固,将混凝土衬砌管片1A、1B与钢构连接件2紧密相 连,形成整体构件。
[0024]④在靠近隧道内侧接缝处填充水泥砂浆7,水泥砂浆7选择与预制混凝土衬砌管片 1A、1B相同型号的水泥搅拌;并在填充完水泥砂浆7的接缝处涂抹防水涂料8,进行衬砌管片 1A、1B接缝处的最后一层防水措施。

Claims (6)

1.一种地下盾构隧道衬砌管片的接缝拼接结构,其特征在于:包括两个衬砌管片、钢构 连接件、防水部件和预应力筋,所述钢构连接件镶嵌在两个衬砌管片的接缝之间,所述衬砌 管片的接缝处具有凹部,所述钢构连接件的中段两侧具有相适配的凸部,且钢构连接件与 衬砌管片的接触面设有防水部件,所述预应力筋同时穿过两个衬砌管片和钢构连接件并通 过锚固形成整体结构; 所述防水部件包括挡水条及防水衬垫,所述挡水条设置在接缝靠近隧道外侧的部位, 所述防水衬垫设置在接缝的整个凹凸部位;所述钢构连接件和两个衬砌管片在靠近隧道内 侧的接缝处填充有水泥砂浆,并涂抹有防水涂料。
2.—种根据权利要求1所述的接缝拼接结构的防水方法,其特征在于:将一个钢构连接 件镶嵌在两个衬砌管片的接缝处,同时在钢构连接件与衬砌管片的接触面上设置防水部 件,对同时穿过两个衬砌管片和钢构连接件的预应力筋施加局部预应力后通过端部锚固形 成整体结构。
3. 根据权利要求2所述的防水方法,其特征在于:预制时在所述衬砌管片接缝中段的截 面做内凹处理,相应的在所述钢构连接件接缝中段的截面做凸起处理,并使凸起能够镶嵌 在内凹处。
4. 根据权利要求3所述的防水方法,其特征在于:所述防水部件包括挡水条及防水衬 垫,所述挡水条安装在接缝靠近隧道外侧的部位,其材质为遇水膨胀的橡胶;所述防水衬垫 包裹在接缝的整个凹凸部位,其材质为丁腈橡胶。
5. 根据权利要求2所述的防水方法,其特征在于:在靠近隧道内侧的接缝处用水泥砂浆 填缝,并涂抹防水涂料,所述水泥砂浆选择与预制衬砌管片相同的水泥搅拌。
6.根据权利要求2所述的防水方法,其特征在于:所述衬砌管片在靠近隧道内侧部位的 拼接处在预制时进行逐步加厚处理,并预留供预应力筋穿过的预应力孔,同时在钢构连接 件的对应部位预留预应力孔,两个衬砌管片与钢构连接件拼装后,预应力筋穿过预应力孔 并对其施加局部预应力,用预应力锚固螺栓进行端部锚固,将混凝土管片与钢构连接件紧 密相连,形成整体构件。
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