CN105507924B - 管片环缝连接组件、隧道管片结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了管片环缝连接组件、隧道管片结构及施工方法，该管片环缝连接组件，包括分别预埋于需要纵向对接的两片管片上的环缝阳件和环缝阴件；所述环缝阳件包括依次连接的头部、颈部和尾部，所述头部的外径大于所述颈部的外径，颈部与尾部通过万向头连接；环缝阴件包括相连接的前部和后部，前部内设有一内腔，所述前部上远离所述后部的一端开设一与所述内腔连通的开口，前部上围绕所述开口四周设有若干滑块机构，开口的内径大于头部的外径。不但具有一定的容差能力，适应施工环境，能够满足衬砌管片1施工和使用时的受力、变形和防水要求，而且，可以实现管片纵向和环向的同时对接，具有施工快捷方便，易于机械化、自动化施工的优点。

Description

管片环缝连接组件、隧道管片结构及施工方法

技术领域

本发明涉及一种隧道施工工具，尤其涉及一种管片环缝连接组件、隧道管片结构及施工方法。

背景技术

管片接头是盾构隧道装配式衬砌管片的重要组成部分，接头的性能、经济性直接决定整个衬砌结构的性能发挥和建设成本。目前国内盾构隧道衬砌基本全都使用螺栓作为连接件，包括短直螺栓、长直螺栓、弯螺栓、斜螺栓等。

螺栓作为连接件安装直观可靠，可以保证要求的紧固力，但是也存在着很多问题：

1)使用螺栓作为连接件需要在管片上设置手孔，手孔对混凝土管片造成了削弱，在施工和使用中容易发生管片局部开裂的问题，进而导致渗漏水，影响正常使用和衬砌的耐久性

2)螺栓的紧固基本都是人工作业，耗费大量时间和人力，施工速度慢、工期长。

目前，常见环缝连接件有以下两种：楔入型连接件和摩擦型连接件。其中，楔入型连接件，具有构件制作简单，施工方便和抗动力荷载性能较好的优点，但是施工要求高，允许误差小。摩擦型连接件具有构件制作简单，施工方便以及组合配件少，成品率高的优点，但是施工精度要求比楔入型高，采用摩擦传力，抗拉强度缺乏保障，且抗动力荷载性能不如楔入型好。

目前已经应用的纵缝快速连接件的形式多样，但从基本构造上来看主要有两类：第一类，两个C型件中插入H型件的C-H-C型纵缝快速连接件,两个C型件分别与锚筋固定连接；第二类，一个C型件中插入T型件的C-T型纵缝快速连接件，C型件与T型件分别与锚筋固定连接。C-H-C型纵缝快速连接件在管片制作时更费材料，成本更高，且三件型比两件型连接件传力环节多一个，这样出现问题的环节也就多一些，在同等条件下刚度也相对较小。此外，两类连接件都存在受力不合理，使用时容易出现应力集中现象。

因此，如何提供一种结构简单、性能可靠、装拆方便的管片环缝连接组件、隧道管片结构及施工方法，已成为建筑施工界需进一步完善优化的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种管片环缝连接组件、隧道管片结构及施工方法，不但具有一定的容差能力，适应施工环境，能够满足衬砌管片施工和使用时的受力、变形和防水要求，而且，可以实现管片纵向和环向的同时对接，具有施工快捷方便，易于机械化、自动化施工的优点。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种管片环缝连接组件，包括分别预埋于需要纵向对接的两片管片上的环缝阳件和环缝阴件；所述环缝阳件包括依次连接的头部、颈部和尾部，所述头部的外径大于所述颈部的外径，所述颈部与所述尾部通过万向头连接；所述环缝阴件包括相连接的前部和后部，所述前部内设有一内腔，所述前部上远离所述后部的一端开设一与所述内腔连通的开口，所述前部上围绕所述开口四周设有若干滑块机构，所述开口的内径大于所述头部的外径，所述滑块机构在自然状态下形成的孔径大于所述颈部的外径且小于所述头部的外径，所述滑块机构在受到所述头部挤压时能够收缩使得所述头部伸入所述前部的内腔。

优选的，所述滑块机构围绕所述开口中心均匀分布，所述滑块机构位于所述内腔，所述滑块机构包括固定于所述前部的滑槽、滑块以及弹簧，所述滑块穿设于所述滑槽内能够相对所述滑槽移动，所述滑块上远离开口中心的一端与所述前部的侧壁之间设置所述弹簧。

优选的，所述头部的外侧端倒角处理，所述滑块上远离所述前部的端面在靠开口处以相同角度倒角处理。

优选的，所述滑块在自然状态下朝开口中心方向伸入所述开口的深度为5-7mm，所述开口的内径大于所述的头部的外径3-4mm。

优选的，所述环缝阴件整体预埋入管片，且所述前部上具有开口的端面与所述管片的端面相齐平；所述环缝阳件的所述尾部预埋入对应管片内。

优选的，所述环缝阳件的所述尾部上远离头部的一端设有螺栓孔，所述环缝阴件的所述后部上远离所述前部的一端开设螺栓孔，所述螺栓孔分别通过锚筋与管片固定连接。

优选的，所述滑块机构数量是三个，三个滑块机构围绕所述开口的中心呈120度排列；所述滑块机构数量是四个，四个滑块机构围绕所述开口的中心呈90度排列。

本发明还公开了一种隧道管片结构，包括若干管片，所述管片在纵向通过如上所述的管片环缝连接组件连接。

优选的，在上述的隧道管片结构中，所述管片在环向通过管片纵缝连接组件连接，所述管片纵缝连接组件包括分别预埋于需要环向对接的两片管片上的纵缝阳件与纵缝阴件，所述纵缝阴件与环缝阳件位于同一管片的相邻端面上，所述纵缝阳件包括渐变截面圆柱体、连接板以及底座，所述连接板的一端固接于所述渐变截面圆柱体的侧面，所述连接板的另一端与所述底座连接，所述连接板的厚度小于所述渐变截面圆柱体的小头直径，所述渐变截面圆柱体的轴心线与管片的纵向相平行；所述纵缝阴件包括前段与后段，前段内开设一与所述渐变截面圆柱体相匹配的渐变截面圆柱腔室，所述前段上远离后段的一端开设一与所述连接板的形状、尺寸相匹配并与所述渐变截面圆柱腔室相连通的通孔，所述纵缝阴件整体预埋入管片内，所述管片内设有一能够容纳所述纵缝阳件的凹槽，所述纵缝阴件位于所述凹槽的一侧。

优选的，在上述的隧道管片结构中，所述连接板与所述底座通过一转轴连接，所述转轴的轴向与所述渐变截面圆柱体的轴向相平行。

优选的，在上述的隧道管片结构中，所述渐变截面圆柱体与所述渐变截面圆柱腔室的变径坡度相同，均为1/50-1/30，所述渐变截面圆柱体的小头直径为7-9mm,所述渐变截面圆柱体的大头直径为12-14mm，所述纵缝阴件与纵缝阳件沿管片纵向的长度为110-140mm,所述纵缝阴件与纵缝阳件的宽度为90-120mm,所述纵缝阴件与纵缝阳件的高度为55-65mm。

优选的，在上述的隧道管片结构中，所述纵缝阴件整体预埋入管片内，所述管片内设有一能够容纳所述纵缝阳件的凹槽，所述纵缝阴件位于所述凹槽的一侧，所述纵缝阴件的所述前段上远离所述后段的一端与所述管片的端面相齐平，所述前段上对应所述渐变截面圆柱腔室的大头的端面与所述管片的所述凹槽的一个侧面齐平；所述纵缝阳件的所述底座的靠连接板处缩颈处理，所述底座的缩颈根部以后的其余部分预埋入管片。

本发明还公开了一种如上所述的隧道管片结构的施工方法，包括如下步骤：

第一步：通过管片安装臂，调整带有纵缝阴件与环缝阳件的管片的位置，使得所述凹槽对准已经安装好的具有纵缝阳件的管片的所述纵缝阳件，环缝阳件对准已经安装好的具有环缝阴件的另一管片的所述环缝阴件；

第二步，通过管片安装臂，将带有纵缝阴件与环缝阳件的管片沿着隧道纵向已经安装好的具有环缝阴件的另一管片方向逐渐推进，使得纵缝阴件逐渐插入到纵缝阳件中，实现管片的纵向连接，同时使得环缝阳件的头部卡扣于环缝阴件的内腔内。

由以上公开的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

(1)本发明提供的管片环缝连接组件，包括分别预埋于需要纵向对接的两片管片上的环缝阳件和环缝阴件；所述环缝阳件包括依次连接的头部、颈部和尾部，所述头部的外径大于所述颈部的外径，所述颈部与所述尾部通过万向头连接；所述环缝阴件包括相连接的前部和后部，所述前部内设有一内腔，所述前部上远离所述后部的一端开设一与所述内腔连通的开口，所述前部上围绕所述开口四周设有若干滑块机构，所述开口的内径大于所述头部的外径，所述滑块机构在自然状态下形成的孔径大于所述颈部的外径且小于所述头部的外径，所述滑块机构在受到所述头部挤压时能够收缩使得所述头部伸入所述前部的内腔，头部伸入所述前部的内腔后，滑块机构回弹，使得头部卡在所述环缝阴件的内腔内，万向头使得所述头部能够相对所述尾部转动一定角度，具有一定的活动空间，提高环缝阴件与环缝阳件的连接便利性和适应性，具有一定的容差能力，具有一定的容差能力，连接施工快捷方便，能够在满足衬砌管片施工和使用时的受力、变形和防水要求的前提下，实现机械化、自动化施工。

(2)本发明通过将所述头部的外侧端倒角处理，且所述滑块上远离所述前部的端面在靠开口处以相同角度倒角处理，可以进一步提高隧道管片环缝连接组件的容差能力。此外，所述开口的内径大于所述的头部的外径3-4mm。也可以进一步提高隧道管片环缝连接组件的容差能力。

(3)本发明通过将所述环缝阴件整体预埋入管片，且所述前部上具有开口的端面与所述管片的端面相齐平，所述环缝阳件的所述尾部预埋入对应管片内，确保环缝阴件以及环缝阳件与所述管片可靠连接，满足衬砌管片施工和使用时的受力、变形和防水要求。此外，所述环缝阳件的所述尾部上远离头部的一端设有螺栓孔，所述环缝阴件的所述后部上远离所述前部的一端开设螺栓孔，所述螺栓孔分别通过锚筋与管片固定连接，可以进一步提高环缝阳件和环缝阴件与管片之间的连接强度。

(4)本发明的隧道管片结构及其施工方法，采用管片纵缝连接组件，所述管片纵缝连接组件包括分别预埋于需要环向对接的两片管片上的纵缝阳件与纵缝阴件，所述纵缝阳件包括渐变截面圆柱体、连接板以及底座，所述连接板的一端固接于所述渐变截面圆柱体的侧面，所述连接板的另一端与所述底座连接，所述连接板的厚度小于所述渐变截面圆柱体的小头直径，所述渐变截面圆柱体的轴心线与管片的纵向相平行；所述纵缝阴件包括前段与后段，前段内开设一与所述渐变截面圆柱体相匹配的渐变截面圆柱腔室，所述前段上远离后段的一端开设一与所述连接板的形状、尺寸相匹配并与所述渐变截面圆柱腔室相连通的通孔，当纵向相邻的管片连接时，通过将纵缝阳件的渐变截面圆柱体的小头端逐步伸入所述纵缝阴件的具有渐变截面圆柱腔室的前段的大头端，连接施工方便便捷，具有一定的容差能力，在满足衬砌管片施工和使用时的受力、变形和防水要求的前提下，能够实现机械化、自动化施工，无需进行人工连接施工，有效提高了施工效率。

(5)本发明的隧道管片结构及其施工方法，所述连接板与所述底座通过一转轴连接，所述转轴的轴向与所述渐变截面圆柱体的轴向相平行，使得所述连接板及渐变截面圆柱体能够相对所述底座转动一定角度，扩大了渐变截面圆柱体的活动范围，从而显著提高了隧道管片纵缝连接组件的容差能力，即容忍误差的能力。

(6)本发明的隧道管片结构及其施工方法，采用上述结构的管片纵缝连接组件与管片环缝连接组件，不但具有一定的容差能力，适应施工环境，能够满足衬砌管片1施工和使用时的受力、变形和防水要求，而且，可以实现管片纵向和环向的同时对接，具有施工快捷方便，易于机械化、自动化施工的优点。

附图说明

图1为发明一实施例的管片环缝连接组件组装前示意图；

图2为发明一实施例的管片环缝连接组件的组装后示意图；

图3为发明一实施例中环缝阳件的结构示意图；

图4为图3的右视图；

图5为发明一实施例中环缝阴件的结构示意图；

图6为图5的左视图；

图7为发明另一实施例的管片纵缝连接组件组装前示意图；

图8为发明另一实施例的管片纵缝连接组件的组装后示意图；

图9为发明另一实施例中纵缝阳件的结构正视示意图；

图10为图9的后视图；

图11为图9的右视图；

图12为图9的俯视图；

图13为发明另一实施例中纵缝阴件的结构示意图；

图14为图13的后视图；

图15为图13的右视图；

图16为图13的俯视图；

图17为本发明另一实施例的隧道管片结构的施工方法中第一步时的结构示意图；

图18为本发明另一实施例的隧道管片结构的施工方法中第二步时的结构示意图；

图中：1-管片、2-环缝阳件、21-头部、211-倒角一、22-颈部、23-尾部、24-万向头、25-螺栓孔一、3-环缝阴件、31-前部、311-内腔、312-开口、313-圆角一、32-后部、33-滑块机构、331-滑槽、332-滑块、3321-倒角二、333-弹簧、34-螺栓孔二、4-锚筋、2’-纵缝阳件、21’-渐变截面圆柱体、22’-连接板、23’-底座、231’-螺栓孔三、232’-缩颈根部、24’-转轴、3’-纵缝阴件、31’-前段、311’-渐变截面圆柱腔室、312-'通孔、32’-后段、321’-螺栓孔四、5-管片安装臂。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种管片环缝连接组件、隧道管片结构及施工方法作进一步详细说明。根据下面的说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。以下将由所列举之实施例结合附图，详细说明本发明的技术内容及特征。需另外说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本发明技术方案的限制。

实施例一

请参阅图1至图6，本实施例公开了一种管片环缝连接组件，包括分别预埋于需要纵向对接的两片管片1上的环缝阳件2和环缝阴件3；所述环缝阳件2包括依次连接的头部21、颈部22和尾部23，所述头部21的外径大于所述颈部22的外径，所述颈部22与所述尾部23通过万向头24连接；所述环缝阴件3包括相连接的前部31和后部32，所述前部31内设有一内腔311，所述前部31上远离所述后部32的一端开设一与所述内腔311连通的开口312，所述前部31上围绕所述开口312四周设有若干滑块机构33，所述开口312的内径大于所述头部21的外径，所述滑块机构33在自然状态下形成的孔径大于所述颈部22的外径且小于所述头部21的外径，所述滑块机构33在受到所述头部21挤压时能够收缩使得所述头部21伸入所述前部31的内腔311，头部21伸入所述前部31的内腔311后，滑块机构33会回弹，使得头部21卡在所述环缝阴件3的内腔311内，万向头24使得所述头部21能够相对所述尾部23转动一定角度，具有一定的活动空间，提高环缝阴件3与环缝阳件2的连接便利性和适应性，具有一定的容差能力，适应施工环境，能在满足衬砌管片1施工和使用时的受力、变形和防水要求的前提下，具有施工快捷方便，易于机械化、自动化施工的优点。

本实施例中，所述环缝阳件2和环缝阴件3的材料均为345钢。所述环缝阳件2的长度为70-90mm,其中尾部23长度为20mm，头部21长度为20以内。所述环缝阴件3中的所述前部31包括前壁、侧壁以及后壁，所述开口312开设于所述前壁上，所述前壁与后壁的厚度大于或者等于所述侧壁的厚度。本实施例中，所述侧壁的厚度为5-7mm。

优选的，在上述的管片环缝连接组件中，所述滑块机构33围绕所述开口312的中心均匀分布，所述滑块机构33位于所述内腔311，所述滑块机构33包括固定于所述前部31的滑槽331、滑块以及弹簧333，所述滑块332穿设于所述滑槽331内能够相对所述滑槽331移动，所述滑块332上远离开口312中心的一端与所述前部31的侧壁之间设置所述弹簧333。所述滑块332在受到环缝阳件2的头部21挤压时会压缩弹簧333收缩，使得头部21能够顺利进入所述环缝阴件3的内腔311内，连接方便快捷，易于机械化和自动化施工。

本实施例中，所述滑块332为钢结构块件，厚度为7-10mm，宽度为8-12mm，所述滑块332在自然状态下朝开口312中心方向伸入所述开口312的深度d为5-7mm。

本实施例中，所述滑块机构33数量是三个，三个滑块机构33围绕所述开口312的中心呈120度排列。当然，所述滑块机构33数量也可以是四个，四个滑块机构33围绕所述开口312的中心呈90度排列。所述滑块机构33数量的可以根据需要设置，在此不作限定。

为了确保环缝阴件3以及环缝阳件2与所述管片1可靠连接，满足衬砌管片1施工和使用时的受力、变形和防水要求，本实施例中，所述环缝阴件3整体预埋入管片1，且所述前部31上具有开口312的端面与所述管片1的端面相齐平，所述环缝阳件2的所述尾部23预埋入对应管片1内。

为了进一步提高环缝阴件3以及环缝阳件2与所述管片1的连接强度，优选的，在上述的管片环缝连接组件中，所述环缝阳件2的所述尾部23上远离头部21的一端设有深度为25-35mm的螺栓孔，即螺栓孔一25，所述环缝阴件3的所述后部32上远离所述前部31的一端开设深度为25-35mm的螺栓孔，即螺栓孔二34，所述螺栓孔分别通过锚筋4与管片1固定连接，以进一步满足衬砌管片1施工和使用时的受力、变形要求。

优选的，在上述的管片环缝连接组件中，所述头部21的外侧端倒角处理，即所述头部21的远离所述尾部23的一端形成倒角一211，所述滑块上远离所述前部31的端面在靠开口312处以相同角度倒角处理，即所述滑块332上远离所述前部31的端面在靠开口312处形成相同角度的倒角二3321。也就是说，当头部21伸入开口312时，头部21的倒角面与滑块332的倒角面相接触，相同角度的倒角，可以扩大两者的接触面，不但使得滑块332的受力更加均匀稳定，可靠传递给弹簧333，而且也在一定程度上起到提高容差能力的作用。所述倒角可以为30-60度，优选为45度。

此外，为了进一步提高隧道管片1管片环缝连接组件的容差能力，所述开口312的内径大于所述的头部21的外径3-4mm。

此外，优选的，在上述的管片环缝连接组件中，所述开口312做圆角处理，形成圆角一313，圆角的半径为2mm，以避免环缝阳件2与环缝阴件3因尖角而碰伤，延长其使用寿命。

实施例二

本实施例公开了一种隧道管片结构，包括若干管片，所述管片在纵向通过如实施例一所述的管片环缝连接组件连接，所述管片在环向通过管片纵缝连接组件连接。

请参阅图7至图16，并请结合参阅图1至图6，所述管片纵缝连接组件包括分别预埋于需要环向对接的两片管片1上的纵缝阳件2’与纵缝阴件3’，所述纵缝阴件2’与环缝阳件3位于同一管片1的相邻端面上，所述纵缝阳件2’包括渐变截面圆柱体21’、连接板22’以及底座23’，所述连接板22’的一端固接于所述渐变截面圆柱体21’的侧面，所述连接板22’的另一端与所述底座23’连接，所述连接板22’的厚度小于所述渐变截面圆柱体21’的小头直径，所述渐变截面圆柱体21’的轴心线与管片1的纵向相平行；所述纵缝阴件3’包括前段31’与后段32’，前段31’内开设一与所述渐变截面圆柱体21’相匹配的渐变截面圆柱腔室311’，所述前段31’上远离后段32’的一端开设一与所述连接板22’的形状、尺寸相匹配并与所述渐变截面圆柱腔室311’相连通的通孔312’。当纵向相邻的管片1连接时，通过将纵缝阳件2’的渐变截面圆柱体21’的小头端逐步伸入所述纵缝阴件3’的具有渐变截面圆柱腔室311’的前段31’的大头端，连接施工方便便捷，具有一定的容差能力，在满足衬砌管片1施工和使用时的受力、变形和防水要求的前提下，能够实现机械化、自动化施工，无需进行人工连接施工，有效提高了施工效率。

优选的，在本实施例中，所述连接板22’与所述底座23’通过一转轴24’连接，所述转轴24’的轴向与所述渐变截面圆柱体21’的轴向相平行。由于所述连接板22’与所述底座23’通过一转轴24’连接，所述转轴24’的轴向与所述渐变截面圆柱体21’的轴向相平行，使得所述连接板22’及渐变截面圆柱体21’能够相对所述底座23’转动一定角度，扩大了渐变截面圆柱体21’的活动范围，从而显著提高了隧道管片1管片纵缝连接组件的容差能力，即容忍误差的能力。

本实施例中，所述纵缝阴件3’与纵缝阳件2’沿管片1纵向的长度为110-140mm,所述纵缝阴件3’与纵缝阳件2’的宽度为90-120mm,所述纵缝阴件3’与纵缝阳件2’的高度为55-65mm。

为了使得渐变截面圆柱体21’具有足够的强度并能够与所述渐变截面圆柱腔室311’快速、可靠连接，优选的，在本实施例中，所述渐变截面圆柱体21’与所述渐变截面圆柱腔室311’的变径坡度相同，均为1/50-1/30。本实施例中，优选的，在本实施例中，所述渐变截面圆柱体21’的小头直径为7-9mm,所述渐变截面圆柱体21’的大头直径为12-14mm。

为提高纵缝阳件2’和纵缝阴件3’与管片1之间的连接强度，优选的，所述底座23’上远离所述连接板22’的一端开设螺栓孔，即螺栓孔三231’，所述后段32’上远离所述前段31’的一端开设螺栓孔，即螺栓孔四321’，所述螺栓孔分别通过锚筋4’与管片1固定连接。本实施例中，所述底座23’上远离所述连接板22’的一端开设两个螺栓孔，所述后段32’上远离所述前段31’的一端开设两个螺栓孔，两个螺栓孔的孔间距均为50-70mm，所述螺栓孔的深度均为25-35mm。

优选的，在本实施例中，所述纵缝阳件2’的所述底座23’的靠连接板22’处缩颈处理，所述底座23’的缩颈根部232’以后的其余部分预埋入管片1，从而可以确保纵缝阳件2’与所述管片1可靠连接，满足衬砌管片1施工和使用时的受力、变形和防水要求。

优选的，在本实施例中，所述纵缝阴件3’整体预埋入管片1内，所述纵缝阴件3’整体预埋入管片1内，所述管片1内设有一能够容纳所述纵缝阳件2’的凹槽10，所述纵缝阴件3’位于所述凹槽10的一侧，所述纵缝阴件3’的所述前段31’上远离所述后段32’的一端与所述管片1的端面相齐平，所述前段31’上对应所述渐变截面圆柱腔室311’的大头的端面与所述管片1的所述凹槽10的一个侧面齐平，从而可以在确保纵缝阴件3’与所述管片1可靠连接的前提下，便于纵缝阳件2’与纵缝阴件3’的连接，满足衬砌管片1施工和使用时的受力、变形和防水要求。

实施例三

本实施例公开一种如实施例二所述的隧道管片结构的施工方法，包括如下步骤：

第一步：请参阅图17，并请结合图1至图16，利用吊车通过管片安装臂5，调整带有纵缝阴件3’与环缝阳件2的管片1的位置，使得所述凹槽10对准已经安装好的具有纵缝阳件2’的管片1的所述纵缝阳件2’，环缝阳件2对准已经安装好的具有环缝阴件3的另一管片的所述环缝阴件3。

第二步，请参阅图18，并请结合图1至图16，通过管片安装臂5，将带有纵缝阴件3’与环缝阳件2的管片1沿着隧道纵向已经安装好的具有环缝阴件3的另一管片1方向逐渐推进，使得纵缝阴件逐渐插入到纵缝阴件2’中，实现管片1的纵向连接，同时使得环缝阳件2的头部卡扣于环缝阴件3的内腔内。

由上可见，本发明的隧道管片结构及其施工方法，采用上述结构的管片纵缝连接组件与管片环缝连接组件，不但具有一定的容差能力，适应施工环境，能够满足衬砌管片1施工和使用时的受力、变形和防水要求，而且，可以实现管片纵向和环向的同时对接，具有施工快捷方便，易于机械化、自动化施工的优点。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (12)

1.一种隧道管片结构，包括若干管片，其特征在于，所述管片在纵向通过管片环缝连接组件连接，所述管片在环向通过管片纵缝连接组件连接，所述管片纵缝连接组件包括分别预埋于需要环向对接的两片管片上的纵缝阳件与纵缝阴件，所述纵缝阴件与环缝阳件位于同一管片的相邻端面上，所述纵缝阳件包括渐变截面圆柱体、连接板以及底座，所述连接板的一端固接于所述渐变截面圆柱体的侧面，所述连接板的另一端与所述底座连接，所述连接板的厚度小于所述渐变截面圆柱体的小头直径，所述渐变截面圆柱体的轴心线与管片的纵向相平行；所述纵缝阴件包括前段与后段，前段内开设一与所述渐变截面圆柱体相匹配的渐变截面圆柱腔室，所述前段上远离后段的一端开设一与所述连接板的形状、尺寸相匹配并与所述渐变截面圆柱腔室相连通的通孔，所述纵缝阴件整体预埋入管片内，所述管片内设有一能够容纳所述纵缝阳件的凹槽，所述纵缝阴件位于所述凹槽的一侧。

2.如权利要求1所述的隧道管片结构，其特征在于，所述连接板与所述底座通过一转轴连接，所述转轴的轴向与所述渐变截面圆柱体的轴向相平行。

3.如权利要求1所述的隧道管片结构，其特征在于，所述渐变截面圆柱体与所述渐变截面圆柱腔室的变径坡度相同，均为1/50-1/30，所述渐变截面圆柱体的小头直径为7-9mm,所述渐变截面圆柱体的大头直径为12-14mm，所述纵缝阴件与纵缝阳件沿管片纵向的长度为110-140mm,所述纵缝阴件与纵缝阳件的宽度为90-120mm,所述纵缝阴件与纵缝阳件的高度为55-65mm。

4.如权利要求1所述的隧道管片结构，其特征在于，所述纵缝阴件整体预埋入管片内，所述管片内设有一能够容纳所述纵缝阳件的凹槽，所述纵缝阴件位于所述凹槽的一侧，所述纵缝阴件的所述前段上远离所述后段的一端与所述管片的端面相齐平，所述前段上对应所述渐变截面圆柱腔室的大头的端面与所述管片的所述凹槽的一个侧面齐平；所述纵缝阳件的所述底座的靠连接板处缩颈处理，所述底座的缩颈根部以后的其余部分预埋入管片。

5.如权利要求1所述的隧道管片结构，其特征在于，所述管片环缝连接组件，包括分别预埋于需要纵向对接的两片管片上的环缝阳件和环缝阴件；所述环缝阳件包括依次连接的头部、颈部和尾部，所述头部的外径大于所述颈部的外径，所述颈部与所述尾部通过万向头连接；所述环缝阴件包括相连接的前部和后部，所述前部内设有一内腔，所述前部上远离所述后部的一端开设一与所述内腔连通的开口，所述前部上围绕所述开口四周设有若干滑块机构，所述开口的内径大于所述头部的外径，所述滑块机构在自然状态下形成的孔径大于所述颈部的外径且小于所述头部的外径，所述滑块机构在受到所述头部挤压时能够收缩使得所述头部伸入所述前部的内腔。

6.如权利要求5所述的隧道管片结构，其特征在于，所述滑块机构围绕所述开口中心均匀分布，所述滑块机构位于所述内腔，所述滑块机构包括固定于所述前部的滑槽、滑块以及弹簧，所述滑块穿设于所述滑槽内能够相对所述滑槽移动，所述滑块上远离开口中心的一端与所述前部的侧壁之间设置所述弹簧。

7.如权利要求6所述的隧道管片结构，其特征在于，所述头部的外侧端倒角处理，所述滑块上远离所述前部的端面在靠开口处以相同角度倒角处理。

8.如权利要求6所述的隧道管片结构，其特征在于，所述滑块在自然状态下朝开口中心方向伸入所述开口的深度为5-7mm，所述开口的内径大于所述的头部的外径3-4mm。

9.如权利要求5所述的隧道管片结构，其特征在于，所述环缝阴件整体预埋入管片，且所述前部上具有开口的端面与所述管片的端面相齐平；所述环缝阳件的所述尾部预埋入对应管片内。

10.如权利要求5所述的隧道管片结构，其特征在于，所述环缝阳件的所述尾部上远离头部的一端设有螺栓孔，所述环缝阴件的所述后部上远离所述前部的一端开设螺栓孔，所述螺栓孔分别通过锚筋与管片固定连接。

11.如权利要求5所述的隧道管片结构，其特征在于，所述滑块机构数量是三个，三个滑块机构围绕所述开口的中心呈120度排列；所述滑块机构数量是四个，四个滑块机构围绕所述开口的中心呈90度排列。

12.一种如权利要求1-11任意一项所述的隧道管片结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步：通过管片安装臂，调整带有纵缝阴件与环缝阳件的管片的位置，使得所述凹槽对准已经安装好的具有纵缝阳件的管片的所述纵缝阳件，环缝阳件对准已经安装好的具有环缝阴件的另一管片的所述环缝阴件；

第二步，通过管片安装臂，将带有纵缝阴件与环缝阳件的管片沿着隧道纵向已经安装好的具有环缝阴件的另一管片方向逐渐推进，使得纵缝阴件逐渐插入到纵缝阳件中，实现管片的纵向连接，同时使得环缝阳件的头部卡扣于环缝阴件的内腔内。