CN105909275A - 止浆防渗管片及隧道管片衬砌结构 - Google Patents

止浆防渗管片及隧道管片衬砌结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种止浆防渗管片及隧道管片衬砌结构，可提高灌浆的密实度。该止浆防渗管片，包括管片本体，所述管片本体包括凸起的弧形外表面，该止浆防渗管片还包括设置在弧形外表面上的止浆片。该隧道管片衬砌结构，包括至少一个沿隧道轴向设置的衬砌环，每个衬砌环包括至少两块管片，所述管片为上述的止浆防渗管片。通过设置在弧形外表面上的止浆片，可以阻止注浆的浆液在管片与岩壁之间的灌浆空间流动，提高了灌浆的密实度。

Description

止浆防渗管片及隧道管片衬砌结构
技术领域
本发明属于建筑施工领域，具体涉及一种止浆防渗管片及隧道管片衬砌结构。
背景技术
管片是全断面隧道掘进机(TBM)掘进过程中，衬砌支护用的预制弧形片状构件；其可作为TBM开挖的临时支护措施，也可作为隧道的永久支护措施。TBM开挖时在后方有配套管片安装设备，可在掘进后立即进行暴露岩壁的管片安装。管片衬砌由沿隧道纵向的多环管片构成，每环管片又由多块管片通过环向螺栓连接而成；后期，在管片与岩壁间充填豆砾石和注浆，使岩壁和管片构成一个整体，此时管片可起支撑局部失稳岩体、抵抗外界岩石压力、地下水压力，保持洞型的作用。
目前实际生产工作中,与TBM配套生产的管片外形为瓦片状，其内、外两侧表面为光滑的弧形面，另外四个侧面上贴设有止水条和止水片，管片上设有的定位孔、连接孔及灌浆孔。管片通常由钢筋绑扎成型，再一次性浇筑混泥土预制而成。
在堆放过程中，由于现有的管片内外表面光滑，为方便搬运并避免受压，一般在堆放的相邻两管片之间用垫枕木的方式使之相互隔开，不仅造成大量木材浪费，而且耗时费工。管片安装完毕进行灌浆时，由于各环管片与岩壁之间的灌浆空间是相通的，使得浆液易在灌浆空间内沿隧道轴向流动，灌浆密实度得不到保障；而且，注浆压力一旦过大，会造成浆液外渗。由于运输、安装操作及机器误差等因素，造成止水条出现破损或止水片起泡、变形或破损时，需要进行管片间缝隙的表面勾缝处理，处理的方式是采用水泥砂浆抹面，由于水泥砂浆与管片侧面的接触面小，受压后易开裂，不能从根本上解决问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可提高灌浆密实度的止浆防渗管片。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：止浆防渗管片，包括管片本体，所述管片本体包括凸起的弧形外表面，该止浆防渗管片还包括设置在弧形外表面上的止浆片。
进一步的是，所述止浆片沿弧形外表面的弧长方向设置，止浆片为两条，其中一条位于弧形外表面宽度方向的一端，另一条位于弧形外表面宽度方向的另一端。
进一步的是，所述管片本体上设有灌浆孔，所述灌浆孔在弧形外表面上的孔端部位于两条止浆片之间。
进一步的是，所述止浆片呈弧形片状结构，止浆片的外表面上设有卡槽，所述卡槽沿止浆片外表面的弧长方向设置。
进一步的是，所述卡槽内设置有止浆胶条。
进一步的是，所述管片本体还包括两个弧形侧端面和两个矩形侧端面；所述弧形侧端面上设有楔形槽，所述楔形槽沿弧形侧端面的弧形长度方向设置。
进一步的是，该止浆防渗管片还包括止水条，所述止水条沿两个弧形侧端面和两个矩形侧端面绕管片本体设置一周。
进一步的是，所述管片本体还包括凹陷的弧形内表面，所述止水条靠近弧形外表面设置，所述楔形槽靠近弧形内表面设置，且楔形槽内倾斜度较大的斜面比倾斜度较小的斜面更靠近止水条。
本发明还提供了一种隧道管片衬砌结构，其包括至少一个沿隧道轴向设置的衬砌环，每个衬砌环包括至少两块管片，所述管片为上述的任意一种止浆防渗管片。
进一步的是，每个衬砌环中的止浆防渗管片的止浆片构成至少一条止浆环，任意相邻的两条止浆环、及该两条止浆环之间的管片和岩壁共同围成一个灌浆空间。
本发明的有益效果是：通过设置在弧形外表面上的止浆片，可以阻止注浆的浆液在管片与岩壁之间的灌浆空间流动，提高了灌浆的密实度。两条分别设置在弧形外表面宽度方向两端的止浆片，可最大限度的限制浆液在灌浆空间内流动，避免了漏浆和串浆现象，进一步提高了灌浆的密实度；同时，两条止浆片可以在管片堆放时充当枕木用，不必在管片间另行衬垫。通过楔形槽可在防渗处理时针对渗水部位进行有效处理，相比传统简单的勾缝抹面的方式，通过在楔形槽内注浆防渗，浆液与管片间接触面积更大，处理更彻底，具更高的强度抵御外水压力，并且处理简单高效，一次注浆可处理一整个衬砌环。
附图说明
图1是本发明中止浆防渗管片的实施结构示意图；
图2是本发明中止浆防渗管片的横截面结构示意图；
图中标记为：管片本体100、弧形外表面110、弧形内表面120、弧形侧端面130、楔形槽131、矩形侧端面140、灌浆孔150、止浆片200、卡槽210、止浆胶条300、止水条400。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示，止浆防渗管片，包括管片本体100，所述管片本体100包括凸起的弧形外表面110，该止浆防渗管片还包括设置在弧形外表面110上的止浆片200。其中，管片本体100为具有一定厚度的弧形片状体。止浆片200用于阻止注浆的浆液在管片与岩壁之间的灌浆空间流动，以提高灌浆的密实度；止浆片200应避免沿管片本体100的宽度方向设置；通常，止浆片200与管片本体100一起浇筑成型。
具体的，再如图1和图2所示，所述止浆片200沿弧形外表面110的弧长方向设置；止浆片200为两条，其中一条位于弧形外表面110宽度方向的一端，另一条位于弧形外表面110宽度方向的另一端。两条沿弧形外表面110的弧长方向设置，并分别位于弧形外表面110宽度方向两端的止浆片200，可最大限度的限制浆液在管片与岩壁之间的灌浆空间内沿隧道的轴向流动，避免了漏浆和串浆现象，进一步提高了灌浆的密实度；同时，两条止浆片200可以在管片堆放时充当枕木用，不必在管片间另行衬垫。
为了保证浆液灌注入两条止浆片200之间，如图2所示，所述管片本体100上设有灌浆孔150，所述灌浆孔150在弧形外表面110上的孔端部位于两条止浆片200之间。灌浆时，通过灌浆孔150向灌浆空间内先填入豆砾石，然后进行注浆；在止浆片200的阻挡作用下，灌注的浆液不易沿隧道的轴向流动发生渗浆或串浆的问题，可有效提高注浆压力，并提高充填部位的灌浆密实度。
TBM开挖形成的隧道岩壁表面凹凸不平，且止浆片200与岩壁之间通常预留有一定的空间，为使止浆片200与岩壁紧密贴合以保证止浆防渗效果，所述止浆片200呈弧形片状结构，止浆片200的外表面上设有卡槽210，所述卡槽210沿止浆片200外表面的弧长方向设置。卡槽210内通常设置有密封填充物，一方面使止浆片200与岩壁之间形成密封，另一方面使止浆片200与岩壁之间的接触为软接触，以便管片安装，同时避免管片损伤；优选的，所述卡槽210内设置有止浆胶条300。
注浆完成后可放置一段时间观察渗水情况，如果止水条400无破损且安装位置准确，则无渗水，如果局部止水条400破损或管片间缝隙过大，则会造成渗水。为使后期防渗处理更方便有效，如图1和图2所示，所述管片本体100还包括两个弧形侧端面130和两个矩形侧端面140；所述弧形侧端面130上设有楔形槽131，所述楔形槽131沿弧形侧端面130的弧形长度方向设置。楔形槽131通常呈“√”形，其具有一个倾斜度较大的斜面和一个倾斜度较小的斜面。通过楔形槽131可有效增大防渗处理时浆液与管片的接触面积，大大加强了修补结构的强度，安全性高。
具体的，该止浆防渗管片还包括止水条400，所述止水条400沿两个弧形侧端面130和两个矩形侧端面140绕管片本体100设置一周。止水条400用于填补管片与管片间的间隙，防止地下水从管片间的间隙流入隧道内。
优选的，所述管片本体100还包括凹陷的弧形内表面120，所述止水条400靠近弧形外表面110设置，所述楔形槽131靠近弧形内表面120设置，且楔形槽131内倾斜度较大的斜面比倾斜度较小的斜面更靠近止水条400。因此，楔形槽131内倾斜度较小的斜面比倾斜度较大的斜面更靠近弧形内表面120；楔形槽131内倾斜度较大的斜面更靠近弧形内表面120， 可防止灌浆修复时漏浆。
防渗处理时，向渗水通道内灌浆，浆液随渗水通道首先通过止水条400破损处，然后通过楔形槽131内倾斜度较大的斜面进入楔形槽131内，并逐渐将其填满；当肉眼见管片间缝隙有浆液渗出时即表明楔形槽131内空间已填满，可停止注浆，防渗处理完成。浆液将凝固并留存于该楔形槽131中将沿隧道轴向相邻的两块管片连接，有效增加了管片与凝固浆液之间的接触面积，该修补结构相对于勾缝抹面的处理方式形成的结构具有更高的强度，可与管片共同抵抗外水压力。
本发明还提供了一种隧道管片衬砌结构，包括至少一个沿隧道轴向设置的衬砌环，每个衬砌环包括至少两块管片，所述管片为上述的任意一种止浆防渗管片。
优选的，每个衬砌环中的止浆防渗管片的止浆片200构成至少一条止浆环，任意相邻的两条止浆环、及该两条止浆环之间的管片和岩壁共同围成一个灌浆空间，该灌浆空间呈环形。每个灌浆空间相互独立，灌注的浆液仅在其注浆的环形灌浆空间内流动，不会发生串浆现象，有效提高了灌浆的密实度。防渗处理时，相邻的两个衬砌环中各止浆防渗管片的相接侧的楔形槽131是相通的，如果某一点止水条400破损出现渗水，则灌浆修复时，在一定压力的浆液可将整个衬砌环中管片的楔形槽131充填满，防渗效果更佳。

Claims (10)

1.止浆防渗管片，包括管片本体(100)，所述管片本体(100)包括凸起的弧形外表面(110)，其特征在于：该止浆防渗管片还包括设置在弧形外表面(110)上的止浆片(200)。
2.如权利要求1所述的止浆防渗管片，其特征在于：所述止浆片(200)沿弧形外表面(110)的弧长方向设置，止浆片(200)为两条，其中一条位于弧形外表面(110)宽度方向的一端，另一条位于弧形外表面(110)宽度方向的另一端。
3.如权利要求2所述的止浆防渗管片，其特征在于：所述管片本体(100)上设有灌浆孔(150)，所述灌浆孔(150)在弧形外表面(110)上的孔端部位于两条止浆片(200)之间。
4.如权利要求2所述的止浆防渗管片，其特征在于：所述止浆片(200)呈弧形片状结构，止浆片(200)的外表面上设有卡槽(210)，所述卡槽(210)沿止浆片(200)外表面的弧长方向设置。
5.如权利要求4所述的止浆防渗管片，其特征在于：所述卡槽(210)内设置有止浆胶条(300)。
6.如权利要求1、2、3、4或5所述的止浆防渗管片，其特征在于：所述管片本体(100)还包括两个弧形侧端面(130)和两个矩形侧端面(140)；所述弧形侧端面(130)上设有楔形槽(131)，所述楔形槽(131)沿弧形侧端面(130)的弧形长度方向设置。
7.如权利要求6所述的止浆防渗管片，其特征在于：该止浆防渗管片还包括止水条(400)，所述止水条(400)沿两个弧形侧端面(130)和两个矩形侧端面(140)绕管片本体(100)设置一周。
8.如权利要求7所述的止浆防渗管片，其特征在于：所述管片本体(100)还包括凹陷的弧形内表面(120)，所述止水条(400)靠近弧形外表面(110)设置，所述楔形槽(131)靠近弧形内表面(120)设置，且楔形槽(131)内倾斜度较大的斜面比倾斜度较小的斜面更靠近止水条(400)。
9.隧道管片衬砌结构，包括至少一个沿隧道轴向设置的衬砌环，每个衬砌环包括至少两块管片，其特征在于：所述管片为权利要求1至8中任一项所述的止浆防渗管片。
10.如权利要求9所述的隧道管片衬砌结构，其特征在于：每个衬砌环中的止浆防渗管片的止浆片(200)构成至少一条止浆环，任意相邻的两条止浆环、及该两条止浆环之间的管片和岩壁共同围成一个灌浆空间。
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