CN106481347B - 一种抗内水压力复合式盾构管片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗内水压力复合式盾构管片，包括钢筋混凝土管片；钢板构件，其预埋贴覆在所述钢筋混凝土管片内壁上，钢板构件包括嵌装在钢筋混凝土管片内壁边缘的钢板边框和与钢板边框连接形成一体的抗压钢板；以及连接钢板，连接钢板的两端分别连接在相邻钢筋混凝土管片的钢板边框上，钢筋混凝土管片和钢板构件复合构成，两者联合承担抵抗隧洞外压，通过内侧预埋贴覆的钢板构件，不仅可以减少钢筋混凝土的厚度，而且，还能克服现有管片不能抵抗内压的缺陷，可以在过水有压隧洞中直接应用，无需在管片内侧浇筑二次衬砌钢筋混凝土或者在隧洞内另外铺设输水管道，可大大缩短盾构法施工过水有压隧洞的建设工期及降低其工程投资。
Description
技术领域
本发明涉及盾构隧道管片技术领域，特别涉及一种适用于软弱地层的抗内水压力复合式盾构管片。
背景技术
采用盾构法施工隧道，无需拆迁地面建筑物，不影响地面交通，对环境影响小，能适应大多数地质条件，施工速度快、质量好、作业安全，在市政、铁路、公路等工程建设中应用广泛。
近年来，盾构法在水利水电工程隧洞建设中，也在逐渐推广应用。但由于目前盾构法施工隧道的外层屏障—管片，只能承担抵抗隧道外土层压力、地下水压力以及一些特殊荷载的作用，而不能抵抗隧洞内的水压力，因此采用盾构法施工的水工过水有压隧洞，需要在隧洞管片的洞内侧再衬砌混凝土，或者在盾构隧洞内另行安装输水管道，使工程建设工期大大延长、投资大大增加。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种有效提高施工效率、降低施工成本的抗内水压力复合式盾构管片。
为解决上述技术问题所采用的技术方案：一种抗内水压力复合式盾构管片，包括钢筋混凝土管片；钢板构件，其预埋贴覆在所述钢筋混凝土管片内壁上，所述钢板构件包括嵌装在钢筋混凝土管片内壁边缘的钢板边框和与钢板边框连接形成一体并贴覆在钢筋混凝土管片内壁的抗压钢板；以及连接钢板，所述连接钢板的两端分别连接在相邻钢筋混凝土管片的钢板边框上以使相邻钢筋混凝土管片相连形成一体。
进一步地，所述连接钢板与钢板边框之间采用螺栓连接、铆钉连接或焊接连接。
进一步地，所述钢板边框与抗压钢板之间采用焊接连接。
进一步地，所述钢板边框包括横向边框和环向边框，在所述横向边框和环向边框上均设有连接孔，所述连接钢板包括横向连接钢板和环向连接钢板，在所述横向连接钢板和环向连接钢板上分别设有与环向边框和横向边框上的连接孔配合对接的连接通孔。
进一步地，所述抗压钢板设有预埋在钢筋混凝土管片内的固定锚爪。
有益效果：此抗内水压力复合式盾构管片，由钢筋混凝土管片和位于其内侧的钢板构件复合构成，两者联合承担抵抗隧洞外压，通过内侧预埋贴覆的钢板构件，不仅可以减少钢筋混凝土的厚度，而且，还能克服现有管片不能抵抗内压的缺陷，可以在过水有压隧洞中直接应用，无需在管片内侧浇筑二次衬砌钢筋混凝土或者在隧洞内另外铺设输水管道，可大大缩短盾构法施工过水有压隧洞的建设工期及降低其工程投资。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明；
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例纵向剖面结构示意图；
图3为本发明实施例横向剖面结构示意图；
图4为本发明实施例中钢板构件的结构示意图；
图5为本发明实施例中钢板构件纵向剖面结构示意图；
图6为本发明实施例中钢板构件横向剖面结构示意图；
图7为本发明实施例中环向连接钢板的结构示意图；
图8为本发明实施例中环向连接钢板的剖面结构示意图；
图9为本发明实施例中横向连接钢板的结构示意图；
图10为本发明实施例中横向连接钢板的剖面结构示意图。
具体实施方式
参照图1至图10，一种抗内水压力复合式盾构管片，包括钢筋混凝土管片10；钢板构件20，其预埋贴覆在钢筋混凝土管片10内壁上，钢板构件20包括嵌装在钢筋混凝土管片10内壁边缘的钢板边框21和与钢板边框21连接形成一体并贴覆在钢筋混凝土管片10内壁的抗压钢板22；以及连接钢板，连接钢板的两端分别连接在相邻钢筋混凝土管片的钢板边框21上以使相邻钢筋混凝土管片10相连形成一体。
其中，钢板边框21由两块横向边框211和两块环向边框212组装构成，呈口字形，抗压钢板22设置在该钢板边框21内，抗压钢板22四周边缘与钢板边框21内侧边缘焊接以形成一体，在抗压钢板22上设有固定锚爪，固定锚爪预埋在钢筋混凝土管片10内，从而使得抗压钢板22与钢筋混凝土管片10紧密贴合连接在一起。通过在钢筋混凝土管片10内侧设置钢板构件20，钢筋混凝土管片10内与钢板构件20复合构成复合管片，不仅可以减少钢筋混凝土的厚度，而且，还能克服现有管片不能抵抗内压的缺陷，可以在过水有压隧洞中直接应用，无需在管片内侧浇筑二次衬砌钢筋混凝土或者在隧洞内另外铺设输水管道，可大大缩短盾构法施工过水有压隧洞的建设工期及降低其工程投资。
连接钢板包括横向连接钢板31和环向连接钢板32，横向连接钢板31用以连接横向相邻的钢筋混凝土管片10，环向连接钢板32用以连接环向相邻的钢筋混凝土管片10，具体地，在横向边框211和环向边框212上均阵列分布有连接孔，在横向连接钢板31上设有与环向边框212上的连接孔配合对接的连接通孔，横向连接钢板31的两端搭接在相邻两钢筋混凝土管片10的环向边框212上，使连接孔与连接通孔对准，通过螺栓构件穿过连接孔及连接通孔使得横向连接钢板31与环向边框212连接在一起，从而将横向相邻的钢筋混凝土管片10连接在一起。同理，在环向连接钢板32上设有与横向边框211上的连接孔配合对接的连接通孔，环向连接钢板32两端通过螺栓构件分别与环向相邻的钢筋混凝土管片10上的横向边框211连接在一起，从而将环向相邻的钢筋混凝土管片10连接在一起。当然，连接钢板与钢板边框之间还可以采用铆钉连接、焊接连接等其他连接方式。
相邻钢筋混凝土管片10之间采用连接钢板进行连接，摒弃传统钢筋混凝土管片通过设置螺栓手孔进行螺栓连接的方式，减少钢筋混凝土管片孔洞设置，保证管片衬砌结构的整体性。
本发明抗内水压力复合式盾构管片的施工方法，包括以下步骤：
（1）、根据盾构隧洞的所承受的内外荷载，进行抗内压盾构隧道复合管片设计，确定复合管片厚度、混凝土强度、钢筋用量，并确定抗压钢板、钢板边框、连接钢板的厚度以及钢板边框、连接钢板的连接孔、连接通孔的孔径和孔距；
（2）将横向边框和环向边框焊接组成钢板边框，将钢板边框与抗压钢板焊接组成钢板构件，并在抗压钢板上焊接固定锚爪，以便与钢筋混凝土管片紧密连接；
（3）将焊有固定锚爪的抗压钢板放入管片成型模具内，按设计要求安装钢筋，并浇筑混凝土，制成抗内水压力复合式盾构管片，按要求养护到一定龄期，混凝土达到的脱模强度后，将抗内水压力复合式盾构管片吊出成型模具待用；
（4）盾构掘进隧洞具备安装管片后，将抗内水压力复合式盾构管片运输至工作面，进行盾构隧洞管片安装；
（5）抗内水压力复合式盾构管片的安装，从底部开始，先安装底部一块，然后依次安装两侧块，最后安装封顶块；
（6）在每一环内压复合式盾构隧道管片安装过程中，每装一块，横向连接一块，为不影响施工进度，环与环之间的环向连接待盾构向前掘进后进行；
（7）相邻钢筋混凝土管片可采用螺栓连接、锚钉连接或焊接连接。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (4)
1.一种抗内水压力复合式盾构管片，其特征在于，包括：
钢筋混凝土管片；
钢板构件，其预埋贴覆在所述钢筋混凝土管片内壁上，所述钢板构件包括嵌装在钢筋混凝土管片内壁边缘的钢板边框和与钢板边框连接形成一体并贴覆在钢筋混凝土管片内壁的抗压钢板；以及
连接钢板，所述连接钢板的两端分别连接在相邻钢筋混凝土管片的钢板边框上以使相邻钢筋混凝土管片相连形成一体，
所述钢板边框包括横向边框和环向边框，在所述横向边框和环向边框上均设有连接孔，所述连接钢板包括横向连接钢板和环向连接钢板，在所述横向连接钢板和环向连接钢板上分别设有与环向边框和横向边框上的连接孔配合对接的连接通孔。
2.根据权利要求1所述的抗内水压力复合式盾构管片，其特征在于：所述连接钢板与钢板边框之间采用螺栓连接、铆钉连接或焊接连接。
3.根据权利要求1所述的抗内水压力复合式盾构管片，其特征在于：所述钢板边框与抗压钢板之间采用焊接连接。
4.根据权利要求1所述的抗内水压力复合式盾构管片，其特征在于：所述抗压钢板设有预埋在钢筋混凝土管片内的固定锚爪。
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