CN107246272A - 一种盾构隧道衬砌玻璃纤维筋混凝土管片及制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种盾构隧道衬砌玻璃纤维筋混凝土管片及制作方法，它涉及隧道施工技术领域。它包括混凝土和玻璃纤维筋笼，玻璃纤维筋笼中浇筑有混凝土，混凝土表面设置有连接孔和吊装孔，长方形玻璃纤维筋、有弧度的长方形玻璃纤维筋、有弧度的玻璃纤维筋、开口的长方形玻璃纤维筋作为主玻璃纤维筋编制成玻璃纤维筋笼的主体，主体间支撑有三角形玻璃纤维筋、正方形玻璃纤维筋，连接孔、吊装孔与玻璃纤维筋笼连接处的增强筋采用有弧度的短玻璃纤维筋固定，各玻璃纤维筋之间的连接通过捆绑用的玻璃纤维筋固定为一体。本发明强度高，重量轻，成本低，抗氧耐腐蚀，大大提高管片使用寿命，提高构法施工的施工进度。
Description
技术领域
本发明涉及的是隧道施工技术领域，具体涉及一种盾构隧道衬砌玻璃纤维筋混凝土管片及制作方法。
背景技术
作为世界先进的地下隧道施工工艺——盾构法隧道掘进法，具有施工速度快、衬砌质量高，对环境影响小等优点，广泛用于目前的地下施工工程。作为重要的衬砌部件，盾构隧道预制管片生产工艺是随着隧道施工工艺，特别是盾构施工工艺的发展而发展的，盾构管片是盾构施工的主要装配构件，是隧道的最内层屏障，承担着抵抗土层压力、地下水压力以及一些特殊荷载的作用。盾构管片是盾构法隧道的永久衬砌结构，盾构管片质量直接关系到隧道的整体质量和安全，影响隧道的防水性能及耐久性能，盾构隧道管片就截面形式有圆形、椭圆形、矩形、复圆形等；就管片材质而言，目前基本上是钢筋混凝土管片和金属管片两种。金属管片成本高，重量大，抗氧化腐蚀性差，且由于其金属性能使得盾构法施工的施工进度缓慢，基于此，设计一种盾构隧道衬砌玻璃纤维筋混凝土管片及制作方法尤为必要。
发明内容
针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种盾构隧道衬砌玻璃纤维筋混凝土管片及制作方法，结构设计合理，强度高，重量轻，成本低，抗氧耐腐蚀，大大提高管片使用寿命，提高构法施工的施工进度，易于推广使用。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种盾构隧道衬砌玻璃纤维筋混凝土管片，包括混凝土和多种形状玻璃纤维筋组成的玻璃纤维筋笼，玻璃纤维筋笼中浇筑有混凝土，混凝土表面设置有连接孔和吊装孔，所述玻璃纤维筋笼由长方形玻璃纤维筋、三角形玻璃纤维筋、正方形玻璃纤维筋、有弧度的长方形玻璃纤维筋、有弧度的玻璃纤维筋、开口的长方形玻璃纤维筋、有弧度的短玻璃纤维筋以及捆绑用的玻璃纤维筋构成，长方形玻璃纤维筋、有弧度的长方形玻璃纤维筋、有弧度的玻璃纤维筋、开口的长方形玻璃纤维筋作为主玻璃纤维筋编制成玻璃纤维筋笼的主体，主体间支撑有三角形玻璃纤维筋、正方形玻璃纤维筋，连接孔、吊装孔与玻璃纤维筋笼连接处的增强筋采用有弧度的短玻璃纤维筋固定，各玻璃纤维筋之间的连接通过捆绑用的玻璃纤维筋固定为一体。
作为优选，所述吊装孔中的吊装孔预埋件采用由金属、改性工程塑料或玻璃纤维复合材料制作而成的空心内外都有螺纹的螺纹管。
作为优选，所述的各玻璃纤维筋之间的连接采用金属或玻璃纤维筋打结、金属螺栓扣连接或它们的组合方式连接。
作为优选，所述的主玻璃纤维筋单排布置或多排布置，主玻璃纤维筋也可采用玻璃纤维筋束，主玻璃纤维筋之间的驳接采用搭接、螺栓连接的方式或它们的组合连接。
作为优选，所述玻璃纤维筋混凝土管片管壁厚度可以渐变或突变。
作为优选，所述管片可为各种目的而使用的衬砌管片，包括标准块、邻接块和封闭块，管片可以制成各种款式的凹凸榫头。
作为优选，所述的混凝土添加材料可以是各种目的特制的添加剂，如强化、早强、减水、膨胀、防腐蚀剂等，也可以是各种材料制作的纤维制品。
一种盾构隧道衬砌玻璃纤维筋混凝土管片的制作方法，其步骤为：
(1)按照设计制作主玻璃纤维筋和箍筋组合成的玻璃纤维筋笼；
(2)玻璃纤维筋笼内安置并连接各种预埋件和各种构造配筋；
(3)混凝土、添加材料计量、混合搅拌；
(4)玻璃纤维筋笼装入钢模内，向钢模内浇筑混凝土，完成管片雏形；
(5)上述装有管片雏形的钢模通过附着式振动器振捣，辅以人工振捣，使得混凝土挤密、成型；
(6)采用常压蒸汽养护或高压蒸汽养护或它们的各种顺序的组合或脱模之后再次蒸汽养护；
(7)堆仓。
本发明的有益效果：抗拉强度高，可以大大降低运输成本，玻璃纤维筋抗氧化耐腐蚀、抗高温，大大提高了管片的使用寿命，提高其可靠性；另外，玻璃纤维筋的盾构机可切割性能，大大提高了盾构法施工的施工进度。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的三位剖开示意图；
图3为本发明长方形玻璃纤维筋的结构示意图；
图4为本发明三角形玻璃纤维筋的结构示意图；
图5为本发明正方形玻璃纤维筋的结构示意图；
图6为本发明有弧度的长方形玻璃纤维筋的结构示意图；
图7为本发明有弧度的玻璃纤维筋的结构示意图；
图8为本发明开口的长方形玻璃纤维筋的结构示意图；
图9为本发明有弧度的短玻璃纤维筋的结构示意图；
图10为本发明捆绑用的玻璃纤维筋的结构示意图；
图11为本发明螺纹管的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
参照图1-11，本具体实施方式采用以下技术方案：一种盾构隧道衬砌玻璃纤维筋混凝土管片，包括混凝土1和多种形状玻璃纤维筋组成的玻璃纤维筋笼2，玻璃纤维筋笼2中浇筑有混凝土1，混凝土1表面设置有连接孔3和吊装孔4，所述玻璃纤维筋笼2由长方形玻璃纤维筋201、三角形玻璃纤维筋202、正方形玻璃纤维筋203、有弧度的长方形玻璃纤维筋204、有弧度的玻璃纤维筋205、开口的长方形玻璃纤维筋206、有弧度的短玻璃纤维筋207以及捆绑用的玻璃纤维筋208构成，长方形玻璃纤维筋201、有弧度的长方形玻璃纤维筋204、有弧度的玻璃纤维筋205、开口的长方形玻璃纤维筋206作为主玻璃纤维筋编制成玻璃纤维筋笼的主体，支撑筋由三角形玻璃纤维筋202、正方形玻璃纤维筋203组成，主体间支撑有三角形玻璃纤维筋202、正方形玻璃纤维筋203，连接孔3、吊装孔4与玻璃纤维筋笼2连接处的增强筋采用有弧度的短玻璃纤维筋207固定，各玻璃纤维筋之间的连接通过捆绑用的玻璃纤维筋208固定为一体。
值得注意的是，所述管片的基本材料为混凝土和玻璃纤维筋，该管片结构包括以下材料和构件：混凝土、各种异形件，如矩形、正方形、弧形、三角形(或波纹形)或其它任何形状玻璃纤维筋组成的玻璃纤维筋笼，各玻璃纤维筋之间的连接采用金属或玻璃纤维筋打结、金属螺栓扣连接或它们的组合方法连接。
所述玻璃纤维筋混凝土管片连接孔布置相应的玻璃纤维筋增强连接孔的承载力、在吊装孔预埋由金属、改性工程塑料或玻璃纤维复合材料通过磨具制作而成的空心内外都有螺纹的螺纹管209。
所述的玻璃纤维筋混凝土管片内的主玻璃纤维筋可用钢丝缠绕、螺栓连接的方式或它们的组合连接；玻璃纤维筋混凝土管片内主玻璃纤维筋可以是单排布置，也可多排布置，主玻璃纤维筋也可采用玻璃纤维筋束，主玻璃纤维筋之间的驳接采用搭接、螺栓连接的方式或它们的组合连接。
所述玻璃纤维筋混凝土管片管壁厚度可以渐变或突变。
所述管片可为各种目的而使用的衬砌管片，包括标准块、邻接块和封闭块，管片可以制成各种款式的凹凸榫头。
此外，所述混凝土添加材料可以是各种目的特制的添加剂，如强化、早强、减水、膨胀、防腐蚀剂等，也可以是各种材料制作的纤维制品。
本具体实施方式盾构隧道衬砌玻璃纤维筋管片的制作方法包括如下主要步骤：
(1)按照设计制作主玻璃纤维筋和箍筋组合成的玻璃纤维筋笼；
(2)玻璃纤维筋笼内安置并连接各种预埋件和各种构造配筋；
(3)混凝土、添加材料计量、混合搅拌；
(4)玻璃纤维筋笼装入钢模内，向钢模内浇筑混凝土，完成管片雏形；
(5)上述装有管片雏形的钢模通过附着式振动器振捣，辅以人工振捣，使得混凝土挤密、成型；
(6)采用常压蒸汽养护或高压蒸汽养护或它们的各种顺序的组合或脱模之后再次蒸汽养护；
(7)堆仓。
本具体实施方式管片所采用的玻璃纤维筋作为增强筋材，抗拉强度比常规钢筋要高出10-20%，玻璃纤维筋笼的重量只有常规钢筋笼重量的25%，可以大大降低运输成本；玻璃纤维筋抗氧化耐腐蚀、抗高温的特点，大大提高了管片的使用寿命，提高其可靠性；另外，玻璃纤维筋的盾构机可切割性能，大大提高了盾构法施工的施工进度，具有广阔的市场应用前景。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种盾构隧道衬砌玻璃纤维筋混凝土管片，其特征在于，包括混凝土(1)和多种形状玻璃纤维筋组成的玻璃纤维筋笼(2)，玻璃纤维筋笼(2)中浇筑有混凝土(1)，混凝土(1)表面设置有连接孔(3)和吊装孔(4)，所述玻璃纤维筋笼(2)由长方形玻璃纤维筋(201)、三角形玻璃纤维筋(202)、正方形玻璃纤维筋(203)、有弧度的长方形玻璃纤维筋(204)、有弧度的玻璃纤维筋(205)、开口的长方形玻璃纤维筋(206)、有弧度的短玻璃纤维筋(207)以及捆绑用的玻璃纤维筋(208)构成，长方形玻璃纤维筋(201)、有弧度的长方形玻璃纤维筋(204)、有弧度的玻璃纤维筋(205)、开口的长方形玻璃纤维筋(206)作为主玻璃纤维筋编制成玻璃纤维筋笼的主体，主体间支撑有三角形玻璃纤维筋(202)、正方形玻璃纤维筋(203)，连接孔(3)、吊装孔(4)与玻璃纤维筋笼(2)连接处的增强筋采用有弧度的短玻璃纤维筋(207)固定，各玻璃纤维筋之间的连接通过捆绑用的玻璃纤维筋(208)固定为一体；所述玻璃纤维筋混凝土管片管壁厚度可以渐变或突变，管片可为衬砌管片，包括标准块、邻接块和封闭块，管片可以制成各种款式的凹凸榫头。
2.根据权利要求1所述的一种盾构隧道衬砌玻璃纤维筋混凝土管片，其特征在于，所述吊装孔(4)中的吊装孔预埋件采用由金属、改性工程塑料或玻璃纤维复合材料制作而成的空心内外都有螺纹的螺纹管(209)。
3.根据权利要求1所述的一种盾构隧道衬砌玻璃纤维筋混凝土管片，其特征在于，所述的混凝土(1)添加材料可以是各种目的特制的添加剂，如强化、早强、减水、膨胀、防腐蚀剂等，也可以是各种材料制作的纤维制品。
4.根据权利要求1所述的一种盾构隧道衬砌玻璃纤维筋混凝土管片，其特征在于，所述的各玻璃纤维筋之间的连接采用金属或玻璃纤维筋打结、金属螺栓扣连接或它们的组合方式连接。
5.根据权利要求1所述的一种盾构隧道衬砌玻璃纤维筋混凝土管片，其特征在于，所述的主玻璃纤维筋单排布置或多排布置，主玻璃纤维筋也可采用玻璃纤维筋束，主玻璃纤维筋之间的驳接采用搭接、螺栓连接的方式或它们的组合连接。
6.一种盾构隧道衬砌玻璃纤维筋混凝土管片的制作方法，其特征在于，其制作步骤如下：
(1)按照设计制作主玻璃纤维筋和箍筋组合成的玻璃纤维筋笼；
(2)玻璃纤维筋笼内安置并连接各种预埋件和各种构造配筋；
(3)混凝土、添加材料计量、混合搅拌；
(4)玻璃纤维筋笼装入钢模内，向钢模内浇筑混凝土，完成管片雏形；
(5)上述装有管片雏形的钢模通过附着式振动器振捣，辅以人工振捣，使得混凝土挤密、成型；
(6)采用常压蒸汽养护或高压蒸汽养护或它们的各种顺序的组合或脱模之后再次蒸汽养护；
(7)堆仓。
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