CN107916942B - 顶管隧道管节与盾构隧道管片的连接装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种顶管隧道管节与盾构隧道管片的连接装置，包括外套体、轴向力传递管及连接件。外套体的第一端伸出到轴向力传递管外、且套装至顶管隧道管节的管节插端上。轴向力传递管第一端面与管节插端的端面相适应设置、且与管节插端的端面相接触。轴向力传递管第二端面与盾构隧道管片的端面相适应设置、且与盾构隧道管片的端面相接触。连接件穿过第一安装孔、第二安装孔将轴向力传递管第二端面与盾构隧道管片相连接。上述的顶管隧道管节与盾构隧道管片的连接装置，能完成顶管隧道管节与盾构隧道管片间的连接固定，如此能够较好地将盾构隧道管片上的应力传递至顶管隧道管节上。

Description

顶管隧道管节与盾构隧道管片的连接装置

技术领域

本发明涉及盾构隧道技术领域，特别是涉及一种顶管隧道管节与盾构隧道管片的连接装置。

背景技术

随着城市输电需求越来越大，城市用地日趋紧张，这就使得城市输电正快速地由地面架空输电转为地下电力隧道输电。常规电力隧道一般采用顶管法或盾构法施工成型。顶管法施工时，顶管隧道管节首尾通过F型承插口插接。盾构隧道施工时，盾构隧道管片之间主要通过手孔螺栓连接。然而，当采用顶管法、盾构法联合施工时，隧道相应地需采用顶管管节和盾构管片两种衬砌结构。该两种衬砌结构的接口方式完全不同，无法相互连接在一起。

发明内容

基于此，有必要克服现有技术的缺陷，提供一种顶管隧道管节与盾构隧道管片的连接装置，它能够将顶管隧道管节与盾构隧道管片连接在一起。

其技术方案如下：一种顶管隧道管节与盾构隧道管片的连接装置，包括：外套体、轴向力传递管及连接件；所述外套体套设在所述轴向力传递管上，所述外套体的第一端伸出到所述轴向力传递管外，且所述外套体的第一端用于套装至顶管隧道管节的管节插端上，所述轴向力传递管第一端面用于与所述管节插端的端面相适应设置；所述轴向力传递管第二端面用于与盾构隧道管片的端面相适应设置，所述轴向力传递管第二端面设有与所述盾构隧道管片的第一安装孔相应设置的第二安装孔，所述连接件用于穿过所述第一安装孔、所述第二安装孔将所述轴向力传递管第二端面与所述盾构隧道管片相连接。

上述的顶管隧道管节与盾构隧道管片的连接装置，在隧道工作井掘进形成后，可以固定在隧道掘进机器尾部；然后将顶管隧道管节的管节插端插入至外套体的第一端内，使管节插端的端面与轴向力传递管第一端面相接触，持续顶进，形成顶管隧道段；再将隧道掘进机器尾部与连接装置分离，使盾构隧道管片与轴向力传递管第二端面相接触、并通过连接件进行连接固定，从而便能完成顶管隧道管节与盾构隧道管片间的连接固定。由于轴向力传递管第一端面与管节插端的端面相适应设置，轴向力传递管第二端面与盾构隧道管片的端面相适应设置，如此能平顺地将盾构隧道管片上的轴向应力传递至顶管隧道管节上。

在其中一个实施例中，所述轴向力传递管包括第一管段及与所述第一管段相连的第二管段，所述第二安装孔设置在所述第一管段上；所述第一管段包括第一环形板、第二环形板及第一内套体，所述第一环形板用于与所述盾构隧道管片的端面相适应设置，所述第一环形板的外缘、所述第二环形板的外缘均与所述外套体内侧壁固定相连，所述第一环形板的内缘通过所述第一内套体与所述第二环形板的内缘固定相连，所述第一环形板、所述第二环形板、所述第一内套体及所述外套体围成腔室，所述腔室内填充有水泥或混凝土。第一管段能够将盾构隧道管片上的轴向应力较好地传递至第二管段。

在其中一个实施例中，所述第二管段包括第三环形板及多个加劲板，所述第三环形板用于与所述管节插端的端面相适应设置，所述加劲板并列间隔设置在所述外套体的内侧壁，所述加劲板一端与所述第二环形板相连，所述加劲板另一端与所述第三环形板相连，相邻所述加劲板之间填充有水泥或混凝土。多个加劲板能够将第一管段的轴向应力均匀地传递至顶管隧道管节上。另外，由于加劲板之间具有间隔，该间隔可以利于工作人员将连接件插入至第二安装孔、第一安装孔中，并使连接件端部固定在第一管段上，便于连接件将轴向力传递管第二端面与盾构隧道管片连接固定。

在其中一个实施例中，顶管隧道管节与盾构隧道管片的连接装置还包括套管，所述第一环形板上设有第一通孔，所述第二环形板上设有与所述第一通孔相应的第二通孔，所述套管通过所述第一通孔、第二通孔装设在所述第一管段上，所述套管的管孔为所述第二安装孔。如此，将套管一端装设在第一环形板的第一通孔上，套管另一端装设在第二环形板的第二通孔上，然后再向腔室中浇筑水泥或混凝土，这样第一管段成型后，套管的管孔便成为第二安装孔，从而无需在第二管段上加工形成第二安装孔。

在其中一个实施例中，所述连接件为螺栓，所述螺栓的其中一部分栓体用于与所述盾构隧道管片的第一安装孔相应设置，所述螺栓的另一部分栓体与所述套管相应设置。如此，螺栓的其中一部分栓体可以根据第一安装孔的形状，相应设计为弧形状，插装固定至盾构隧道管片的第一安装孔中；螺栓的另一部分栓体则可以根据第二安装孔的形状，相应设计成直段，插装固定至套管中，从而能够便于较好地将盾构隧道管片与轴向力传递管之间进行组装固定。

在其中一个实施例中，所述第二管段还包括第二内套体，所述第二内套体与所述第三环形板固定相连，所述第二内套体的外侧壁与所述加劲板固定相连。如此，第二内套体连接加劲板、第三环形板后，能增强第二管段的结构稳定性。

在其中一个实施例中，所述轴向力传递管为由水泥或混凝土浇筑成型的水泥或混凝土混凝土结构；或者，所述轴向力传递管包括并列间隔设置在所述外套体内侧壁的多个加强板，与所述加强板一端连接的第四环形板，及与所述加强板另一端连接的第五环形板，所述第四环形板用于与所述盾构隧道管片的端面相适应设置，所述第五环形板用于与所述管节插端的端面相适应设置，相邻所述加强板的间隔中填充有水泥或混凝土。

在其中一个实施例中，所述的顶管隧道管节与盾构隧道管片的连接装置还包括第一密封环，所述第一密封环用于设置在所述外套体的第一端内侧壁与所述管节插端外侧壁之间。如此，能保证连接装置与顶管隧道管节之间较好的密封性能。

在其中一个实施例中，所述的顶管隧道管节与盾构隧道管片的连接装置还包括第二密封环，所述轴向力传递管第二端面有绕所述轴向力传递管周向设置的凹部，所述第二密封环装设在所述凹部中。如此，能保证连接装置与盾构隧道管片间较好的密封性能。

在其中一个实施例中，所述第二安装孔为多个，所述第二安装孔绕所述轴向力传递管第二端面周向间隔布置，所述连接件为多个，所述连接件与所述第二安装孔一一相应设置。如此，通过多个连接件来将盾构隧道管片与轴向力传递管第二端面之间进行连接，能保证盾构隧道管片与连接装置间连接较为稳固。

附图说明

图1为本发明实施例所述的顶管隧道管节与盾构隧道管片的连接装置的管壁处的轴向截面示意图；

图2为本发明实施例所述的顶管隧道管节与盾构隧道管片通过连接装置组装连接后的管壁处的轴向截面示意图；

图3为图2的分解示意图。

附图标记：

10、外套体，11、第一端，20、轴向力传递管，201、第一端面，202、第二端面，203、第二安装孔，204、凹部，21、第一管段，211、第一环形板，212、第二环形板，213、第一内套体，214、第一通孔，215、第二通孔，22、第二管段，221、第三环形板，222、加劲板，223、第二内套体，23、腔室，24、套管，30、连接件，31、栓体，32、栓体，40、顶管隧道管节，41、管节插端，411、端面，50、盾构隧道管片，51、端面，52、第一安装孔，60、第一密封环，70、第二密封环。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在中间元件。相反，当元件为称作“直接”与另一元件连接时，不存在中间元件。

如图1至图3所示，一种顶管隧道管节与盾构隧道管片的连接装置，包括外套体10、轴向力传递管20及连接件30。所述外套体10套设在所述轴向力传递管20上，所述外套体10的第一端11伸出到所述轴向力传递管20外，且所述外套体10的第一端11用于套装至顶管隧道管节40的管节插端41上。所述轴向力传递管20的第一端面201用于与所述管节插端41的端面411相适应设置。可选地，使所述轴向力传递管20的第一端面201与所述管节插端41的端面411相接触。所述轴向力传递管20的第二端面202用于与盾构隧道管片50的端面51相适应设置。可选地，使所述轴向力传递管20第二端面202与所述盾构隧道管片50的端面51相接触。所述轴向力传递管20第二端面202设有与所述盾构隧道管片50的第一安装孔52相应设置的第二安装孔203。所述连接件30用于穿过所述第一安装孔52、所述第二安装孔203将所述轴向力传递管20第二端面202与所述盾构隧道管片50相连接。

上述的顶管隧道管节与盾构隧道管片的连接装置，在隧道工作井掘进形成后，可以固定在隧道掘进机器尾部；然后将顶管隧道管节40的管节插端41插入至外套体10的第一端11内，使管节插端41的端面411与轴向力传递管20第一端面201相接触，持续顶进，形成顶管隧道段；再将隧道掘进机器尾部与连接装置分离，使盾构隧道管片50与轴向力传递管20第二端面202相接触、并通过连接件30进行连接固定，从而便能完成顶管隧道管节与盾构隧道管片间的连接固定。由于轴向力传递管20第一端面201与管节插端41的端面411相适应设置，轴向力传递管20第二端面202与盾构隧道管片50的端面51相适应设置，如此能够平顺地将盾构隧道管片50上的轴向应力传递至顶管隧道管节40上。

在一个实施例中，所述轴向力传递管20包括第一管段21及与所述第一管段21相连的第二管段22。所述第二安装孔203设置在所述第一管段21上。所述第一管段21包括第一环形板211、第二环形板212及第一内套体213。所述第一环形板211用于与所述盾构隧道管片50的端面51相适应设置，所述第一环形板211的外缘、所述第二环形板212的外缘均与所述外套体10内侧壁固定相连，所述第一环形板211的内缘通过所述第一内套体213与所述第二环形板212的内缘固定相连，所述第一环形板211、所述第二环形板212、所述第一内套体213及所述外套体10围成腔室23。所述腔室23内填充有水泥或混凝土。具体地，第一环形板211、第二环形板212、第一内套体213、外套体10均为钢制材料。第一管段21能够将盾构隧道管片50上的轴向应力较好地传递至第二管段22。

进一步地，所述第二管段22包括第三环形板221及多个加劲板222。所述第三环形板221用于与所述管节插端41的端面411相适应设置。所述加劲板222并列间隔设置在所述外套体10的内侧壁，所述加劲板222一端与所述第二环形板212相连，所述加劲板222另一端与所述第三环形板221相连，相邻所述加劲板222之间填充有水泥或混凝土。具体地，第三环形板221为钢制板。多个加劲板222能够将第一管段21的轴向应力均匀地传递至顶管隧道管节40上。另外，由于加劲板222之间具有间隔，该间隔可以利于工作人员将连接件30插入至第二安装孔203、第一安装孔52中，并使连接件30端部固定在第一管段21上，便于连接件30将轴向力传递管20第二端面202与盾构隧道管片50连接固定。

在一个实施例中，所述的顶管隧道管节与盾构隧道管片的连接装置还包括套管24。所述第一环形板211上设有第一通孔214，所述第二环形板212上设有与所述第一通孔214相应的第二通孔215。所述套管24通过所述第一通孔214、第二通孔215装设在所述第一管段21上，所述套管24的管孔为所述第二安装孔203。如此，将套管24一端装设在第一环形板211的第一通孔214上，套管24另一端装设在第二环形板212的第二通孔215上，然后再向腔室23中浇筑水泥或混凝土，这样第一管段21成型后，套管24的管孔便成为第二安装孔203，从而无需在第二管段22上加工形成第二安装孔203。

在一个实施例中，所述连接件30为螺栓。所述螺栓的其中一部分栓体31用于与所述盾构隧道管片50的第一安装孔52相应设置，所述螺栓的另一部分栓体32与所述套管24相应设置。如此，螺栓的其中一部分栓体31可以根据第一安装孔52的形状，相应设计为弧形状，插装固定至盾构隧道管片50的第一安装孔52中；螺栓的另一部分栓体32则可以根据第二安装孔203的形状，相应设计成直段，插装固定至套管24中，从而能够便于较好地将盾构隧道管片50与轴向力传递管20之间进行组装固定。

进一步地，所述第二管段22还包括第二内套体223。所述第二内套体223与所述第三环形板221固定相连，所述第二内套体223的外侧壁与所述加劲板222固定相连。如此，第二内套体223连接加劲板222、第三环形板221后，能增强第二管段22的结构稳定性。

在一个实施例中，所述轴向力传递管20为由水泥或混凝土浇筑成型的水泥或混凝土混凝土结构。或者，所述轴向力传递管20包括并列间隔设置在所述外套体10内侧壁的多个加强板，与所述加强板一端连接的第四环形板，及与所述加强板另一端连接的第五环形板。所述第四环形板用于与所述盾构隧道管片50的端面51相适应设置，所述第五环形板用于与所述管节插端41的端面411相适应设置，相邻所述加强板的间隔中填充有水泥或混凝土。

在一个实施例中，请再参阅图2，所述的顶管隧道管节与盾构隧道管片的连接装置还包括第一密封环60。所述第一密封环60用于设置在所述外套体10的第一端内侧壁与所述管节插端41外侧壁之间。如此，能保证连接装置与顶管隧道管节40之间较好的密封性能。

在一个实施例中，所述的顶管隧道管节与盾构隧道管片的连接装置还包括第二密封环70。所述轴向力传递管20第二端面202有绕所述轴向力传递管20周向设置的凹部204。所述第二密封环70装设在所述凹部204中。如此，能保证连接装置与盾构隧道管片50间较好的密封性能。

在一个实施例中，所述第二安装孔203为多个，所述第二安装孔203绕所述轴向力传递管20第二端面202周向间隔布置。所述连接件30为多个，所述连接件30与所述第二安装孔203一一相应设置。如此，通过多个连接件30来将盾构隧道管片50与轴向力传递管20第二端面202之间进行连接，能保证盾构隧道管片50与连接装置间连接较为稳固。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种顶管隧道管节与盾构隧道管片的连接装置，其特征在于，包括：外套体、轴向力传递管、第一密封环及连接件；所述外套体套设在所述轴向力传递管上，所述外套体的第一端伸出到所述轴向力传递管外，且所述外套体的第一端用于套装至顶管隧道管节的管节插端上，所述轴向力传递管第一端面用于与所述管节插端的端面相适应设置；所述轴向力传递管第二端面用于与盾构隧道管片的端面相适应设置，所述轴向力传递管第二端面设有与所述盾构隧道管片的第一安装孔相应设置的第二安装孔，所述连接件用于穿过所述第一安装孔、所述第二安装孔将所述轴向力传递管第二端面与所述盾构隧道管片相连接；所述轴向力传递管包括第一管段及与所述第一管段相连的第二管段，所述第一管段和所述第二管段内填充有水泥或者混凝土；所述第一密封环用于设置在所述外套体的第一端内侧壁与所述管节插端外侧壁之间。

2.根据权利要求1所述的顶管隧道管节与盾构隧道管片的连接装置，其特征在于，所述第二安装孔设置在所述第一管段上；所述第一管段包括第一环形板、第二环形板及第一内套体，所述第一环形板用于与所述盾构隧道管片的端面相适应设置，所述第一环形板的外缘、所述第二环形板的外缘均与所述外套体内侧壁固定相连，所述第一环形板的内缘通过所述第一内套体与所述第二环形板的内缘固定相连，所述第一环形板、所述第二环形板、所述第一内套体及所述外套体围成腔室，所述腔室内填充有水泥或混凝土。

3.根据权利要求2所述的顶管隧道管节与盾构隧道管片的连接装置，其特征在于，所述第二管段包括第三环形板及多个加劲板，所述第三环形板用于与所述管节插端的端面相适应设置，所述加劲板并列间隔设置在所述外套体的内侧壁，所述加劲板一端与所述第二环形板相连，所述加劲板另一端与所述第三环形板相连，相邻所述加劲板之间填充有水泥或混凝土。

4.根据权利要求2或3所述的顶管隧道管节与盾构隧道管片的连接装置，其特征在于，还包括套管，所述第一环形板上设有第一通孔，所述第二环形板上设有与所述第一通孔相应的第二通孔，所述套管通过所述第一通孔、第二通孔装设在所述第一管段上，所述套管的管孔为所述第二安装孔。

5.根据权利要求4所述的顶管隧道管节与盾构隧道管片的连接装置，所述连接件为螺栓，所述螺栓的其中一部分栓体用于与所述盾构隧道管片的第一安装孔相应设置，所述螺栓的另一部分栓体与所述套管相应设置。

6.根据权利要求3所述的顶管隧道管节与盾构隧道管片的连接装置，其特征在于，所述第二管段还包括第二内套体，所述第二内套体与所述第三环形板固定相连，所述第二内套体的外侧壁与所述加劲板固定相连。

7.根据权利要求1所述的顶管隧道管节与盾构隧道管片的连接装置，其特征在于，还包括第二密封环，所述轴向力传递管第二端面有绕所述轴向力传递管周向设置的凹部，所述第二密封环装设在所述凹部中。

8.根据权利要求1至3、7中任意一项所述的顶管隧道管节与盾构隧道管片的连接装置，其特征在于，所述第二安装孔为多个，所述第二安装孔绕所述轴向力传递管第二端面周向间隔布置，所述连接件为多个，所述连接件与所述第二安装孔一一相应设置。