CN111136767B - 一种地铁隧道管片、生产管片的设备及生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种地铁隧道管片，用于拼接形成位于隧道内的管体，包括弧形片体，所述片体包括位于管体上端的上片体，位于管体下端的下片体，所述上片体与下片体之间设置有连接上片体与下片体的两片侧片体，四片片体位于同一周面上并拼接形成一段管体，其特征是：每片所述片体上沿其厚度方向贯穿设置有排水通道，所述片体的内弧面上设置有集水器，所述集水器连接有排水管，所述排水管连接有抽水泵。本发明具有减少隧道的沉降的效果。
Description
技术领域
本发明涉及地铁隧道管片技术领域，尤其是涉及一种地铁隧道管片、生产管片的设备及生产工艺。
背景技术
在隧道的施工中，需要在已经开凿的洞体内壁铺设隧道弧形管片，交通工具在管片形成的管体中通行。对于地铁隧道等位于地下的隧道而言，若是管体其所处地下水位较高，则会导致管体下方地基土的承载力差，从而导致管体不均匀沉降，进而导致管片与管片之间的连接结构受损，最终导致地下水渗入至管体内的风险。
目前，对于防渗的处理方式，一般是加强管片与管片之间的抗渗性能。例如，授权公告号为CN208416553U的中国专利文件公开了一种隧道管片结构，涉及建材领域，由于防水剂施工未达标或者老化等原因，导致水易从缝隙内流至隧道内。本技术方案中，包括若干块用于依次拼接以形成单元管的管片，管片包括一块上管片、一块下管片、两块用于连接上管片和下管片的侧管片；上管片与侧管片通过上凸条和侧凹槽嵌合连接，侧管片与下管片通过侧凸条和下凹槽嵌合连接；且侧凹槽底部的侧集水槽、侧管片内部的侧排水通道、下凹槽底部的下集水槽、下管片内部的下排水通道、排水孔形成了用于排水的通道。
该现有技术虽然通过结构改进的方式来抑制管片与管片之间的渗水，但是在面临管体发生不均匀沉降时，管片与管片之间的连接结构依旧会容易破坏，进而导致管体内渗水。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明在于提供一种地铁隧道管片、生产管片的设备及生产工艺，其优势在于可减少隧道的沉降。
本发明的第一个技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种地铁隧道管片，用于拼接形成位于隧道内的管体，包括弧形片体，所述片体包括位于管体上端的上片体，位于管体下端的下片体，所述上片体与下片体之间设置有连接上片体与下片体的两片侧片体，四片片体位于同一周面上并拼接形成一段管体，其特征是：每片所述片体上沿其厚度方向贯穿设置有排水通道，所述片体的内弧面上设置有集水器，所述集水器连接有排水管，所述排水管连接有抽水泵；
所述集水器包括固定在片体内弧面上的集水腔体，所述集水腔体连接有导水管，所述导水管从排水通道穿设至片体的外弧面，位于管体同一周面上的片体上的集水器通过连接管依次连接，所述排水管与位于下片体上的集水器可拆卸的连接。
通过采用上述技术方案，在片体在被安装到隧道中形成管体后，导水管穿过片体穿入至片体外侧的土层中，而土层中的水会渗流至导水管内，然后流入至集水腔体中，而位于侧片体和上片体上的集水腔体中的水则会通过连接管流至位于下片体上的集水腔体中；然后再通过水泵将集水腔体中的水抽离至市政排水管中排放。利用本管片成型的管体在使用过程中可以持续的排出管体周围土层中的地下水。进而降低土层中的含水率，进而使得土层变得更为稳定，从而减少管道沉降。
在地铁通行的时间段内，排水管与排水腔体断开，从而避免对行驶中的地铁造成阻碍。而在地铁停止行驶的时间段内，例如夜晚，则又将排水管与集水腔体连接。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述片体的内弧面上设置有弧形的配合槽，所述集水腔体通过紧固件安装于配合槽内，所述排水管可拆卸的与集水腔体连接，所述集水腔体包括顶盖通过螺栓紧固件可拆卸的固定连接，所述导水管与集水腔体螺接，所述导水管中设置有过滤件。
通过采用上述技术方案，因为导水管中设置有过滤件，因此可以将进入集水腔体中的水进行过滤，进而减少因为水泵在抽水时，因为水中所含有的杂质对水泵造成的损耗。而顶盖通过是通过螺栓紧固件连接的，因此其是可拆的，在集水腔体内部需要清理时，可以将拆卸端盖。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述排水通道中同轴的设置有密封套。
通过采用上述技术方案，当导水管插入至排水通道中时，其与密封套紧密接触，进而抑制管体周围土层中的水从导水管与排水通道之间渗入管体内部。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述排水管包括固定管和活动管，所述固定管呈L型，所述固定管的一端插入至集水腔体的底部，另一端水平的指向侧片体，所述侧片体上设置有电缸，所述电缸的活塞杆指向固定管朝向侧片体的一端，所述活动管连接在电缸的活塞杆上，并且活动管与固定管指向侧片体的一端同轴设置，所述活动管朝向固定管的一端的外径小于固定管的内径，并且活动管朝向固定管一端的外周面上设置有密封层。
通过采用上述技术方案，下片体上会设置有用于通行地铁的两条轨道，而集水腔体则设置在两条轨道之间，在白天地铁在管体中通行时，活动管与固定管是分离的，此时地铁车轮从活动管与固定管之间通过，所以排水管不会对地铁列车的通行造成影响。
在夜晚地铁列车停运时，通过驱动电缸使得电缸的活塞杆朝向固定管运动，同时带动活动管插入至固定管中，而密封层的设置则能够增强固定管与活动管连接处的气密性。
本发明的第二个技术目的是通过以下技术方案得以实现的：包括模具底座，所述底座下方设置有支撑架，所述底座上端面上设置有一个弧形槽，所述弧形槽的槽底为弧形，所述弧形槽槽底的中部设置有弧形块，所述弧形块上设置有伸缩孔，所述伸缩孔贯穿弧形槽槽底和弧形块，所述底座下表面设置有气缸，所述气缸的活塞杆位于伸缩孔中。
通过采用上述技术方案，弧形块与片体内弧面上的弧形配合槽对应，从而使得混凝土在弧形槽中固结后能够形成配合槽。
在生产片体的过程中，先驱动气缸使得其活塞杆伸入至弧形槽中，然后在弧形槽中放入钢筋骨架，并且浇筑入混凝土，等到混凝土初凝后，驱动气缸的活塞杆退出弧形槽，从而在片体上形成排水通道。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述伸缩孔内设置有同轴的橡胶衬套。
通过采用上述技术方案，气缸的活塞杆位于伸缩孔中时，被橡胶衬套紧密的包围，从而提高了该处的气密性能，抑制在弧形槽中注入混凝土后混凝土中的水分从伸缩孔中渗出。
本发明的第三个技术目的是通过以下技术方案得以实现的：包括如下的步骤：
步骤一：驱动气缸使得其活塞杆伸入至弧形槽中；
步骤二：在弧形槽中放入钢筋骨架，并且浇筑入混凝土；
步骤三：对底座内的混凝土进行振捣；
步骤四：养护混凝土；
步骤五：混凝土初凝后驱动气缸的活塞杆退出弧形槽；
步骤六：将在弧形槽中固结成型后的片体取出继续养护；
通过采用上述技术方案，控制气缸的活塞杆在合适的时间进出弧形槽内，从而在片体上形成排水通道。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在制备片体的同时制备集水腔体、排水管、导水管以及电缸。
通过采用上述技术方案，片体制备与安装在片体上的零部件同时制备，加快管片生产。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、利用本管片成型的管体在使用过程中可以持续的排出管体周围土层中的地下水。进而降低土层中的含水率，进而使得土层变得更为稳定，从而减少管道沉降；
2、下片体上会设置有用于通行地铁的两条轨道，而集水腔体则设置在两条轨道之间，在白天地铁在管体中通行时，活动管与固定管是分离的，此时地铁车轮从活动管与固定管之间通过，所以排水管不会对地铁列车的通行造成影响；
3、弧形块与片体内弧面上的弧形配合槽对应，从而使得混凝土在弧形槽中固结后能够形成配合槽。
附图说明
图1为本发明的实施例一的整体剖面结构示意图；
图2为本发明的实施例一的局部结构示意图；
图3为本发明的实施例二的整体结构示意图。
附图标记：1、管体；2、上片体；3、下片体；4、侧片体；5、凹槽；6、凸条；7、配合槽；8、排水通道；9、集水器；10、连接管；11、排水管；12、集水腔体；13、导水管；14、进水孔；15、转动块；16、螺纹孔；17、密封套；18、轨道；19、过滤层；20、通过槽；21、固定管；22、活动管；23、电缸；24、底座；25、支撑架；26、弧形槽；27、弧形块；28、伸缩孔；29、橡胶衬套；30、气缸。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例一：
如图1、2所示，为本发明公开的一种地铁隧道管片，用于拼接形成位于隧道内的管体1，管体1内侧还设置有用于排除管体1周围土层中水分的排水机构。
利用本管片形成每一节管体1均由包括四片弧形片体，片体包括位于管体1上端的上片体2，位于管体1下端的下片体3，上片体2与下片体3之间设置有连接上片体2与下片体3的两片侧片体4，四片片体位于同一周面上并拼接形成一段管体1。片体的沿其弧度的两端端面分别设置有凹槽5或者凸条6，凹槽5与凸条6均沿着片体的轴线方向设置，相邻的片体上的凹槽5与凸条6进行插接配合，并且以此形成连接关系。
每片片体的中部凹陷形成有配合槽7，在配合槽7的槽底沿片体的厚度方向贯穿设置有排水通道8，排水通道8沿着片体的轴线方向均布有三个。排水机构包括安装在配合槽7中的集水器9，集水器9在上片体2、侧片体4以及下片体3上均有。同一周面上的集水器9通过连接管10依次连接，位于下片体3上的集水器9连接有排水管11，排水管11连接有抽水泵（图中未示出）。
集水器9包括固定在配合槽7中的集水腔体12，集水腔体12连接有导水管13，导水管13从排水通道8穿设至片体的外弧面。导水管13一端周面上分布有与其内部连通的进水孔14，另一端形成有外螺纹。导水管13设置有外螺纹的一端的外周面上还设置有一周转动块15，转动块15为六角块并且与导水管13同轴设置。集水腔体12的底部开设有和排水通道8对应的螺纹孔16，导水管13上有螺纹的一端螺接在螺纹孔16内，另一端则穿过螺纹孔16、排水通道8。
排水通道8中同轴的固定有密封套17，导水管13从密封套17中穿过，密封套17紧密的填充在排水通道8与导水管13之间，进而避免管体1外侧土层中的水分从导水管13与排水通道8之间渗流入管体1内。此外，转动块15与集水腔体12底面贴合的一面上也设置有一层第一密封层，从而加强导水管13与集水腔体12之间的气密性能。
在导水管13内填充有过滤层19，过滤层19可以为棉花材质、多孔滤水材质制成。当片体被安装到隧道中时，导水管13穿过片体穿入至片体外侧的土层中，而土层中的水会渗流至导水管13内，经过过滤层19的过滤后再流入至集水腔体12中，而位于侧片体4和上片体2上的集水腔体12中的水则会通过连接管10流至位于下片体3上的集水腔体12中统一收集。
管体1内在通行地铁列车时，下片体3上一般会设置两条并且平行，且沿着管体1轴向方向设置的轨道18，集水腔体12设置在两条轨道18之间的下片体3上。连接管10采用管径较小的管，通过在轨道18下方的下片体3的内表面上开设通过槽20，通过槽20的两端位于轨道18的两侧，连接管10从通过槽20穿过并与集水腔体12连接。因为连接管10的管径较小，一般小于2cm，所以通过槽20的尺寸也较小，因此通过槽20的设置对片体造成的影响较小。
排水管11包括固定管21和活动管22，固定管21呈L型，固定管21的外径小于导水管13的内径，固定管21一端插入至集水腔体12的底部并且伸入至导水管13中，另一端水平的指向侧片体4。侧片体4上设置有电缸23，电缸23的活塞杆指向固定管21朝向侧片体4的一端，活动管22连接在电缸23的活塞杆上，并且活动管22与固定管21指向侧片体4的一端同轴设置。活动管22朝向固定管21的一端的外径逐渐缩小成小于固定管21的内径，活动管22朝向固定管21一端的外周面上设置有密封层。排水管11的直径较大，为了避免排水管11从轨道18下方的片体穿过时对片体造成过大的损伤，因此采用固定管21与活动管22分离设置的形式。
在白天地铁在管体1中通行时，活动管22与固定管21是分离的，此时地铁车轮从活动管22与固定管21之间通过，所以排水管11不会对地铁列车的通行造成影响。
在夜晚地铁列车停运时，通过驱动电缸23使得电缸23的活塞杆朝向固定管21运动，同时带动活动管22插入至固定管21中，而密封层的设置则能够增强固定管21与活动管22连接处的气密性。
实施例二：
如图3所示，一种生产管片的设备，包括模具底座24，底座24下方设置有支撑架25，底座24上端面上设置有一个弧形槽26用于成形片体，弧形槽26的槽底为弧形的，弧形槽26的槽底中部凸起形成有弧形块27，弧形块27上开设有伸缩孔28，伸缩孔28贯穿弧形槽26的槽底和弧形块27，并且伸缩孔28沿着弧形槽26的轴线方向均布有三个。
伸缩孔28内设置有同轴的橡胶衬套29，底座24下表面设置有气缸30，气缸30的活塞杆伸缩的位于伸缩孔28中，并且活塞杆与橡胶衬套29紧密接触。
弧形块27与片体内弧面上的弧形配合槽7对应，从而使得浇筑在弧形槽26中的混凝土在固结后能够形成位于片体内弧面上的配合槽7。
在生产片体的过程中，先驱动气缸30使得其活塞杆伸入至弧形槽26中，然后在弧形槽26中放入钢筋骨架（图中未示出），并且浇筑入混凝土，气缸30的活塞杆组构成并且穿过位于弧形槽26中的混凝土。等到混凝土初凝后，驱动气缸30的活塞杆退出弧形槽26，从而在片体上形成排水通道8。通过设置橡胶衬套29，气缸30的活塞杆位于伸缩孔28中时，被橡胶衬套29紧密的包围，从而提高了该处的气密性能，抑制在弧形槽26中注入混凝土后混凝土中的水分从伸缩孔28中渗出。
实施例三：
如图1、2所示，一种管片生产工艺，包括如下的步骤：
步骤一：驱动气缸30使得其活塞杆伸入至弧形槽26中；
步骤二：在弧形槽26中放入钢筋骨架，并且浇筑入混凝土；
步骤三：利用振捣棒对底座24内的混凝土进行振捣；
步骤四：养护混凝土；
步骤五：混凝土初凝后驱动气缸30的活塞杆退出弧形槽26，从而在弧形槽26内成型的片体上形成排水通道8；
步骤六：将在弧形槽26中固结成型后的片体取出继续养护。
此外，在制备片体的同时制备集水腔体12、排水管11、导水管13以及电缸23。在利用本管片施工时，先利用盾构机将管片设置在隧道内，然后再在管片上安装集水腔体12、排水管11、导水管13以及电缸23。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种地铁隧道管片，用于拼接形成位于隧道内的管体(1)，包括弧形片体，所述片体包括位于管体(1)上端的上片体(2)，位于管体(1)下端的下片体(3)，所述上片体(2)与下片体(3)之间设置有连接上片体(2)与下片体(3)的两片侧片体(4)，四片片体位于同一周面上并拼接形成一段管体(1)，其特征是：每片所述片体上沿其厚度方向贯穿设置有排水通道(8)，所述片体的内弧面上设置有集水器(9)，所述集水器(9)连接有排水管(11)，所述排水管(11)连接有抽水泵；
所述集水器(9)包括固定在片体内弧面上的集水腔体(12)，所述集水腔体(12)连接有导水管(13)，所述导水管(13)从排水通道(8)穿设至片体的外弧面，位于管体(1)同一周面上的片体上的集水器(9)通过连接管(10)依次连接，所述排水管(11)与位于下片体(3)上的集水器(9)可拆卸的连接；
所述片体的内弧面上设置有弧形的配合槽(7)，所述集水腔体(12)通过紧固件安装于配合槽(7)内，所述排水管(11)可拆卸的与集水腔体(12)连接，所述集水腔体(12)包括顶盖通过螺栓紧固件可拆卸的固定连接，所述导水管(13)与集水腔体(12)螺接，所述导水管(13)中设置有过滤件；
所述排水管(11)包括固定管(21)和活动管(22)，所述固定管(21)呈L型，所述固定管(21)的一端插入至集水腔体(12)的底部，另一端水平的指向侧片体(4)，所述侧片体(4)上设置有电缸(23)，所述电缸(23)的活塞杆指向固定管(21)朝向侧片体(4)的一端，所述活动管(22)连接在电缸(23)的活塞杆上，并且活动管(22)与固定管(21)指向侧片体(4)的一端同轴设置，所述活动管(22)朝向固定管(21)的一端的外径小于固定管(21)的内径，并且活动管(22)朝向固定管(21)一端的外周面上设置有密封层。
2.根据权利要求1所述的一种地铁隧道管片，其特征是：所述排水通道(8)中同轴的设置有密封套(17)。
3.用于生产权利要求1所述的地铁隧道管片的一种生产管片的设备，其特征是：包括模具底座(24)，所述底座(24)下方设置有支撑架(25)，所述底座(24)上端面上设置有一个弧形槽(26)，所述弧形槽(26)的槽底为弧形，所述弧形槽(26)槽底的中部设置有弧形块(27)，所述弧形块(27)上设置有伸缩孔(28)，所述伸缩孔(28)贯穿弧形槽(26)槽底和弧形块(27)，所述底座(24)下表面设置有气缸(30)，所述气缸(30)的活塞杆位于伸缩孔(28)中。
4.根据权利要求3所述的一种生产管片的设备，其特征是：所述伸缩孔(28)内设置有同轴的橡胶衬套(29)。
5.用于生产权利要求1所述的地铁隧道管片的一种管片生产工艺，其特征是：包括如下的步骤：
步骤一：驱动气缸(30)使得其活塞杆伸入至弧形槽(26)中；
步骤二：在弧形槽(26)中放入钢筋骨架，并且浇筑入混凝土；
步骤三：对底座(24)内的混凝土进行振捣；
步骤四：养护混凝土；
步骤五：混凝土初凝后驱动气缸(30)的活塞杆退出弧形槽(26)；
步骤六：将在弧形槽(26)中固结成型后的片体取出继续养护。
6.根据权利要求5所述的一种管片生产工艺，其特征是：在制备片体的同时制备集水腔体(12)、排水管(11)、导水管(13)以及电缸(23)。
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Denomination of invention: A kind of subway tunnel segment, equipment and production process for segment production Effective date of registration: 20221106 Granted publication date: 20210511 Pledgee: Zhejiang Fuyang Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Changkou Sub branch Pledgor: ZHEJIANG YUXIANG TUNNEL SEGMENT MANUFACTURING CO.,LTD. Registration number: Y2022980020925 |