CN112983473B - 设置榫卯接头的盾构管片双向错缝拼装结构及其施工方法 - Google Patents

设置榫卯接头的盾构管片双向错缝拼装结构及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种设置榫卯接头的盾构管片双向错缝拼装结构及其施工方法，该结构包括盾构管片环，所述盾构管片环的各边分别预留纵向和环向的拼接装置和连接螺栓，两个所述盾构管片环连接后形成凹槽和榫头，两个所述盾构管片环之间设置有纵缝，该方法包括步骤一、在工厂进行预制盾构管片环，并在盾构管片环的各边预留纵向和环向的拼接装置和连接螺栓；步骤二、待盾构掘进的距离足以放下一组第一环管片后，将第一环管片运送至安装区并进行第一环管片的组装；本发明一方面彻底规避隧道拼缝的纵、环向贯通，提高隧道整体防水性能；另一方面，利用榫卯结构有效限制管片连接部位的各向变形，提高管片连接部位的可靠性。

Description

设置榫卯接头的盾构管片双向错缝拼装结构及其施工方法
技术领域
本发明涉及盾构结构技术领域，尤其涉及一种设置榫卯接头的盾构管片双向错缝拼装结构及其施工方法。
背景技术
随着城市地下空间的开发，盾构法作为一种安全、可靠、高效的施工方法，得到了愈来愈广泛的应用。盾构隧道由若干块管片预制拼装而成，其拼缝处既是关键受力部位，也是防水薄弱环节。管片拼缝节点处的受力、防水性能是影响整个隧道运维的关键因素。
目前，盾构每块管片间通过预埋连接件、螺栓实现连接，盾构纵向同时存在通缝和错缝，环向仅存在通缝。该方案存在的问题是：(1)管片环缝贯通，渗漏失效可能性较大，不利于隧道的整体防水；(2)管片间完全依靠连接件进行连接，对连接件的力学性能要求高，长期使用过程中容易产生变形失效。
本技术领域的技术人员致力于解决上述技术缺陷。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的技术目的在于解决上述背景技术中提到的问题。
为实现上述技术目的，本发明提供了一种设置榫卯接头的盾构管片双向错缝拼装结构，包括盾构管片环，所述盾构管片环的各边分别预留纵向和环向的拼接装置和连接螺栓，两个所述盾构管片环连接后形成凹槽和榫头，两个所述盾构管片环之间设置有纵缝。
优选的，所述盾构管片环包括弧形的第一环管片和弧形的第二环管片，所述第一环管片平面展开后为T字形并作为首尾环管片，所述第二环管片平面展开后为十字形并作为中间环管片。
优选的，所述第一环管片和所述第二环管片分别通过所述凹槽和所述榫头榫卯连接。
优选的，所述第一环管片和所述第二环管片拼装后之间形成折线形的环缝。
本发明还提供了一种设置榫卯接头的盾构管片双向错缝拼装的施工方法，包括以下步骤：
步骤一、在工厂进行预制盾构管片环，并在盾构管片环的各边预留纵向和环向的拼接装置和连接螺栓；
步骤二、待盾构掘进的距离足以放下一组第一环管片后，将第一环管片运送至安装区并进行第一环管片的组装；
步骤三、盾构继续掘进，并将第二环管片运送至安装区进行组装，第二环管片与第一环管片错开一定角度，实现纵向错缝；
步骤四、盾构继续掘进，依次完成后续第一环管片和第二环管片的组装，最终形成完整的隧道结构。
优选的，在步骤二中第一环管片安装顺序从隧道底部开始，依次安装的第一环管片，最后安装封顶的第一环管片；第一环管片的环向通过预留的拼接装置进行连接紧固，形成整环；相邻的两块第一环管片间形成纵缝，相邻的两块第一环管片连接后形成凹槽和榫头。
优选的，在步骤三中第一环管片、第二环管片的凹槽和榫头采用榫卯连接，拼接完成后，第一环管片和第二环管片间形成折线形的环缝。
本发明的有益效果：
本发明由于上述设计，一方面彻底规避隧道拼缝的纵、环向贯通，提高隧道整体防水性能；另一方面，利用榫卯结构有效限制管片连接部位的各向变形，提高管片连接部位的可靠性。
本发明推动了行业技术进步，具有良好经济、社会效益。
附图说明
图1为本发明中第一环管片展开时的结构示意图；
图2为图1中A-A处的剖面结构示意图；
图3为图1中B-B处的剖面结构示意图；
图4为图1中C-C处的剖面结构示意图；
图5为本发明中第二环管片展开时的结构示意图；
图6为图5中D-D处的剖面结构示意图；
图7为图5中E-E处的剖面结构示意图；
图8为图5中F-F处的剖面结构示意图；
图9为本发明中纵缝部分的结构示意图；
图10为本发明多个第一环管片拼装后的结构示意图；
图11为本发明第一环管片和第二环管片进行拼装的结构示意图；
图12为本发明第一环管片和第二环管片拼装形成环缝的结构示意图；
图13为本发明第一环管片和第二环管片完成组装后的结构示意图。
1第一环管片、2第二环管片、3拼装装置、4连接螺栓、5凹槽、6榫头、7纵缝、8环缝。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
实施例：
如图1-图13所示，一种设置榫卯接头的盾构管片双向错缝拼装结构，包括盾构管片环，盾构管片环的各边分别预留纵向和环向的拼接装置3和连接螺栓4，两个盾构管片环连接后形成凹槽5和榫头6，两个盾构管片环之间设置有纵缝7。
具体的，盾构管片环包括弧形的第一环管片1和弧形的第二环管片2，第一环管片1平面展开后为T字形并作为首尾环管片，第二环管片2平面展开后为十字形并作为中间环管片。
具体的，第一环管片1和第二环管片2分别通过凹槽5和榫头榫卯连接。
具体的，第一环管片1和第二环管片2拼装后之间形成折线形的环缝8。
本发明的一种设置榫卯接头的盾构管片双向错缝拼装的施工方法，包括以下步骤：
步骤一、在工厂进行预制盾构管片环，并在盾构管片环的各边预留纵向和环向的拼接装置3和连接螺栓4；
步骤二、待盾构掘进的距离足以放下一组第一环管片1后，将第一环管片1运送至安装区并进行第一环管片1的组装；
步骤三、盾构继续掘进，并将第二环管片2运送至安装区进行组装，第二环管片2与第一环管片1错开一定角度，实现纵向错缝；
步骤四、盾构继续掘进，依次完成后续第一环管片1和第二环管片2的组装，最终形成完整的隧道结构。
在步骤二中第一环管片1安装顺序从隧道底部开始，依次安装相邻块，最后安装封顶块；第一环管片1的环向通过预留的拼接装置3进行连接紧固，形成整环；相邻的两块第一环管片1间形成纵缝7，相邻的两块第一环管片1连接后形成凹槽5和榫头6。
在步骤三中第一环管片1、第二环管片2的凹槽5和榫头6采用榫卯连接，同时凹槽5和榫头6各边通过预留的拼装装置3实现相连，从而更好地约束连接区域第一环管片1和第二环管片2的各向变形，拼接完成后，第一环管片1和第二环管片2间形成折线形的环缝8，实现环向错缝，减小了拼缝节点渗漏的可能性。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种设置榫卯接头的盾构管片双向错缝拼装结构，包括盾构管片环，其特征在于：所述盾构管片环的各边分别预留纵向和环向的拼接装置和连接螺栓，两个所述盾构管片环连接后形成凹槽和榫头，两个所述盾构管片环之间设置有纵缝；
所述盾构管片环包括弧形的第一环管片和弧形的第二环管片，所述第一环管片平面展开后为T字形并作为首尾环管片，所述第二环管片平面展开后为十字形并作为中间环管片；
所述第一环管片和所述第二环管片分别通过所述凹槽和所述榫头榫卯连接；
所述第一环管片和所述第二环管片拼装后之间形成折线形的环缝。
2.根据权利要求1所述的设置榫卯接头的盾构管片双向错缝拼装结构的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、在工厂进行预制盾构管片环，并在盾构管片环的各边预留纵向和环向的拼接装置和连接螺栓；
步骤二、待盾构掘进的距离足以放下一组第一环管片后，将第一环管片运送至安装区并进行第一环管片的组装；
步骤三、盾构继续掘进，并将第二环管片运送至安装区进行组装，第二环管片与第一环管片错开一定角度，实现纵向错缝；
步骤四、盾构继续掘进，依次完成后续第一环管片和第二环管片的组装，最终形成完整的隧道结构。
3.根据权利要求2所述的设置榫卯接头的盾构管片双向错缝拼装结构的施工方法，其特征在于：在步骤二中第一环管片安装顺序从隧道底部开始，依次安装的第一环管片，最后安装封顶的第一环管片；第一环管片的环向通过预留的拼接装置进行连接紧固，形成整环；相邻的两块第一环管片间形成纵缝，相邻的两块第一环管片连接后形成凹槽和榫头。
4.根据权利要求2所述的设置榫卯接头的盾构管片双向错缝拼装结构的施工方法，其特征在于：在步骤三中第一环管片、第二环管片的凹槽和榫头采用榫卯连接，拼接完成后，第一环管片和第二环管片间形成折线形的环缝。
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