CN203271763U

CN203271763U - 一种跨海盾构隧道用衬砌管片

Info

Publication number: CN203271763U
Application number: CN 201320071053
Authority: CN
Inventors: 严振瑞; 李瑜; 赖瑞山; 秦晓川; 万茜; 张武; 余向明
Original assignee: Guangdong Hydropower Planning & Design Institute
Current assignee: Guangdong Hydropower Planning & Design Institute
Priority date: 2013-02-07
Filing date: 2013-02-07
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2023-02-07

Abstract

本实用新型涉及隧道用衬砌管片，尤其涉及一种跨海盾构隧道用衬砌管片。该衬砌管片由封顶块、邻接块、标准块对接而成，封顶块设置于邻接块之间，封顶块、邻接块、标准块之间的对接侧壁上分别设置有定位棒槽，封顶块、邻接块、标准块的环向两侧壁上分别设置有相配合的凹槽与凸榫，封顶块、邻接块、标准块上正面的中间位置分别设置有预埋注浆管兼吊装孔，封顶块、邻接块、标准块周边接缝侧面上分别设置有斜螺栓孔。本实用新型的有益效果在于：（1）抗外压能力强；（2）抗剪能力强；（3）拼装精度高，双重定位，杜绝了常规衬砌管片的错台现象；（4）防水密封性高；（5）耐腐蚀性强，双重防腐（6）吊装孔与预埋注浆管合二为一，优化了管片结构，简化工序。

Description

一种跨海盾构隧道用衬砌管片

技术领域

本实用新型涉及隧道用衬砌管片，尤其涉及一种跨海盾构隧道用衬砌管片。

背景技术

跨海盾构隧道为深水位长距离的海底软土隧道，此种隧道具有距离长、海底地质条件差、外水压力大（外水压一般超过0.6MPa）、海水环境腐蚀性强等特点，这些特点对隧道结构的抗外压能力、抗剪能力、管片拼装精度、防水密封性、耐腐蚀性都提出了极大的挑战。在盾构隧道中，管片是最重要和最关键的结构构件，常规的衬砌管片存在以下不足：（1）衬砌管片的厚度通常只有300mm，难以承受海底超过60m水头的外压；（2）衬砌管片通常采用弯螺栓连接，难以发挥螺栓及混凝土结构的综合抗剪能力，不能抵抗高外压产生的剪力；（3）衬砌管片拼接后，在高外压及剪力的作用下容易产生二次变形，导致衬砌管片在拼接后出现错台现象；（4）传统衬砌管片使盾构隧道的防水密封性难以达到在海底超过60m水头外压的防水要求；（5）传统衬砌管片使盾构隧道的耐腐蚀性难以应对海底海水的强腐蚀性作用；（6）盾构衬砌管片吊装孔与预埋注浆管分别设置，预留孔较多，结构整体性欠佳，施工工序繁冗。

实用新型内容

针对以上不足，本实用新型提供一种结构简单的、耐腐蚀抗外压、并不易二次变形及错台的用于跨海盾构隧道的衬砌管片。

本实用新型通过以下方案达到上述目的：

一种跨海盾构隧道用衬砌管片，由封顶块、邻接块、标准块对接而成，封顶块设置于邻接块之间，封顶块、邻接块、标准块之间的对接侧壁上分别设置有定位棒槽，封顶块、邻接块、标准块的环向两侧壁上分别设置有相配合的凹槽与凸榫，封顶块、邻接块、标准块上正面的中间位置分别设置有预埋注浆管兼吊装孔，封顶块、邻接块、标准块周边侧面上分别设置有斜螺栓孔。该斜螺栓孔预留来将斜螺栓穿过其中连接斜螺栓套，从而完成衬砌管片的拼接。

在一个优选的实施例中，衬砌管片厚度为450mm，衬砌管片采用C55混凝土。这样对衬砌管片结构进行了强化，提高了承受外界水土压力的能力。

在另一个优选的实施例中，衬砌管片采用的混凝土为添加有高炉矿渣的抗海水腐蚀混凝土，并还添加有抗海水腐蚀添加剂。这样能很好适应海底海水的强腐蚀环境。此外，还可以同时在衬砌管片内外均进行涂料防护，进一步提高其耐腐蚀性能。

在一个优选的实施例中，衬砌管片的周边侧壁上设置了止水槽，止水槽中设置了弹性橡胶密封圈用于止水。

进一步的，衬砌管片周边侧壁上设置的止水槽为2道。另外，衬砌管片的壁外可采用同步注浆技术及时充填管片与围岩之间的空隙，以进一步达到防水效果。

在一个优选的实施例中，衬砌管片的内、外侧各设置有遇水膨胀止水橡胶条和密封膏用于封堵。

在一个优选的实施例中，封顶块或邻接块或标准块上还设置有螺栓对齐标志。

本实用新型巧妙采用斜螺栓连接，可充分发挥材料性能，提高了螺栓及混凝土结构的综合抗剪能力，能抵抗外界超过60m高水头产生的剪力；采用双重定位，每片衬砌管片具有2个定位棒槽，拼装时能准确定位，精确拼装；并且在衬砌管片环向接触面上采用凹槽与凸榫设计，管片环向连接时，凹槽与凸榫紧密咬合，卡位牢固，严格限制了衬砌管片拼装之后产生的二次变形，杜绝了常规盾构隧道衬砌管片出现的错台现象；此外，本实用新型的吊装孔与预埋注浆管合二为一，同时具备吊装定位及注浆功能，优化了管片结构，简化了施工工序。

本实用新型提供的跨海盾构隧道用衬砌管片的有益效果在于：

（1）抗外压能力强，对衬砌管片结构进行了强化，大大提高了抵抗外界水土压力的能力；

（2）抗剪能力强，斜螺栓巧妙连接，充分发挥材料性能，解决了常规衬砌管片难以承受高水头外压产生的剪力难题；

（3）拼装精度高，双重定位，拼装精确，杜绝了常规衬砌管片出现的错台现象；

（4）防水密封性高，两道接缝防水加上结构自防水，能有效解决海底高水头下隧道的防水问题；

（5）耐腐蚀性强，双重防腐，能适应海底海水腐蚀环境；

（6）吊装孔与预埋注浆管合二为一，优化了管片结构，增强了结构整体性，简化了施工工序。

附图说明

图1是本实用新型实施例的衬砌管片结构示意图。

图2是本实用新型实施例的衬砌管片内弧面展开示意图。

图3是本实用新型实施例的衬砌管片中封顶块F的平面示意图。

图4是本实用新型实施例的衬砌管片中封顶块F的正面示意图。

图5是本实用新型实施例的衬砌管片邻接块L1平面示意图。

图6是本实用新型实施例的衬砌管片邻接块L1正面示意图。

图7是本实用新型实施例的衬砌管片邻接块L2平面示意图。

图8是本实用新型实施例的衬砌管片邻接块L2正面示意图。

图9是本实用新型实施例的衬砌管片标准块B1（B2、B3）平面示意图。

图10是本实用新型实施例的衬砌管片标准块B1正面示意图。

图11是本实用新型实施例的衬砌管片标准块B2正面示意图。

图12是本实用新型实施例的衬砌管片标准块B3正面示意图。

图13是本实用新型实施例的衬砌管片纵向连接示意图。

图14是本实用新型实施例的衬砌管片纵向连接在一起的示意图。

图15是本实用新型实施例的衬砌管片环向连接示意图。

图16是本实用新型实施例的衬砌管片环向连接在一起的示意图。

其中，1-封顶块F，2-邻接块L1，3-邻接块L2，4-标准块B1，5-标准块B2，6-标准块B3，7-定位棒槽，8-斜螺栓孔，9-预埋注浆管兼吊装孔，10-螺栓对齐标志，11-遇水膨胀止水橡胶条，12-弹性橡胶密封圈，13-密封膏，14-斜螺栓套，15-凸榫，16-凹槽，17-止水槽，18-斜螺栓，A为盾构隧道外侧，B为盾构隧道内侧，箭头方向为盾构隧道推进方向。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本实用新型进行进一步说明。

如图1、2所示，盾构隧道衬砌管片由封顶块1（F），邻接块2（L1）、3（L2）和标准块4（B1）、5（B2）、6（B3）组成，标准块的数量选用是根据盾构隧道的大小而定，可以任意选择，本实施例中选用三块，封顶块1位于邻接块2和邻接块3之间，标准块4、5、6相互连接后，再与邻接块2和邻接块3相连构成一个圆环形的衬砌管片即得。在封顶块1，邻接块2、3，和标准块4、5、6之间的对接侧壁上分别设置有定位棒槽7，在它们相互之间对接时，通过定位棒槽7准确定位。封顶块1，邻接块2、3，标准块4、5、6上正面的中间位置分别设置有预埋注浆管兼吊装孔9，另外，在各块上还分别设置有斜螺栓孔8。

盾构隧道由专门的盾构机进行掘进，盾构机附带的管片拼装机负责衬砌管片的拼装，盾构机一边掘进，一边进行衬砌管片自身的拼装及各个衬砌管片之间的拼装，对衬砌管片自身的拼装是指由封顶块、邻接块和标准块组成环形的衬砌管片，各个衬砌管片之间的拼装是指各个环形的衬砌管片之间在盾构隧道推进方向上的相互的拼接。这两种拼接在隧道掘进过程中同时进行。整个盾构隧道由若干个环形的衬砌管片组成，封顶块、邻接块、标准块上正面的中间位置分别设置有预埋注浆管兼吊装孔9，拼装时盾构拼装机通过吊装孔进行吊装衬砌管片的各块，在封顶块、邻接块、标准块之间的对接侧壁上分别设置有定位棒槽7，通过定位棒槽7可以准确定位封顶块、邻接块和标准块，另外，封顶块、邻接块和标准块的环向两侧壁上分别设置有相配合的凹槽16与凸榫15，封顶块、邻接块和标准块环向接触面上通过凹槽16与凸榫15紧密咬合，借此，实现了管片准确就位后，将斜螺栓18穿过各块上预留的斜螺栓孔8连接斜螺栓套14，从而完成了衬砌管片自身的拼接和两个衬砌管片之间的拼接，如图13-14所示，以此推进盾构隧道。此外，在本实施例中，在邻接块、标准块上都设置有螺栓对齐标志10。

可以理解，在本实施例中，每片衬砌管片的周边侧壁上预留了2道止水槽17，止水槽17中设置了弹性橡胶密封圈12进行止水，每片管片内、外侧各采用遇水膨胀止水橡胶条11和密封膏13进行封堵；此外，管片壁外还可以采用同步注浆技术及时充填管片与围岩之间的空隙，达到双重防水的效果。

本实施例为提高盾构隧道衬砌承受外界水土压力的能力，对衬砌管片结构进行了强化，将衬砌管片厚度加厚至450mm，混凝土等级采用C55。为适应海底海水的强腐蚀环境，本实施例采用双重防腐措施，衬砌管片混凝土采用添加高炉矿渣的抗海水腐蚀混凝土，掺入抗海水腐蚀添加剂；同时衬砌管片内外均进行涂料防护。

本实施例的衬砌管片吊装孔同时预埋了注浆管，如果盾构隧道出现漏水现象时，可利用预埋注浆管进行及时注浆补漏。吊装孔与预埋注浆管合二为一，优化了管片结构，增强了结构整体性，简化了施工工序。

本实施例的衬砌管片拼接完成后，环向接触面上凹槽与凸榫卡位牢固，严格限制了衬砌管片拼装之后产生的二次变形，隧道衬砌管片不会出现错台现象。管片通过斜螺栓巧妙连接，材料性能得以充分发挥，螺栓及混凝土结构的综合抗剪能力能抵抗外界超过60m高水头产生的剪力。

以上所述，仅为本实用新型的较佳的具体实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种跨海盾构隧道用衬砌管片，由封顶块、邻接块、标准块对接而成，封顶块设置于邻接块之间，其特征在于，所述封顶块、邻接块、标准块之间的对接侧壁上分别设置有定位棒槽，封顶块、邻接块、标准块的环向两侧壁上分别设置有相配合的凹槽与凸榫，所述封顶块、邻接块、标准块上正面的中间位置分别设置有预埋注浆管兼吊装孔，所述封顶块、邻接块、标准块周边接缝侧面上分别设置有斜螺栓孔。

2.如权利要求1所述的一种跨海盾构隧道用衬砌管片，其特征在于，所述衬砌管片厚度为450mm。

3.如权利要求1或2所述的一种跨海盾构隧道用衬砌管片，其特征在于，所述衬砌管片采用C55混凝土。

4.如权利要求3所述的一种跨海盾构隧道用衬砌管片，其特征在于，所述衬砌管片采用的混凝土为抗海水腐蚀混凝土。

5.如权利要求1所述的一种跨海盾构隧道用衬砌管片，其特征在于，所述衬砌管片的四周侧壁上设置了止水槽，止水槽中设置了弹性橡胶密封圈用于止水。

6.如权利要求5所述的一种跨海盾构隧道用衬砌管片，其特征在于，所述止水槽为2道。

7.如权利要求1所述的一种跨海盾构隧道用衬砌管片，其特征在于，所述衬砌管片的内、外侧各设置有遇水膨胀止水橡胶条和密封膏用于封堵。

8.如权利要求1所述的一种跨海盾构隧道用衬砌管片，其特征在于，所述封顶块或邻接块或标准块上还设置有螺栓对齐标志。