CN210660120U - 便于加固的盾构隧道管片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种便于加固的盾构隧道管片，包括弧形的管片，管片内预埋的钢筋网(1)，其特征在于：所述的管片的内弧侧还预埋有螺栓连接钢板(2)，螺栓连接钢板(2)的内弧面上固定有螺栓连接件(3)，且螺栓连接件(3)的端部与管片的内弧面齐平；螺栓连接钢板(2)的外弧面上固定有连接钢筋(4)，且连接钢筋(4)绑扎在钢筋网(1)上。使用该种管片修建的隧道，后期加固处理方便，加固后能有效提高隧道结构的抗拉强度和刚度，加固效果好，加固寿命长。

Description

便于加固的盾构隧道管片

技术领域

本实用新型涉及一种盾构隧道管片。

背景技术

盾构隧道衬砌结构是由多个弧形的管片周向拼接成环形的管片环，再由管片环纵深拼接而成。盾构隧道衬砌结构在施工及运营过程中，受工程水文地质条件、结构力学性能、材料耐久性、周边环境等因素影响，不可避免地会出现管片衬砌结构变形、渗漏水、管片开裂、混凝土剥落乃至结构失稳等不同程度的病害。这些病害大大缩短了隧道的使用寿命，也严重影响到了隧道施工运营的安全，因此对隧道病害的研究及处理一直都是隧道工程领域的热点问题。

研究和调查发现，隧道最常见、最严重的病害是渗漏水、管片破损和变形，而且这3种病害均是在管片间的拼接接缝部位表现尤其明显。国内已开通的地铁都不同程度地存在着上述问题。

由于盾构隧道衬砌结构由管片拼接而成，方便工厂预制化生产，但牺牲了其结构的整体性能。在衬砌接缝处(管片拼接处)的连接薄弱，在隧道运营期间，接缝处的相邻管片易产生较大相对位移(错动)，从而造成隧道衬砌结构漏水、接缝附近的管片混凝土剥落等病害。

为保障隧道的正常安全运营，需要对管片拼接处进行加固，以提高受损隧道的承载力与刚度，并控制其继续变形。目前常用的盾构隧道的加固方法有两种：1、粘贴碳纤维布法，该法是将受损部位纠偏复位后，再粘贴碳纤维布，能有效的提高结构的抗拉强度，但无法大幅度提高结构的刚度，且对粘贴面平整度要求较高。2、内张钢圈加固法，该方法也是将受损部位纠偏复位后，在隧道破损处粘贴与隧道内圈匹配的环形钢板，能有效提高结构的刚度。但环形钢板自身厚重，施工难度大。并且这些加固技术均采用结构胶粘贴加固材料的方式对隧道进行加固，粘贴界面为结构的薄弱面，加之结构胶的耐久性与耐火性能较差，粘贴容易失效；粘贴失效后结构会发生脆性破坏，刚度与承载力迅速下降，加固寿命短。

实用新型内容

本实用新型的发明目的是提供一种便于加固的盾构隧道管片，使用该种管片修建的隧道，后期加固方便，能有效提高隧道结构的抗拉强度和刚度，加固效果好，加固寿命长。

本实用新型实现其发明目的所采用的技术方案是，一种便于加固的盾构隧道管片，包括弧形的管片，管片内预埋的钢筋网，其特征在于：所述的管片的内弧侧还预埋有螺栓连接钢板，螺栓连接钢板的内弧面上固定有螺栓连接件，且螺栓连接件的端部与管片的内弧面齐平；螺栓连接钢板的外弧面上固定有连接钢筋，且连接钢筋绑扎在钢筋网上。

本实用新型的便于加固的盾构隧道管片可用以下方法制得：

A、将螺栓连接钢板外弧面上固定的连接钢筋绑扎在管片的钢筋网上，再将钢筋网及螺栓连接钢板置于管片的浇筑模具中，并使浇筑模具的内弧面与螺栓连接件的端部齐平；

B、往浇筑模具中浇筑混凝土，成型后拆除浇筑模具即得。

使用本实用新型的便于加固的盾构隧道管片修建的盾构隧道，产生病害后，能方便地使用以下方法进行加固：

对发现的隧道结构破损部位进行纠偏、复位，再制作一个与隧道破损区域大小和弧度适配的加固钢板；再在加固钢板上钻出与管片损坏区域的螺栓连接件适配的螺纹孔；最后，将加固钢板置于隧道结构的损坏区域上，将加固螺栓穿过加固钢板的螺纹孔与管片上的螺栓连接件栓接，即实现对盾构隧道的加固。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

一、在管片的混凝土中预埋了与管片钢筋网绑扎在一起的螺栓连接钢板，螺栓连接钢板上固定有螺栓连接件；隧道结构破损后，在破损部位覆盖加固钢板，加固钢板用螺栓与螺栓连接件连接，使加固钢板与管片形成整体结构；加固钢板的拉力能均匀有效的传递到管片的钢筋网上，其受力强度大幅提高；加固后的隧道抗拉强度明显提升；而压力由加固钢板、螺栓连接钢板、混凝土三层结构承载，其抗压强度也是明显提升。加固后的结构牢固可靠，能有效抑制管片的变形，其加固效果好。

二、用于连接加固钢板的螺栓连接件，固定在预埋的螺栓连接钢板上，避免了在管片混凝土上开孔，对管片结构的损坏；并且预埋的螺栓连接钢板，还提高了管片的力学性能，增加了隧道结构的可靠性和使用寿命。

三、加固时，加固钢板只需覆盖破损部位(通常为三个管片间的“T”字型连接缝及两个管片间的“一”字型连接缝)，较之内张钢圈加固法，避免了用整圈的环形钢板覆盖损坏部位所在的隧道的整个内圈，加固钢板的自重明显减轻，其加固操作简单、效率高。

四、隧道加固时，加固钢板与管片间是机械式的螺栓连接，较之粘接连接更牢固，且避免了结构胶的耐久性与耐火性能差，粘贴容易失效，粘贴失效后结构会发生脆性破坏，刚度与承载力迅速下降的缺陷，其加固效果好、加固寿命长。

进一步，本实用新型的螺栓连接钢板的内弧面上固定有螺栓连接件的具体方式是：所述的螺栓连接件焊接或螺纹连接在螺栓连接钢板的内弧面上；且螺栓连接件分布于螺栓连接钢板内弧面的四周，呈双排错位排列。

螺栓连接件以焊接或螺纹连接的方式固定在螺栓连接钢板上，既能保证二者间的连接稳固、同时连接操作简单方便。四周双排错位排列的螺栓连接件，能保证加固后的隧道传力更均匀，加固效果更好。

更进一步，本实用新型的螺栓连接件内设有内螺纹连接孔，内螺纹连接孔中塞有橡胶塞。

用橡胶塞填塞内螺纹连接孔，可以防止浇筑混凝土时内螺栓连接孔堵塞，和浇筑后的锈蚀；在加固时橡胶塞也可方便拔出；即使由于种种原因，橡胶塞无法拔出，也可以通过高温喷焰等方式清理出内螺纹连接孔，方便加固操作。

更进一步，本实用新型的螺栓连接钢板的外弧面上固定有连接钢筋的具体方式是：螺栓连接钢板的外弧面上固定有吊耳，连接钢筋穿入吊耳中。

这种结构能简单方便、又牢固地将螺栓连接钢板与管片的钢筋网绑扎在一起。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的详细说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例的便于加固的盾构隧道管片的主视结构示意图。

图2为图1的A-A剖视图。

图3为图2中局部B的放大图。

图4为用本实用新型的管片修建的隧道，进行加固后的盾构隧道结构的缩小示意图。其中，标记6表示管片，标记7表示加固钢板。

具体实施方式

实施例：

图1-3示出，本实施例的一种具体实施方式是：一种便于加固的盾构隧道管片，包括弧形的管片，管片内预埋的钢筋网1，其特征在于：所述的管片的内弧侧还预埋有螺栓连接钢板2，固定有螺栓连接件3，且螺栓连接件3的端部与管片的内弧面齐平；螺栓连接钢板2的外弧面上固定有连接钢筋4，且连接钢筋4绑扎在钢筋网1上。

本例的螺栓连接件3焊接或螺纹连接在螺栓连接钢板2的内弧面上；且螺栓连接件3分布于螺栓连接钢板2内弧面的四周，呈双排错位排列。

本例的螺栓连接件3内设有内螺纹连接孔，内螺纹连接孔中塞有橡胶塞3a。

本例的螺栓连接钢板2的外弧面上固定连接钢筋4的具体方式是：螺栓连接钢板2的外弧面上固定有吊耳5，连接钢筋4穿入吊耳5中。

本例的便于加固的盾构隧道管片可用以下方法制得：

A、将螺栓连接钢板2外弧面上固定的连接钢筋4绑扎在管片的钢筋网1上，再将钢筋网1及螺栓连接钢板2置于管片的浇筑模具中，并使浇筑模具的内弧面与螺栓连接件3的端部齐平；

B、往浇筑模具中浇筑混凝土，成型后拆除浇筑模具即得。

图4示出，使用本例的便于加固的盾构隧道管片6修建的盾构隧道，产生病害后，可采用以下方法进行加固：

对发现的隧道结构破损部位进行纠偏、复位，再制作一个与隧道破损区域大小和弧度适配的加固钢板7；再在加固钢板7上钻出与管片损坏区域的螺栓连接件3适配的螺纹孔；最后，将加固钢板置于隧道结构的损坏区域上，将加固螺栓穿过加固钢板7的螺纹孔与管片上的螺栓连接件3栓接，即实现对盾构隧道的加固。

本实用新型的螺栓连接钢板2也可以是中部镂空演变为矩形钢板框，甚至矩形钢板框的四个边可以分开，演变为四个钢板条，这样可以节省钢材，但管片的力学性能会有所降低。

Claims (4)

1.一种便于加固的盾构隧道管片，包括弧形的管片，管片内预埋的钢筋网(1)，其特征在于：所述的管片的内弧侧还预埋有螺栓连接钢板(2)，螺栓连接钢板(2)的内弧面上固定有螺栓连接件(3)，且螺栓连接件(3)的端部与管片的内弧面齐平；螺栓连接钢板(2)的外弧面上固定有连接钢筋(4)，且连接钢筋(4)绑扎在钢筋网(1)上。

2.根据权利要求1所述的一种便于加固的盾构隧道管片，其特征在于：所述的螺栓连接钢板(2)的内弧面上固定有螺栓连接件(3)的具体方式是：所述的螺栓连接件(3)焊接或螺纹连接在螺栓连接钢板(2)的内弧面上；且螺栓连接件(3)分布于螺栓连接钢板(2)内弧面的四周，呈双排错位排列。

3.根据权利要求1所述的一种便于加固的盾构隧道管片，其特征在于：所述的螺栓连接件(3)内设有内螺纹连接孔，内螺纹连接孔中塞有橡胶塞(3a)。

4.根据权利要求1所述的一种便于加固的盾构隧道管片，其特征在于：所述的螺栓连接钢板(2)的外弧面上固定有连接钢筋(4)的具体方式是：螺栓连接钢板(2)的外弧面上固定有吊耳(5)，连接钢筋(4)穿入吊耳(5)中。

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