CN211737147U - 一种超大断面隧道预制分块拼装连接装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超大断面隧道预制分块拼装连接装置，包括：均呈U形的上部结构和下部结构，上部结构和下部结构内的拐角呈斜面；上部结构通过预应力系统与下部结构相连，且上部结构的接缝面上设置有梯形凸面，下部结构的接缝面上设置有与梯形凸面相匹配的梯形凹面，以实现上部结构与下部结构拼装连接在一起。本实用新型适用于超大断面隧道预制结构，解决了预制隧道断面过大而造成运输受限的情况；工艺简单，工程质量可控，可实施性强，接缝止水效果好，通过设置接缝梯形凹凸面能有效解决预制隧道超大断面拼装精度以及结构拼装接缝处止水效果不佳的问题。

Description

一种超大断面隧道预制分块拼装连接装置

技术领域

本实用新型涉及地下工程施工领域，尤其涉及一种超大断面隧道预制分块拼装连接装置。

背景技术

近几年来，随着我国基础设施建设的迅猛发展，城区内的基础建设及商业建设已基本成型，在此基础上进行地下工程建设，常规的钢筋混凝土现浇工艺施工易受到工期及周边条件的制约，因此越来越多的地下人行通道、越江过河管道、隧道工程采用预制工艺。

隧道施工所用的结构预制工艺通常有两种生产方式，一种在施工现场通过钢筋绑扎及混凝土浇筑生产；另一种则在预制化工厂里完成生产，然后再将其成品运输至施工现场进行拼装连接。目前，随着社会需求的多样化发展，隧道结构的断面尺寸越来越大，对机械设备的要求也越来越高。对于第一种隧道预制结构生产方式，需要施工现场预留足够大的场地用于结构的浇筑及堆放空间；第二种隧道预制结构生产方式则需考虑运输方式及机械设备是否能够满足隧道的体量需求。

地下工程领域，常见的盾构隧道通常是由一块块管片拼装而成的，但是对于超大断面隧道结构而言，其受力情况要比常规盾构圆形断面复杂，因此如何解决超大断面隧道预制分块拼装连接以及结构拼装接缝处防水问题是一种超大断面隧道预制分块拼装连接方法需要解决的难题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种适用于超大断面隧道预制结构、接缝处止水效果好的超大断面隧道的预制分块拼装连接装置。

为实现上述目的，本实用新型的一种超大断面隧道的预制分块拼装连接装置的具体技术方案为：

一种超大断面隧道预制分块拼装连接装置，包括：均呈U形的上部结构和下部结构，上部结构和下部结构内的拐角呈斜面；上部结构通过预应力系统与下部结构相连，且上部结构的接缝面上设置有梯形凸面，下部结构的接缝面上设置有与梯形凸面相匹配的梯形凹面，以实现上部结构与下部结构拼装连接在一起。

进一步，上部结构和下部结构内的拐角呈1:3坡度的斜面。

进一步，上部结构与下部结构内均设置有呈交叉设置的横向螺纹主筋和多个纵向螺纹钢筋。

进一步，上部结构内设置的横向螺纹主筋从上部结构的顶部顶壁延伸至侧壁，纵向螺纹钢筋沿着横向螺纹主筋与横向螺纹主筋呈间隔交叉设置。

进一步，下部结构内设置的横向螺纹主筋从下部结构的底壁延伸至侧壁，纵向螺纹钢筋沿着横向螺纹主筋与横向螺纹主筋呈间隔交叉设置。

进一步，上部结构的梯形凸面与下部结构的梯形凹面的表面上均设有弹性橡胶垫。

进一步，上部结构的外侧壁面上设置有遇水膨胀条，下部结构的外侧壁面上设置有连接钢封板，通过水膨胀条与连接钢封板相接触并相互挤压，以实现上部结构与下部结构之间的拼接接缝处防水。

进一步，上部结构的侧壁厚度小于下部结构的侧壁厚度。

进一步，预应力系统包括呈多孔设置的锚板和多个预应力孔道，预应力孔道沿隧道长度方向间隔设置在上部结构与下部结构之间的接缝处，通过水泥砂浆对预应力孔道和上部结构顶部的外露锚具手孔进行封堵，以实现上部结构与下部结构的拼接。

进一步，上部结构的侧壁上设置有多个注浆孔，注浆孔均匀设置在避开预应力孔道位置处。

本实用新型的一种超大断面隧道的预制分块拼装连接装置的优点在于：

1)适用于超大断面隧道预制结构，解决了预制隧道断面过大而造成运输受限的情况；

2)工艺简单，工程质量可控，可实施性强，接缝止水效果好，通过设置接缝梯形凹凸面能有效解决预制隧道超大断面拼装精度以及结构拼装接缝处止水效果不佳的问题；

3)能够有效节约成本，应对不同外部环境通过主动式调节预应力大小来满足结构受力以及防水的要求；

4)能够在现有基础条件上，尽可能的根据周边环境以及地下结构防水等级需求，在结构接缝构造形式上采用凹凸面来满足接缝拼装精度要求，通过预应力系统与弹性橡胶垫的相互作用关系，辅助外侧壁端面遇水膨胀条及注浆孔来达到主、被动复合式高标准防水目的。

附图说明

图1为本实用新型的超大断面隧道预制分块拼装连接装置的端面视图；

图2为本实用新型超大断面隧道预制分块拼装连接装置的配筋示意图；

图3为图1的A部的放大图；

图4为图3的C部的剖面图；

图5为图1的B部的放大图；

图6为图5的D部的剖面图。

图中：1、上部结构；2、下部结构；3、拐角；4、预应力孔道；5、钢绞线；6、横向螺纹主筋；7、纵向螺纹钢筋；8、非螺纹加强筋；9、梯形凸面；10、弹性橡胶垫；11、梯形凹面；12、连接钢封板；13、遇水膨胀条； 14、注浆孔；15、锚板；16、夹具；17、外露锚具手孔。

具体实施方式

为了更好的了解本实用新型的目的、结构及功能，下面结合附图，对本实用新型的一种超大断面隧道预制分块拼装连接装置做进一步详细的描述。

如图1至图6所示，其示为本实用新型的一种超大断面隧道预制分块拼装连接装置，包括上部结构1和下部结构2，上部结构1与下部结构2均采用钢筋混凝土预制而成，上部结构1与下部结构2呈字母“U”形，通过上部结构1与下部结构2相匹配拼装后整体呈矩形以形成超大断面隧道预制结构。在市政隧道工程，采用顶管法下穿城市平交路口，其断面尺寸为14.95m ×8.6m，结构厚600mm，环宽2.0m，管节尺寸巨大，采用分块式管节进行拼装而成，由于施工现场位于城市中心，可以利用场地区域受限，因此顶管管节在预制化工厂里完成生产，而后运送至施工现场。

进一步，如图1所示，上部结构和下部结构的内部拐角3处呈斜面，优选为呈1:3坡度的斜面。对于大断面矩形结构而言，拐角处通常是受力最薄弱点，因此将上部结构与下部结构的内部拐角3处设置为1:3坡度能够有效增大结构的承载能力。

进一步，如图2所示，上部结构1与下部结构2采用混凝土预制浇筑而成，上部结构1与下部结构2内均设置有螺纹及非螺纹钢筋。具体来说，上部结构1内绑扎有横向螺纹主筋6和多个纵向螺纹钢筋7，横向螺纹主筋6 从上部结构1的顶壁延伸至侧壁(即侧墙部分)，纵向螺纹钢筋7与横向螺纹主筋6交叉设置，并沿着横向螺纹主筋6呈间隔设置。并且，下部结构2 内绑扎有横向螺纹主筋6和纵向螺纹钢筋7，横向螺纹主筋6从下部结构2 的底壁延伸至侧壁，纵向螺纹钢筋7与横向螺纹主筋6交叉设置，并沿着横向螺纹主筋6呈间隔设置。

进一步，如图3所示，上部结构1的接缝面上设置有梯形凸面9，下部结构2的接缝面上设置有梯形凹面11，梯形凹面11与梯形凸面9相匹配，本实用新型的预制分块拼装连接装置通过凹凸面相匹配的构造以满足接缝拼装的精度要求。

进一步，如图3所示，上部结构1的梯形凸面与下部结构2的梯形凹面的表面上均设有弹性橡胶垫10，并且上部结构1的外侧壁面上设置有遇水膨胀条13，下部结构2的外侧壁面上设置有预埋的连接钢封板12，通过水膨胀条13与连接钢封板12相接触并相互挤压的作用，能够有效解决上部结构 1与下部结构2之间的拼接接缝处的防水问题。并且，上部结构1的侧壁厚度小于下部结构2的侧壁厚度，以保证下部结构1的外侧壁面中的连接钢封板12能够与上部结构1的外侧壁有效贴合。

进一步，如图5所示，本实用新型的预制分块拼装连接装置包括预应力系统，上部结构与下部结构通过预应力系统相连拼装成整体隧道结构，通过主动施加预加力增加隧道整体性和接缝压力，提高防水性能。其中，预应力系统包括预应力孔道4、钢绞线5、锚板15和夹具16，预应力孔道4设置有多个，沿隧道长度方向间隔设置在上部结构1与下部结构2之间的接缝处；锚板15的孔数根据上部结构1、下部结构2的体量尺寸以及弹性橡胶垫10 的材料参数采取多孔设置。预应力系统在张拉完成后，采用水泥砂浆对预应力孔道4和上部结构顶部的外露锚具手孔17进行封堵，通过预应力系统将上部结构1与下部结构2拼装连接成整体隧道结构，并运用预应力系统与弹性橡胶垫10的相互作用关系，辅助外侧壁端面遇水膨胀条及注浆孔14来达到主、被动复合式高标准防水目的。

进一步，如图4所示，上部结构1的侧壁内设置有多个贯穿结构的注浆孔14，注浆孔14通过避开预应力孔道4的位置均匀布设，以保证顶管施工完成后对壁后采取有效的注浆封堵。同时，在预应力孔道4和注浆孔14内设置有非螺纹加强筋8。

本实用新型一种超大断面隧道预制分块拼装连接装置，适用于超大断面隧道预制结构，解决了预制隧道断面过大而造成运输受限的情况；工艺简单，工程质量可控，可实施性强，接缝止水效果好，通过设置接缝梯形凹凸面能有效解决预制隧道超大断面拼装精度以及结构拼装接缝处止水效果不佳的问题；能够有效节约成本，应对不同外部环境通过主动式调节预应力大小来满足结构受力以及防水的要求；能够在现有基础条件上，尽可能的根据周边环境以及地下结构防水等级需求，在结构接缝构造形式上采用凹凸面来满足接缝拼装精度要求，通过预应力系统与弹性橡胶垫的相互作用关系，辅助外侧壁端面遇水膨胀条及注浆孔来达到主、被动复合式高标准防水目的。

以上借助具体实施例对本实用新型做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本实用新型的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本实用新型所保护的范围。

Claims (10)

1.一种超大断面隧道预制分块拼装连接装置，其特征在于，包括：均呈U形的上部结构(1)和下部结构(2)，上部结构和下部结构内的拐角(3)呈斜面；上部结构通过预应力系统与下部结构相连，且上部结构(1)的接缝面上设置有梯形凸面(9)，下部结构(2)的接缝面上设置有与梯形凸面相匹配的梯形凹面(11)，以实现上部结构(1)与下部结构(2)拼装连接在一起。

2.根据权利要求1所述的超大断面隧道预制分块拼装连接装置，其特征在于，上部结构和下部结构内的拐角(3)呈1:3坡度的斜面。

3.根据权利要求1所述的超大断面隧道预制分块拼装连接装置，其特征在于，上部结构(1)与下部结构(2)内均设置有呈交叉设置的横向螺纹主筋(6)和多个纵向螺纹钢筋(7)。

4.根据权利要求3所述的超大断面隧道预制分块拼装连接装置，其特征在于，上部结构(1)内设置的横向螺纹主筋(6)从上部结构(1)的顶部顶壁延伸至侧壁，纵向螺纹钢筋(7)沿着横向螺纹主筋(6)与横向螺纹主筋(6)呈间隔交叉设置。

5.根据权利要求3所述的超大断面隧道预制分块拼装连接装置，其特征在于，下部结构(2)内设置的横向螺纹主筋(6)从下部结构(2)的底壁延伸至侧壁，纵向螺纹钢筋(7)沿着横向螺纹主筋(6)与横向螺纹主筋(6)呈间隔交叉设置。

6.根据权利要求1所述的超大断面隧道预制分块拼装连接装置，其特征在于，上部结构(1)的梯形凸面(9)与下部结构(2)的梯形凹面(11)的表面上均设有弹性橡胶垫(10)。

7.根据权利要求1所述的超大断面隧道预制分块拼装连接装置，其特征在于，上部结构(1)的外侧壁面上设置有遇水膨胀条(13)，下部结构(2)的外侧壁面上设置有连接钢封板(12)，通过水膨胀条(13)与连接钢封板(12)相接触并相互挤压，以实现上部结构(1)与下部结构(2)之间的拼接接缝处防水。

8.根据权利要求7所述的超大断面隧道预制分块拼装连接装置，其特征在于，上部结构(1)的侧壁厚度小于下部结构(2)的侧壁厚度。

9.根据权利要求1所述的超大断面隧道预制分块拼装连接装置，其特征在于，预应力系统包括呈多孔设置的锚板(15)和多个预应力孔道(4)，预应力孔道(4)沿隧道长度方向间隔设置在上部结构(1)与下部结构(2)之间的接缝处，通过水泥砂浆对预应力孔道(4)和上部结构顶部的外露锚具手孔(17)进行封堵，以实现上部结构与下部结构的拼接。

10.根据权利要求9所述的超大断面隧道预制分块拼装连接装置，其特征在于，上部结构(1)的侧壁上设置有多个注浆孔(14)，注浆孔(14)均匀设置在避开预应力孔道(4)位置处。

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