[實用新型]一種裝配式隧道襯砌管片

有效

• 申請號: 201320885197.2
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN203669880U
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 周曉軍;王曉峰;高波;胡鴻運;汪精河;劉建國;俞學英;黃寒
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: E21D11/08
• 分類號: E21D11/08;E21D11/38
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 李順德;王睿

技術領域

本實用新型屬于隧道施工技術領域，尤其涉及盾構機法施工或人工掘進的圓形橫截面隧道的襯砌技術領域。

背景技術

圓形橫截面的隧道因其承載性能好而得到廣泛應用。尤其是在城市地鐵、鐵路、公路、市政工程、石油天然氣以及水電等行業大多采用盾構法修建圓形橫截面的地下隧道。采用盾構法施工的隧道，其橫截面以圓形為主，且隧道的襯砌主要采用預制的鋼筋混凝土管片進行拼裝成型。為便于預制管片的拼裝，隧道內環向和縱向管片之間均需要專用螺栓進行連接和緊固。通常圓形橫截面隧道的預制混凝土管片之間采用直螺栓或彎螺栓進行連接。無論是采用直螺栓還是采用彎螺栓來連接混凝土預制管片，均需要在混凝土預制管片上設置螺栓孔?；炷令A制管片作為圓形橫截面隧道的襯砌結構，其加工制作的精度和質量均要求較高，特別是對于呈圓弧狀的混凝土預制管片而言，其預制前需要加工高精度的模具。而螺栓孔的設置無疑又增加了管片模具加工制作的難度。此外用來固定和連接預制管片的螺栓也需要進行專門設計和加工。在施工期間，隨著隧道開挖的進行，需要不斷地在洞內拼裝預制管片而形成隧道的襯砌結構，以保障隧道施工的安全和維護所需要的使用空間。當采用專用螺栓來連接隧道襯砌用的混凝土預制管片時，相鄰管片之間螺栓孔的定位較為困難，而且將螺栓插入預留的孔位、緊固均需要人工進行操作，現場拼裝人員的勞動強度大，導致管片拼裝的施工效率低。

此外，由于連接預制管片的螺栓還需要進行專門的設計和加工，而且其加工和制作的數量大，致使隧道工程造價高。就盾構法施工過程的效率而言，從隧道內巖土體的開挖、出渣以及預制管片的拼接均實現了機械化。但由于管片之間采用專用螺栓進行連接和緊固，其拼裝時的孔位對準、螺栓的插入和緊固等均還需要人工操作，因而此環節一直是制約盾構法隧道施工效率和影響工程造價的主要因素之一。緊固螺栓雖然采用了鍍鋅等防腐措施的鋼材，但隨著隧道運行時間的延長，長期使用條件下螺栓鋼材易發生銹蝕，因而緊固螺栓的耐久性和強度會隨著隧道使用時間的延長而降低，進而會影響到隧道的安全。

為簡化預制管片的制作和加工工藝，優化管片的連接方式，提高盾構隧道特別是圓形橫截面隧道采用預制管片拼裝襯砌的施工效率，保障隧道襯砌的安全與耐久性，進一步降低工程造價，需要尋求一種即經濟實用又能夠保證隧道施工安全和快速的新型預制混凝土管片結構。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種裝配式隧道襯砌管片。它能有效地簡化現場拼裝管片的施工工藝，減少管片在拼裝時的勞動強度，降低預制管片模具加工制作的難度，有利于提高管片的強度和耐久性，降低工程造價，加快隧道襯砌的施工進度和提高施工效率。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：一種裝配式隧道襯砌管片，其作法是：

A、將圓形隧道橫截面內的混凝土襯砌劃分為六塊混凝土預制管片，六塊混凝土預制管片橫截面均帶有圓弧，分別為：封頂塊，兩塊鄰接塊和三塊標準塊，它們的兩個端面均設有結構對稱或相反的凹凸臺階；封頂塊的形狀為正楔形，結構對稱，鄰接塊和鄰接塊同為偏楔形，兩者結構相反；標準塊和標準塊的結構相反，標準塊的結構對稱；

B、封頂塊的一個端面與鄰接塊的端面相互配合；封頂塊的另一個端面與鄰接塊的端面相互配合；鄰接塊的另一個端面與鄰接塊的一個端面相互配合；鄰接塊的另一個端面與標準塊的端面配合；標準塊的另一個端面與標準塊的端面配合，標準塊的另一端面與鄰接塊的端面配合，這六塊混凝土預制管片的端面相互拼接;

C、六塊預制管片垂直于隧道軸線方向的前后兩個側面，其中一個側面設置有半圓柱形的凸起，而與其相對的另一側面設置有半圓柱形的凹槽。當由六塊管片拼裝完成一圈封閉的襯砌后，在拼裝下一圈管片時可將該圈內各個管片具有凸起的一端嵌入到前一圈已經拼裝完成管片的圓柱狀凹槽內，形成前后兩圈管片之間的相互拼接。

D、所述的封頂塊、鄰接塊以及標準塊的劃分方式可按照其圓弧長度所對應的圓心角進行設置，當封頂塊圓弧所對應的圓心角為α，鄰接塊圓弧所對應的圓心角為β，標準塊圓弧所對應的圓心角為γ，標準塊圓弧所對應的圓心角為δ時，其取值應符合下列關系式：α+2β+2γ+δ=360°，其中10°≤α≤50°，10°≤β≤70°，56°＜γ≤111°，54°＜δ≤108°，且α≤β＜δ＜γ。

所述的圓形隧道環向和縱向各相鄰管片之間均采用拼接的方式進行拼接固定。

所述預制管片沿隧道軸線方向上的長度控制在1.0m～1.5m。

所述臺階凸出的長度宜小于封頂塊厚度的三分之一或二分之一。