[發(fā)明專利]一種可快速拼裝的相變隔熱層-UHPC組合盾構(gòu)管片

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210934951.0
• 申請日: 2022-08-05
• 公開（公告）號: CN115012984B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張超;張歡;郭帥成;鄧鵬;郎志雄;劉拯安;周家興;陳仁朋;李陽
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類號: E21D11/00
• 分類號: E21D11/00;E21D11/38
• 代理公司: 湖南岑信知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43275
• 代理人: 劉洋

本發(fā)明公開了一種可快速拼裝的相變隔熱層?UHPC組合盾構(gòu)管片，包括相變隔熱層、UHPC盾構(gòu)管片以及止水帶，所述相變隔熱層包括內(nèi)側(cè)表面、與所述內(nèi)側(cè)表面相對的外側(cè)表面以及連接所述內(nèi)側(cè)表面和所述外側(cè)表面的連接面，所述UHPC盾構(gòu)管片固設(shè)于所述相變隔熱層的所述外側(cè)表面，所述連接面凹陷形成至少一圈止水帶槽，所述止水帶裝配于所述止水帶槽內(nèi)。本發(fā)明有益效果如下：抗拉強度高、相變隔熱性能好，止水帶設(shè)置在內(nèi)層的相變隔熱層中，能克服現(xiàn)有盾構(gòu)管片運輸和安裝過程中管片碰撞導(dǎo)致的破損、接頭形式復(fù)雜導(dǎo)致的復(fù)雜配筋、現(xiàn)有UHPC盾構(gòu)管片不耐火以及現(xiàn)有盾構(gòu)管片無法更換老化止水帶的關(guān)鍵技術(shù)問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及隧道盾構(gòu)法施工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可更換止水帶的可快速拼裝的相變隔熱層-UHPC組合盾構(gòu)管片。

背景技術(shù)

盾構(gòu)法是暗挖法隧道施工中的一種全機械化施工方法，其盾構(gòu)隧道施工速度快、安全、對周圍環(huán)境影響小，已被廣泛應(yīng)用于城市地鐵隧道建設(shè)中。盾構(gòu)管片作為盾構(gòu)隧道的永久襯砌結(jié)構(gòu)，承受著千斤頂頂推力、地層土水壓力等荷載作用，其強度及拼裝是提升盾構(gòu)隧道施工質(zhì)量、效率的關(guān)鍵，止水帶密封防水能力是保證盾構(gòu)隧道長期服役的前提。

目前，盾構(gòu)管片是主要由鋼筋和普通混凝土組成的弧形板狀結(jié)構(gòu)。現(xiàn)有快速拼裝盾構(gòu)管片雖然可以提高拼裝工作速度，但是其連接結(jié)構(gòu)復(fù)雜，導(dǎo)致接頭位置混凝土內(nèi)應(yīng)力復(fù)雜，由于普通混凝土抗拉強度低，為防止接頭位置混凝土開裂，需進行復(fù)雜配筋，復(fù)雜配筋又進一步導(dǎo)致混凝土澆筑困難。因此，現(xiàn)有快速拼裝盾構(gòu)管片的連接結(jié)構(gòu)可行性不高。

為提升盾構(gòu)管片強度，常采用輕型鋼-UHPC組合盾構(gòu)管片，該種管片雖具有可拆卸的優(yōu)點，但鋼的內(nèi)部晶體組織對溫度非常敏感，鋼結(jié)構(gòu)通常在450℃~650℃時失去承載能力，并發(fā)生較大形變而達到正常使用極限狀態(tài)；UHPC內(nèi)部結(jié)構(gòu)極為密實，在超過400℃的高溫環(huán)境中，內(nèi)部游離水會蒸發(fā)，會發(fā)生爆裂問題。因此，鋼與UHPC均存在不耐火的關(guān)鍵可行性問題，難以應(yīng)用于實際盾構(gòu)隧道中。

盾構(gòu)管片作為盾構(gòu)隧道的永久襯砌結(jié)構(gòu)，一般采用100年作為設(shè)計年限。現(xiàn)有盾構(gòu)隧道一般采用橡膠止水帶進行密封止水，往往在遠不及設(shè)計年限的服役期間出現(xiàn)止水帶老化、破損等問題，以至于其密封止水能力不滿足盾構(gòu)隧道服役要求。然而，現(xiàn)有盾構(gòu)管片止水帶設(shè)置在混凝土管片中，混凝土管片作為隧道永久承載結(jié)構(gòu)，不可破損或拆除，而無法更換老化止水帶。因此，盾構(gòu)隧道的長期服役無法得到保證。

普通盾構(gòu)管片由鋼筋和普通混凝土組成，現(xiàn)有快速拼裝盾構(gòu)管片的接頭雖然可以提高拼裝工作速度，但存在連接結(jié)構(gòu)復(fù)雜導(dǎo)致接頭位置混凝土的內(nèi)應(yīng)力復(fù)雜的問題，而普通混凝土抗拉強度低，為防止接頭位置混凝土開裂，需進行復(fù)雜配筋，復(fù)雜配筋又會導(dǎo)致澆筑混凝土困難，最終使得快速拼裝盾構(gòu)管片的連接結(jié)構(gòu)可行性不高。

對于現(xiàn)有的輕型鋼-UHPC組合盾構(gòu)管片，鋼的內(nèi)部晶體組織對溫度非常敏感，鋼結(jié)構(gòu)通常在450℃~650℃時就會失去承載能力，并發(fā)生很大的形變而不能繼續(xù)使用；UHPC內(nèi)部結(jié)構(gòu)極為密實，在超過400℃的高溫環(huán)境中，內(nèi)部游離水會蒸發(fā)，會發(fā)生爆裂問題。因此，鋼和UHPC均不耐火，現(xiàn)有的輕型鋼-UHPC組合盾構(gòu)管片存在不耐火的關(guān)鍵可行性問題，難以應(yīng)用于實際盾構(gòu)隧道中。

現(xiàn)有盾構(gòu)隧道一般采用橡膠止水帶進行密封止水，由于盾構(gòu)隧道服役環(huán)境復(fù)雜，存在腐蝕性強的水環(huán)境，所以往往在遠不及設(shè)計年限的服役期間止水帶出現(xiàn)老化、破損等問題，以至于其密封止水能力無法滿足盾構(gòu)隧道服役要求。然而，現(xiàn)有盾構(gòu)管片止水帶設(shè)置在混凝土管片中，混凝土管片作為隧道永久承載結(jié)構(gòu)，不可破損或拆除，而無法更換老化止水帶。因此，盾構(gòu)隧道的長期服役無法得到保證。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種可快速拼裝的相變隔熱層-UHPC組合盾構(gòu)管片，其抗拉強度高、相變隔熱性能好，止水帶設(shè)置在內(nèi)層的相變隔熱層中，能克服現(xiàn)有盾構(gòu)管片運輸和安裝過程中管片碰撞導(dǎo)致的破損、接頭形式復(fù)雜導(dǎo)致的復(fù)雜配筋、現(xiàn)有UHPC盾構(gòu)管片不耐火以及現(xiàn)有盾構(gòu)管片無法更換老化止水帶的關(guān)鍵技術(shù)問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：