本發(fā)明涉及軌道交通工程相關(guān)領(lǐng)域，具體的說(shuō)，是涉及一種環(huán)向預(yù)應(yīng)力加固隧道管片及制作方法。

背景技術(shù)：
隨著我國(guó)交通運(yùn)輸業(yè)的飛速發(fā)展，隧道建設(shè)中因盾構(gòu)施工具有高效、安全、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，盾構(gòu)施工法被應(yīng)用的情況愈來(lái)愈多。盾構(gòu)隧道在管片拼裝時(shí)，環(huán)向之間的管片通過(guò)螺栓連接，相鄰環(huán)向管片之間的縫隙很難進(jìn)行有效擠緊。在隧道后期運(yùn)營(yíng)期間，由于地下水的侵蝕、地層不均勻沉降及列車運(yùn)行產(chǎn)生的動(dòng)荷載，使得環(huán)向管片的縫隙成為滲水漏水的脆弱部位，并且管片會(huì)發(fā)生擠壓產(chǎn)生錯(cuò)臺(tái)等現(xiàn)象，給盾構(gòu)隧道的安全帶來(lái)威脅?，F(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)有部分關(guān)于隧道管片的研究，但是整體來(lái)說(shuō)效果均不盡人意。例如，申請(qǐng)?zhí)枮?011101251817的中國(guó)專利公開(kāi)了盾構(gòu)隧洞預(yù)應(yīng)力復(fù)合襯砌輸水隧洞，它包括盾構(gòu)施工形成的拼裝式管片環(huán)為普通鋼筋混凝土外襯，同環(huán)各塊管片通過(guò)連接螺栓相連，在拼裝式管片環(huán)手孔上安裝插筋，在外襯上直接澆筑混凝土形成內(nèi)襯和混凝土填入外襯手孔形成的剪力鍵，內(nèi)襯與外襯通過(guò)插筋和混凝土剪力鍵結(jié)合為復(fù)合襯砌結(jié)構(gòu)。該方法費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，材料消耗大，且現(xiàn)澆內(nèi)襯混凝土由內(nèi)部鋼筋、波紋管較多造成混凝土不密實(shí)，整體效果較差。又如說(shuō)，申請(qǐng)?zhí)枮?01210235474一種預(yù)應(yīng)力管片，管片上設(shè)有多個(gè)沿軸線分布的鋼絞線孔道，多個(gè)管片組成的圓周上，相應(yīng)的鋼絞線孔道之間互相聯(lián)通，每條鋼絞線孔道上設(shè)有一錨具槽。還提供了一種采用上述的預(yù)應(yīng)力管片進(jìn)行盾構(gòu)隧道預(yù)應(yīng)力襯砌施工方法，包括以下步驟：一、盾構(gòu)掘進(jìn)管片拼裝的步驟；二、通過(guò)管片上的錨具槽沿鋼絞線孔道張拉鋼絞線的步驟；三、混凝土回填的步驟；通過(guò)上述步驟實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)隧道預(yù)應(yīng)力襯砌施工。此方法在管片之間穿鋼絞線比較困難，并且預(yù)留槽孔會(huì)削弱管片的強(qiáng)度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種環(huán)向預(yù)應(yīng)力加固隧道管片，其能夠有效的提高管片的整體性及抵抗圍巖壓力的能力。為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種環(huán)向預(yù)應(yīng)力加固隧道管片，包括拱底塊，拱底塊的兩端分別設(shè)有一相鄰塊，任一相鄰塊的端部均緊貼一連接塊，兩連接塊之間為封頂塊；所述拱底塊、相鄰塊、連接塊和封頂塊的外側(cè)均設(shè)有預(yù)留凹槽，封頂塊內(nèi)部具有預(yù)留孔道；鋼絞線通過(guò)預(yù)留凹槽將拱底塊、相鄰塊、連接塊和封頂塊預(yù)緊后，端部貫穿并凸出于封頂塊，凸出于封頂塊的鋼絞線被鎖具固定實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力的施加；所述拱底塊、相鄰塊、連接塊和封頂塊共同構(gòu)成封閉的圓筒型結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的，所述封頂塊的內(nèi)側(cè)具有凸肋，預(yù)留孔道的一部分位于凸肋內(nèi)部，鎖具受到的與預(yù)應(yīng)力相反的作用力施加在凸肋上。優(yōu)選的，所述預(yù)留凹槽至少為三條。優(yōu)選的，所述預(yù)留凹槽的直徑大于鋼絞線的直徑，來(lái)使得鋼絞線嵌入預(yù)留凹槽后不高于被嵌入物體的表面。優(yōu)選的，位于封頂塊內(nèi)部相對(duì)應(yīng)的預(yù)留孔道交叉連通。優(yōu)選的，相鄰預(yù)留凹槽之間的距離相同，來(lái)使得預(yù)應(yīng)力被均勻的施加在拱底塊、相鄰塊、連接塊和封頂塊上。優(yōu)選的，所述凸肋與所述封頂塊為一體成型的結(jié)構(gòu)。在隧道管片結(jié)構(gòu)方案的同時(shí)，本發(fā)明還提供了一種制造上述環(huán)向預(yù)應(yīng)力加固隧道管片方法，主要包括如下步驟：A、在拱底塊、相鄰塊及連接塊的背部等間距設(shè)置預(yù)留凹槽；B、在封頂塊上設(shè)置凸肋，并在凸肋上設(shè)置預(yù)留孔道和預(yù)留凹槽；C、將鋼絞線提前按照管片凹槽的位置布置好，通過(guò)拉拔鋼絞線的兩端確保鋼絞線位于預(yù)留凹槽內(nèi)；D、將鋼絞線的兩端分別插入封頂塊內(nèi)部相應(yīng)的預(yù)留孔道中；E、插入封頂塊，并對(duì)鋼絞線施加預(yù)應(yīng)力，利用鎖具將鋼絞線固定在凸肋上；F、對(duì)隧道管片進(jìn)行背后注漿，完成預(yù)應(yīng)力的施加。本發(fā)明的有益效果為：(1)通過(guò)鋼絞線縮緊了環(huán)向相鄰管片之間的縫隙，能較好的保持住相鄰管片之間的應(yīng)力，有效防止管片之間出現(xiàn)張開(kāi)或錯(cuò)臺(tái)，提高了環(huán)向管片之間縫隙的抗?jié)B水性能；(2)通過(guò)將預(yù)應(yīng)力鋼絞線固定在封頂塊上，鋼絞線的預(yù)應(yīng)力對(duì)封頂塊有向上的拉力，抵消一部分作用在封頂塊上的圍巖壓力，提高了管片的穩(wěn)定性；(3)鋼絞線布置在管片外側(cè)，在張拉鎖定鋼絞線完成時(shí)，通過(guò)管片背部注漿，使鋼絞線與管片整合為一體，加強(qiáng)了管片預(yù)應(yīng)力的效果，并同時(shí)節(jié)省了額外的鋼絞線注漿材料，節(jié)省了人力、工時(shí)。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明的隧道管片的側(cè)視圖；圖2為封頂塊剖視圖；圖3為圖2中A-A斷面圖；圖4為圖2中B-B斷面圖；圖5為封頂塊仰視圖；圖6為封頂塊安裝預(yù)應(yīng)力鋼絞線示意圖；圖7為拱底塊、相鄰塊和連接塊的仰視圖；圖8為拱底塊、相鄰塊合連接塊的斷面圖；圖中：1、拱底塊，2、相鄰塊，3、連接塊，4、封頂塊，5、凸肋，6、預(yù)留孔道，7、預(yù)留凹槽，8、鋼絞線，9、鎖具。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例：一種環(huán)向預(yù)應(yīng)力加固隧道管片，其側(cè)向結(jié)構(gòu)如圖1和圖6所示，包括拱底塊1，拱底塊1的兩端分別設(shè)有一相鄰塊2，任一相鄰塊2的端部均緊貼一連接塊3，兩連接塊3之間為封頂塊4；拱底塊1、相鄰塊2、連接塊3和封頂塊4的外側(cè)均設(shè)有預(yù)留凹槽7，所述預(yù)留凹槽7至少為三條。每一條預(yù)留凹槽的端部進(jìn)行延長(zhǎng)后，均能夠形成一個(gè)閉合的純圓型。參考圖2-圖4所示，封頂塊4內(nèi)部具有預(yù)留孔道6，在具有三條預(yù)留凹槽7的基礎(chǔ)上，預(yù)留孔道6的數(shù)量即為6條，每?jī)蓷l預(yù)留孔道6相對(duì)應(yīng)，且該相對(duì)應(yīng)的預(yù)留孔道6的方向相反，并且交叉；參考圖5-8所示，在預(yù)留凹槽7的內(nèi)部放置有3條鋼絞線8，每條鋼絞線8均通過(guò)一條預(yù)留凹槽7將拱底塊1、相鄰塊2、連接塊3和封頂塊4進(jìn)行預(yù)緊，每條鋼絞線8的端部貫穿并凸出于封頂塊4，每條鋼絞線8的端部均被鎖具9固定；一個(gè)拱底塊1、兩個(gè)相鄰塊2、兩個(gè)連接塊3和一個(gè)封頂塊4共同構(gòu)成封閉的圓筒型結(jié)構(gòu)。繼續(xù)參考圖6所示，為了防止封頂塊4出現(xiàn)局部應(yīng)力集中，封頂塊4的內(nèi)側(cè)具有與封頂塊4相一體成型的凸肋5，預(yù)留孔道6的一部分位于凸肋5內(nèi)部，每條預(yù)留孔道6的一個(gè)端部均位于凸肋5上，鎖具9位于凸肋5外側(cè)，鎖具9受到的與預(yù)應(yīng)力相反的作用力施加在凸肋5上，使得鋼絞線8的預(yù)應(yīng)力對(duì)封頂塊4有向上的拉力，抵消一部分作用在封頂塊4上的圍巖壓力。預(yù)留凹槽7的直徑大于鋼絞線8的直徑，來(lái)使得鋼絞線8嵌入預(yù)留凹槽7后沒(méi)有凸出于被嵌入物體的表面，來(lái)保證管片的各部分均具有較高的圓整度。相鄰預(yù)留凹槽7之間的距離相同，來(lái)使得預(yù)應(yīng)力被均勻的施加在拱底塊1、相鄰塊2、連接塊3和封頂塊4上。同時(shí)，本實(shí)施例還提供了一種制造上述環(huán)向預(yù)應(yīng)力加固隧道管片方法，主要包括如下步驟：A、在拱底塊1、相鄰塊2及連接塊3的背部等間距設(shè)置三條預(yù)留凹槽7，中心預(yù)留凹槽與兩側(cè)預(yù)留凹槽的距離相同，均為400mm，且中心預(yù)留凹槽位于拱底塊1、相鄰塊2、連接塊3及封頂塊4的中間位置；B、在封頂塊4上設(shè)置凸肋5，并在凸肋5上設(shè)置預(yù)留孔道6和預(yù)留凹槽7；C、在鋪設(shè)拱底塊1、相鄰塊2、連接塊3之前，將三條鋼絞線8提前按照預(yù)留凹槽7的位置布置好，在每一部分鋪設(shè)完成后，通過(guò)拉拔鋼絞線8的兩端進(jìn)行檢查鋼絞線8是否在預(yù)留凹槽7內(nèi)；D、在插入封頂塊4之前，將鋼絞線8的兩端分別插入封頂塊4相應(yīng)的預(yù)留孔道6中；E、插入封頂塊4，并對(duì)鋼絞線8施加預(yù)應(yīng)力，利用鎖具9將鋼絞線8固定在凸肋5上；F、對(duì)成型的管片進(jìn)行背后注漿，完成預(yù)應(yīng)力的施加。上述制造方法中，預(yù)留凹槽7沿拱底塊1、相鄰塊2、連接塊3的環(huán)向方向通長(zhǎng)設(shè)置，在封頂塊4上，預(yù)留凹槽6在由預(yù)留孔道7到管片的邊緣進(jìn)行布置。對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)，未予以詳細(xì)說(shuō)明的部分，為現(xiàn)有技術(shù)，在此不進(jìn)行贅述。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。