一種環(huán)向預(yù)應(yīng)力加固隧道管片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及軌道交通工程相關(guān)領(lǐng)域，具體的說，是涉及一種環(huán)向預(yù)應(yīng)力加固隧道管片。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國交通運(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)用的情況愈來愈多。
[0003]盾構(gòu)隧道在管片拼裝時(shí)，環(huán)向之間的管片通過螺栓連接，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)隧道的安全帶來威脅。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)有部分關(guān)于隧道管片的研究，但是整體來說效果均不盡人意。
[0005]例如，申請(qǐng)?zhí)枮?011101251817的中國專利公開了盾構(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。
[0006]又如說，申請(qǐng)?zhí)枮?01210235474 —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。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型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。
[0008]為了達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案
[0009]—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；
[0010]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)留孑L道；
[0011]鋼絞線通過預(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；
[0012]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)。
[0013]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。
[0014]優(yōu)選的，所述預(yù)留凹槽至少為三條。
[0015]優(yōu)選的，所述預(yù)留凹槽的直徑大于鋼絞線的直徑，來使得鋼絞線嵌入預(yù)留凹槽后不高于被嵌入物體的表面。
[0016]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。
[0017]優(yōu)選的，相鄰預(yù)留凹槽之間的距離相同，來使得預(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。
[0018]優(yōu)選的，所述凸肋與所述封頂塊為一體成型的結(jié)構(gòu)。
[0019]在隧道管片結(jié)構(gòu)方案的同時(shí)，本實(shí)用新型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:
[0020]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；
[0021]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；
[0022]C、將鋼絞線提前按照管片凹槽的位置布置好，通過拉拔鋼絞線的兩端確保鋼絞線位于預(yù)留凹槽內(nèi)；
[0023]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；
[0024]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；
[0025]F、對(duì)隧道管片進(jìn)行背后注漿，完成預(yù)應(yīng)力的施加。
[0026]本實(shí)用新型的有益效果為:
[0027](I)通過鋼絞線縮緊了環(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)張開或錯(cuò)臺(tái)，提高了環(huán)向管片之間縫隙的抗?jié)B水性能；
[0028](2)通過將預(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；
[0029](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)。
【附圖說明】
[0030]圖1為本實(shí)用新型的隧道管片的側(cè)視圖；
[0031]圖2為封頂塊剖視圖；
[0032]圖3為圖2中A-A斷面圖；
[0033]圖4為圖2中B-B斷面圖；
[0034]圖5為封頂塊仰視圖；
[0035]圖6為封頂塊安裝預(yù)應(yīng)力鋼絞線示意圖；
[0036]圖7為拱底塊、相鄰塊和連接塊的仰視圖；
[0037]圖8為拱底塊、相鄰塊合連接塊的斷面圖；
[0038]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】
[0039]下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0040]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I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 ；
[0041]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)行延長后，均能夠形成一個(gè)閉合的純圓型。
[0042]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，每兩條預(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；
[0043]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；
[0044]—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)。
[0045]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。
[0046]預(yù)留凹槽7的直徑大于鋼絞線8的直徑，來使得鋼絞線8嵌入預(yù)留凹槽7后沒有凸出于被嵌入物體的表面，來保證管片的各部分均具有較高的圓整度。
[0047]相鄰預(yù)留凹槽7之間的距離相同，來使得預(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。
[0048]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:
[0049]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；
[0050]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 ;
[0051]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)；
[0052]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；
[0053]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;
[0054]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。
[0055]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。
[0056]對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對(duì)實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型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)說明的部分，為現(xiàn)有技術(shù)，在此不進(jìn)行贅述。因此，本實(shí)用新型將不會(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的原理和特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種環(huán)向預(yù)應(yīng)力加固隧道管片，其特征在于，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)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)向預(yù)應(yīng)力加固隧道管片，其特征在于，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。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)向預(yù)應(yīng)力加固隧道管片，其特征在于，所述預(yù)留凹槽至少為二條。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)向預(yù)應(yīng)力加固隧道管片，其特征在于，所述預(yù)留凹槽的直徑大于鋼絞線的直徑。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)向預(yù)應(yīng)力加固隧道管片，其特征在于，位于封頂塊內(nèi)部相對(duì)應(yīng)的預(yù)留孔道交叉連通。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的環(huán)向預(yù)應(yīng)力加固隧道管片，其特征在于，相鄰預(yù)留凹槽之間的距離相同。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的環(huán)向預(yù)應(yīng)力加固隧道管片，其特征在于，所述凸肋與所述封頂塊為一體成型的結(jié)構(gòu)。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種環(huán)向預(yù)應(yīng)力加固隧道管片。隧道管片部分主要包括拱底塊，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)。本實(shí)用新型所提供的隧道管片能夠有效的提高管片的整體性及抵抗圍巖壓力的能力，且制作方法省時(shí)省料。
【IPC分類】E21D11/08
【公開號(hào)】CN204920982
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520642243
【發(fā)明人】王國富, 王丹, 路林海
【申請(qǐng)人】濟(jì)南軌道交通集團(tuán)有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年8月24日