一種地下盾構(gòu)隧道襯砌管片的接縫拼接結(jié)構(gòu)及防水方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及巖土工程與地下隧道工程領(lǐng)域，具體涉及一種地下盾構(gòu)隧道襯砌管片的接縫拼接結(jié)構(gòu)與防水方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代化城市建筑、土木及交通公共設(shè)施的發(fā)展，城市的土地資源日趨緊張，為了節(jié)約城市內(nèi)的土地資源，緩解城市內(nèi)公共交通擁擠等問題，拓展城市的地下空間勢(shì)在必行，修建地鐵、城市地下公路隧道等地下交通設(shè)施具有十分重要的意義。
[0003]地下隧道工程的施工方法有許多種，如明挖法、爆破法、盾構(gòu)法等。其中，明挖法在城市隧道的施工中對(duì)居民的工作和生活造成嚴(yán)重干擾，影響地上工程的正常使用；爆破法常見于堅(jiān)硬巖石隧道的開挖，工程一般位于較為偏遠(yuǎn)的巖石山區(qū)等；而盾構(gòu)法作為一種安全、可靠、快速、環(huán)保的施工方法，對(duì)于地下隧道埋深較大、周邊地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜的隧道工程較為適合，特別是城市地下隧道工程的開挖、過江隧道的開挖等具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)。
[0004]地下隧道工程由于工程地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜，經(jīng)常會(huì)發(fā)生圍巖變形、坍塌等現(xiàn)象，故盾構(gòu)開挖后的隧道襯砌支護(hù)及壁后注漿具有十分重要的意義。常見的隧道襯砌支護(hù)管片的拼裝方法主要是管片通縫拼裝與錯(cuò)縫拼裝兩種，這兩種襯砌支護(hù)結(jié)構(gòu)具有施工速度快、建造成本低等特點(diǎn)，但也經(jīng)常出現(xiàn)結(jié)構(gòu)滲漏水、結(jié)構(gòu)局部裂縫與損壞等病害，且主要發(fā)生在管片拼接的環(huán)縫與縱縫位置。因此，對(duì)管片環(huán)縫、縱縫等接縫處進(jìn)行防水與加固設(shè)計(jì)具有重大意義，也是地下隧道工程穩(wěn)定性與安全性的重要保證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種地下盾構(gòu)隧道襯砌管片的接縫拼接結(jié)構(gòu)及防水方法，用于解決地下隧道工程襯砌管片接縫處經(jīng)常存在滲水與局部裂縫與損壞等工程病害等問題。
[0006]技術(shù)方案:本發(fā)明提供了一種地下盾構(gòu)隧道襯砌管片的接縫拼接結(jié)構(gòu)，包括兩個(gè)襯砌管片、鋼構(gòu)連接件、防水部件和預(yù)應(yīng)力筋，所述鋼構(gòu)連接件鑲嵌在兩個(gè)襯砌管片的接縫之間，且鋼構(gòu)連接件與襯砌管片的接觸面設(shè)有防水部件，利用預(yù)應(yīng)力筋同時(shí)穿過兩個(gè)襯砌管片和鋼構(gòu)連接件并通過錨固形成整體結(jié)構(gòu)。
[0007]進(jìn)一步，所述襯砌管片的接縫處具有凹部，所述鋼構(gòu)連接件的中段兩側(cè)具有相適配的凸部，通過襯砌管片與鋼構(gòu)連接件的凹凸結(jié)合方式，使得襯砌管片接縫處的剛度和穩(wěn)定性提尚，不易損壞。
[0008]進(jìn)一步，所述防水部件包括擋水條及防水襯墊，所述擋水條設(shè)置在接縫靠近隧道外側(cè)的部位，所述防水襯墊設(shè)置在接縫的整個(gè)凹凸部位，使得防水襯墊尺寸變大，防水效果更佳。
[0009]進(jìn)一步，所述鋼構(gòu)連接件和兩個(gè)襯砌管片在靠近隧道內(nèi)側(cè)的接縫處填充有水泥砂漿，使得管片接縫密實(shí)，并涂抹有防水涂料，進(jìn)行第三道防水措施。
[0010]上述地下盾構(gòu)隧道襯砌管片的接縫拼接結(jié)構(gòu)的防水方法，將一個(gè)鋼構(gòu)連接件鑲嵌在兩個(gè)襯砌管片的接縫處，同時(shí)在鋼構(gòu)連接件與襯砌管片的接觸面上設(shè)置防水部件，對(duì)同時(shí)穿過兩個(gè)襯砌管片和鋼構(gòu)連接件的預(yù)應(yīng)力筋施加局部預(yù)應(yīng)力后通過端部錨固形成整體結(jié)構(gòu)。
[0011]進(jìn)一步，預(yù)制時(shí)在所述襯砌管片接縫中段的截面做內(nèi)凹處理，相應(yīng)的在所述鋼構(gòu)連接件接縫中段的截面做凸起處理，并使凸起能夠鑲嵌在內(nèi)凹處。
[0012]進(jìn)一步，所述防水部件包括擋水條及防水襯墊，所述擋水條安裝在接縫靠近隧道外側(cè)的部位，其材質(zhì)為遇水膨脹的橡膠；所述防水襯墊包裹在接縫的整個(gè)凹凸部位，其材質(zhì)為丁腈橡膠。
[0013]進(jìn)一步，在靠近隧道內(nèi)側(cè)的接縫處用水泥砂漿填縫，并涂抹防水涂料，所述水泥砂漿選擇與預(yù)制襯砌管片相同的水泥攪拌。
[0014]進(jìn)一步，所述襯砌管片在靠近隧道內(nèi)側(cè)部位的拼接處在預(yù)制時(shí)進(jìn)行逐步加厚處理，并預(yù)留供預(yù)應(yīng)力筋穿過的預(yù)應(yīng)力孔，同時(shí)在鋼構(gòu)連接件的對(duì)應(yīng)部位預(yù)留預(yù)應(yīng)力孔，兩個(gè)襯砌管片與鋼構(gòu)連接件拼裝后，預(yù)應(yīng)力筋穿過預(yù)應(yīng)力孔并對(duì)其施加局部預(yù)應(yīng)力，用預(yù)應(yīng)力錨固螺栓進(jìn)行端部錨固，將混凝土管片與鋼構(gòu)連接件緊密相連，形成整體構(gòu)件。
[0015]有益效果:本發(fā)明將一個(gè)鋼構(gòu)連接件固定在兩個(gè)混凝土襯砌管片的接縫處，提高了管片接縫處的剛度與穩(wěn)定性，并可進(jìn)行三道防水措施(擋水條、防水襯墊、防水涂料)，其中防水襯墊通過襯砌管片接觸面的凹凸部分進(jìn)行了尺寸加大，提高了管片接縫處的防水性能；同時(shí)通過預(yù)應(yīng)力筋施加局部預(yù)應(yīng)力將混凝土管片與鋼構(gòu)連接件拼接為整體構(gòu)件。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該方法通過增加鋼構(gòu)連接件，有效提高管片接縫處的剛度，并通過接觸面的凹凸部分設(shè)計(jì)，有效提高了管片接縫處的防水襯墊尺寸，對(duì)盾構(gòu)隧道襯砌結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與滲水等問題具有參考價(jià)值。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明混凝土襯砌管片縱縫拼接與防水方法示意圖；
圖2為本發(fā)明混凝土襯砌管片環(huán)縫拼接與防水方法示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施例。
[0018]實(shí)施例:一種地下盾構(gòu)隧道襯砌管片的接縫拼接結(jié)構(gòu)，將一個(gè)鋼構(gòu)連接件2鑲嵌在兩個(gè)混凝土襯砌管片1A、1B的接縫處，具體的，襯砌管片1A、1B的接縫邊緣具有凹部，鋼構(gòu)連接件2的中段兩側(cè)具有相適配的凸部，通過凹凸配合形成鑲嵌結(jié)構(gòu)。同時(shí)，在鋼構(gòu)連接件2與混凝土襯砌管片1A、IB的兩側(cè)接觸面上安置擋水條3與防水襯墊4，擋水條3設(shè)置在靠近隧道外側(cè)的兩條接縫處，防水襯墊4設(shè)置包裹在鑲嵌結(jié)合的兩側(cè)凹凸部位接縫處。隨后通過同時(shí)穿過兩個(gè)襯砌管片1A、IB和鋼構(gòu)連接件2的預(yù)應(yīng)力筋5施加局部預(yù)應(yīng)力將兩個(gè)襯砌管片1A、IB與鋼構(gòu)連接件2錨固為整體。最后在靠近隧道內(nèi)側(cè)接縫處進(jìn)行水泥砂漿7填縫并涂抹防水涂料8。
[0019]本實(shí)施例中縱縫與環(huán)縫的實(shí)施方法一致，如圖1、2所示，具體實(shí)施步驟如下: ①混凝土襯砌管片1A、1B邊緣的接縫處預(yù)制為凹形，即四周邊緣的截面中心位置內(nèi)凹，用來鑲嵌鋼構(gòu)連接件2 ;鋼構(gòu)連接件2截面中段預(yù)制時(shí)凸起，用來鑲嵌在兩個(gè)混凝土襯砌管片1A、1B的接縫截面處。
[0020]②將遇水膨脹的橡膠制作的擠壓擋水條3粘貼在鋼構(gòu)連接件2靠近隧道外側(cè)的部位兩邊；將丁腈橡膠防水襯墊4粘貼在鋼構(gòu)連接件2中段凸起的部位兩邊，將凸起部位全部包裹。
[0021]③對(duì)混凝土襯砌管片1A、1B靠近隧道內(nèi)側(cè)部位的拼接處在預(yù)制時(shí)進(jìn)行逐步加厚處理，預(yù)留預(yù)應(yīng)力孔洞，同時(shí)在鋼構(gòu)連接件2的對(duì)應(yīng)部位預(yù)留預(yù)應(yīng)力筋孔洞，將兩個(gè)混凝土襯砌管片1A、1B與鋼構(gòu)連接件2拼裝后對(duì)穿過孔洞的預(yù)應(yīng)力筋5施加局部預(yù)應(yīng)力，施加預(yù)應(yīng)力后用預(yù)應(yīng)力錨固螺栓6A、6B進(jìn)行端部錨固，將混凝土襯砌管片1A、1B與鋼構(gòu)連接件2緊密相連，形成整體構(gòu)件。
[0022]④在靠近隧道內(nèi)側(cè)接縫處填充水泥砂漿7，水泥砂漿7選擇與預(yù)制混凝土襯砌管片1A、IB相同型號(hào)的水泥攪拌；并在填充完水泥砂漿7的接縫處涂抹防水涂料8，進(jìn)行襯砌管片1A、IB接縫處的最后一層防水措施。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種地下盾構(gòu)隧道襯砌管片的接縫拼接結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括兩個(gè)襯砌管片、鋼構(gòu)連接件、防水部件和預(yù)應(yīng)力筋，所述鋼構(gòu)連接件鑲嵌在兩個(gè)襯砌管片的接縫之間，且鋼構(gòu)連接件與襯砌管片的接觸面設(shè)有防水部件，所述預(yù)應(yīng)力筋同時(shí)穿過兩個(gè)襯砌管片和鋼構(gòu)連接件并通過錨固形成整體結(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下盾構(gòu)隧道襯砌管片的接縫拼接結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述襯砌管片的接縫處具有凹部，所述鋼構(gòu)連接件的中段兩側(cè)具有相適配的凸部。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的地下盾構(gòu)隧道襯砌管片的接縫拼接結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述防水部件包括擋水條及防水襯墊，所述擋水條設(shè)置在接縫靠近隧道外側(cè)的部位，所述防水襯墊設(shè)置在接縫的整個(gè)凹凸部位。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下盾構(gòu)隧道襯砌管片的接縫拼接結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述鋼構(gòu)連接件和兩個(gè)襯砌管片在靠近隧道內(nèi)側(cè)的接縫處填充有水泥砂漿，并涂抹有防水涂料。5.如權(quán)利要求1所述的地下盾構(gòu)隧道襯砌管片的接縫拼接防水方法，其特征在于:將一個(gè)鋼構(gòu)連接件鑲嵌在兩個(gè)襯砌管片的接縫處，同時(shí)在鋼構(gòu)連接件與襯砌管片的接觸面上設(shè)置防水部件，對(duì)同時(shí)穿過兩個(gè)襯砌管片和鋼構(gòu)連接件的預(yù)應(yīng)力筋施加局部預(yù)應(yīng)力后通過端部錨固形成整體結(jié)構(gòu)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的地下盾構(gòu)隧道襯砌管片的接縫拼接防水方法，其特征在于:預(yù)制時(shí)在所述襯砌管片接縫中段的截面做內(nèi)凹處理，相應(yīng)的在所述鋼構(gòu)連接件接縫中段的截面做凸起處理，并使凸起能夠鑲嵌在內(nèi)凹處。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的地下盾構(gòu)隧道襯砌管片的接縫拼接防水方法，其特征在于:所述防水部件包括擋水條及防水襯墊，所述擋水條安裝在接縫靠近隧道外側(cè)的部位，其材質(zhì)為遇水膨脹的橡膠；所述防水襯墊包裹在接縫的整個(gè)凹凸部位，其材質(zhì)為丁腈橡膠。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的地下盾構(gòu)隧道襯砌管片的接縫拼接防水方法，其特征在于:在靠近隧道內(nèi)側(cè)的接縫處用水泥砂漿填縫，并涂抹防水涂料，所述水泥砂漿選擇與預(yù)制襯砌管片相同的水泥攪拌。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的地下盾構(gòu)隧道襯砌管片的接縫拼接防水方法，其特征在于:所述襯砌管片在靠近隧道內(nèi)側(cè)部位的拼接處在預(yù)制時(shí)進(jìn)行逐步加厚處理，并預(yù)留供預(yù)應(yīng)力筋穿過的預(yù)應(yīng)力孔，同時(shí)在鋼構(gòu)連接件的對(duì)應(yīng)部位預(yù)留預(yù)應(yīng)力孔，兩個(gè)襯砌管片與鋼構(gòu)連接件拼裝后，預(yù)應(yīng)力筋穿過預(yù)應(yīng)力孔并對(duì)其施加局部預(yù)應(yīng)力，用預(yù)應(yīng)力錨固螺栓進(jìn)行端部錨固，將混凝土管片與鋼構(gòu)連接件緊密相連，形成整體構(gòu)件。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種地下盾構(gòu)隧道襯砌管片的接縫拼接結(jié)構(gòu)及防水方法，鋼構(gòu)連接件鑲嵌在兩個(gè)襯砌管片的接縫之間，且鋼構(gòu)連接件與襯砌管片的接觸面設(shè)有防水部件，預(yù)應(yīng)力筋同時(shí)穿過兩個(gè)襯砌管片和鋼構(gòu)連接件并通過錨固形成整體結(jié)構(gòu)。本發(fā)明將一個(gè)鋼構(gòu)連接件固定在兩個(gè)混凝土襯砌管片的接縫處，提高了管片接縫處的剛度與穩(wěn)定性，并可進(jìn)行三道防水措施（擋水條、防水襯墊、防水涂料），同時(shí)通過預(yù)應(yīng)力筋施加局部預(yù)應(yīng)力將混凝土管片與鋼構(gòu)連接件拼接為整體構(gòu)件。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該方法通過增加鋼構(gòu)連接件，有效提高管片接縫處的剛度，并通過接觸面的凹凸部分設(shè)計(jì)，有效提高了管片接縫處的防水襯墊尺寸，對(duì)盾構(gòu)隧道襯砌結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與滲水等問題具有參考價(jià)值。
【IPC分類】E21D11/38, E21D11/08
【公開號(hào)】CN105041337
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510491656
【發(fā)明人】劉琳, 徐衛(wèi)亞, 王環(huán)玲, 王如賓, 王偉, 石崇
【申請(qǐng)人】河海大學(xué)
【公開日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年8月12日