一种盾构隧道柔性管片的制作方法

本实用新型涉及一种盾构隧道柔性管片，属于盾构隧道抗震技术领域。

背景技术：

盾构隧道因自身单位体积质量比周围土体单位体积质量小很多，地震作用于隧道断面的惯性力比作用于周边土体的惯性力小。地震作用时，隧道随着周围土体而振动，变形须与周围土体的相对位移和变形协调。盾构隧道采用螺栓将预制管片拼装在一起，整体为柔性结构，纵向具有一定的变形能力，但根据以往工程受灾情况，地震时在地层急剧变化处或活动断层处的较大变形常导致管片开裂、隧道受灾，仅靠隧道连接处的变形能力已不能满足特殊地段的变形要求。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的问题是盾构隧道在地震时能吸收地层急剧变化处或活动断层处的轴向变形量，而且能承受轴向变形产生的压力，并保证密封性，为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种盾构隧道柔性管片，其能允许盾构隧道一定的轴向变形量，同时又能保持高刚度自稳性和防水性。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种盾构隧道柔性管片，包括：柔性管片主体A和柔性管片主体B，所述柔性管片主体A和柔性管片主体B之间通过传力棒连接和传力，所述柔性管片主体A和柔性管片主体B之间还设有密封止水结构；

所述传力棒由两个承压螺栓、缓冲橡胶和钢套筒组成，其中，两个承压螺栓的头部分别固定在柔性管片主体A和柔性管片主体B上，两个承压螺栓的尾部之间通过缓冲橡胶连接，所述两个承压螺栓和缓冲橡胶外套有一钢套筒；

所述密封止水结构包括两道M形止水带和膨胀橡胶，所述膨胀橡胶设置于柔性管片主体A和柔性管片主体B的缝隙外侧，所述两道M形止水带分别布置在所述传力棒的两侧，且所述两道M形止水带的两端分别通过固定螺栓固定在柔性管片主体A和柔性管片主体B上。

进一步的，所述柔性管片主体A和柔性管片主体B沿盾构隧道的纵向连接。

进一步的，所述柔性管片主体A和柔性管片主体B是外部由钢板焊接成的钢框架、内部浇筑混凝土构成。

进一步的，所述柔性管片主体A的钢框架是由外壁板A、外肋板A、外肋板B和内肋板A焊接而成；

所述柔性管片主体B的钢框架是由外壁板B、外肋板B、内肋板B、外肋板C、肋板D、肋板E和肋板F焊接而成；

其中，外肋板A、内肋板A、肋板E和肋板F均沿盾构隧道的纵向布置；

外壁板A和外壁板B均沿盾构隧道的外周环向布置；

外肋板B、内肋板B和外肋板C均沿盾构隧道的环向竖直布置；

肋板D连接内肋板B和外肋板C，且肋板D布置在所述柔性管片主体A和柔性管片主体B的缝隙外侧。

进一步的，所述两道M形止水带的两端分别通过固定螺栓固定在柔性管片主体A的外肋板B和柔性管片主体B的外肋板C上。

进一步的，所述膨胀橡胶内侧两端共设有三块支撑板，其中一块支撑板固定内肋板B上，另外两块支撑板通过支撑垫板固定在所述肋板D上。

进一步的，所述承压螺栓上设有外螺纹，所述钢套筒内部设有与所述承压螺栓上外螺纹相匹配的内螺纹。

进一步的，所述两道M形止水带的两端与固定螺栓的连接处设有角钢，且所述角钢外包有橡胶保护层。

进一步的，所述柔性管片主体A和柔性管片主体B与相邻的普通管片之间通过弯螺栓连接。

进一步的，所述柔性管片主体A或柔性管片主体B的厚度、曲率半径与普通管片相同。

本实用新型的有益效果为：

当地震发生时，盾构隧道管片发生设计限值内的轴向变形时，本实用新型所述柔性管片主体结构能保证盾构隧道管片的稳定性，密封止水结构能保证变形时的密封性，传力棒能将地震力传到相邻管片，保证盾构隧道整体稳定性。本实用新型结构简单，可以在工厂加工，现场组装，便于现场施工。

附图说明

图1为本实用新型所述柔性管片内侧结构展开示意图；

图2为图1中A-A剖视图；

图3为承压螺栓布置示意图；

其中，1-外壁板A，2-外壁板B，3-外肋板A，4-外肋板B，5-内肋板B，6-外肋板C，7-固定螺栓，8-缓冲橡胶，9-钢套筒，10-承压螺栓，11-M形止水带，12-角钢，13-内肋板A，14-支撑板，15-支撑垫板，16-膨胀橡胶，17-肋板D，18-肋板E，19-肋板F，20-柔性管片主体A，21-柔性管片主体B，22-弯螺栓孔，23-注浆孔。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例

本实施例所述盾构隧道柔性管片是在直径Ф4250mm盾构隧道中使用的一种实施方案，所述盾构隧道柔性管片，如图1和图2所示，包括：柔性管片主体A20和柔性管片主体B21，所述柔性管片主体A20和柔性管片主体B21沿盾构隧道的纵向连接，所述柔性管片主体A20和柔性管片主体B21之间通过传力棒连接和传力。所述柔性管片主体A20和柔性管片主体B21是外部由钢板焊接成的钢框架、内部浇筑混凝土构成。所述柔性管片主体A20和柔性管片主体B21与相邻的普通管片之间通过弯螺栓连接。所述柔性管片主体A20或柔性管片主体B21的厚度、曲率半径与普通管片相同。

所述柔性管片主体A20的钢框架是由外壁板A1、外肋板A3、外肋板B4和内肋板A13焊接而成，具体的依次由外肋板A3、内肋板A13、外肋板B4、内肋板A13、外肋板A3、外肋板B4焊接连接为柔性管片主体A20的四周，外壁板1和内壁板分别作为柔性管片主体A20的外壁和内壁。外肋板B4垂直于外肋板A3和内肋板A13，且其中一块外肋板B4设置于所述外肋板A3和内肋板A13之间。

所述柔性管片主体B21的钢框架是由外壁板B2、外肋板B4、内肋板B5、外肋板C6、肋板D17、肋板E18和肋板F19焊接而成，具体的依次由肋板F19、肋板E18、外肋板B4、肋板E18、肋板F19、外肋板C6焊接连接为柔性管片主体B21的四周，外壁板B2和内壁板分别作为柔性管片主体B21的外壁和内壁。所述柔性管片主体B21的钢框架内部沿着平行于外肋板B4的方向还分别设有内肋板B5，所述内肋板B5垂直于肋板E18和肋板F19，且内肋板B5设置于肋板E18和肋板F19连接处。

其中，外肋板A3、内肋板A13、肋板E18和肋板F19均沿盾构隧道的纵向布置，即沿图2的截面方向布置；

外壁板A1和外壁板B2均沿盾构隧道的外周环向布置；

外肋板B4、内肋板B5和外肋板C6均沿盾构隧道的环向竖直布置；

肋板D17为环形肋板，其连接内肋板B5和外肋板C6，且肋板D17布置在所述柔性管片主体A20和柔性管片主体B21的缝隙外侧，且位于所述内肋板A13的内侧。

所述柔性管片主体A20和柔性管片主体B21之间还设有密封止水结构。

所述传力棒由两个承压螺栓10、缓冲橡胶8和钢套筒9组成，其中，两个承压螺栓10的头部分别固定在柔性管片主体A20和柔性管片主体B21上，两个承压螺栓10的尾部之间通过缓冲橡胶8连接，所述两个承压螺栓10和缓冲橡胶8外套有一钢套筒9；所述承压螺栓10上设有外螺纹，所述钢套筒9内部设有与所述承压螺栓10上外螺纹相匹配的内螺纹。

所述密封止水结构包括两道M形止水带11和膨胀橡胶16，所述膨胀橡胶16设置于柔性管片主体A20和柔性管片主体B21的缝隙外侧，所述两道M形止水带11设置于内肋板A13内侧，且两道M形止水带11分别布置在所述传力棒的两侧，所述两道M形止水带11的两端分别通过固定螺栓7固定在柔性管片主体A20的外肋板B4和柔性管片主体B21的外肋板C6上。所述两道M形止水带11的两端与固定螺栓7的连接处设有角钢12，且所述角钢12外包有橡胶保护层。

所述膨胀橡胶16内侧两端共设有三块支撑板14，其中一块支撑板14固定内肋板B5上，另外两块支撑板通过支撑垫板15固定在所述肋板D17上吗，同时通过支撑垫板15与内肋板A13固定连接。

M形止水带的材质为氯丁橡胶。

具体的，外壁板A1、外壁板B2的弧形内径为Ф4810mm，厚度16mm，弧形角度为72度；

肋板D17为环形，内径为Ф4680mm，厚度16mm，弧形角度为72度；

外肋板B4、内肋板B5、外肋板C6为环形，内径为Ф4250mm，厚度16mm；

承压螺栓10为直径M24螺栓；钢套筒9为内径Φ51×4的钢管；

所述钢板、螺栓采用的材质均为碳素钢板；

所述柔性管片通过M24弯螺栓与相邻普通管片连接；

本实施例在发生30mm轴向变形量时，能保证盾构隧道柔性管片的稳定性、密封性。本实用新型结构简单，可以在工厂加工，现场组装，便于现场施工。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。