一种盾构隧道复合管片结构及盾构隧道衬砌的制作方法

本发明涉及一种盾构隧道管片结构，尤其是涉及一种盾构隧道复合管片结构及主要由其组成的盾构隧道衬砌，属于地下工程领域。

背景技术：

根据《地铁设计规范》gb50157-2003中19.1.22规定：两条单线区间隧道之间，当隧道连贯长度大于600m时，应设联络通道。因此大量地铁隧道上下行线之间均设置有联络通道。目前联络通道一般为马蹄形，并采用冻结法加固后采用矿山法施工的方式，但该方法存在以下不足：（1）由于结构形式约束，较难进行机械式开挖，人工开挖速度慢且施工质量不易控制；（2）冻结法施工准备期、施工期、稳定期较长；（3）冻结施工会对土体产生扰动，同时也会对结构受力造成不利影响；（4）施工完成后，后期冻融时间长对周边环境影响大；（5）施工成本较高。针对以上问题，部分技术人员提出了顶管法联络通道施工方法，详见发明专利《地铁盾构区间隧道联络通道的施工方法》。该方法虽然采用机械式开挖，适用于狭小空间掘进的优点，但仍然需要对土体进行预加固，施工成本较高。为了降低成本，探索在土体未加固的情况下进行联络通道施工，首先需解决的便是联络通道处管片设计问题。在土体已加固情况下，由于土体具有一定的强度，可直接拆除联络通道所对应的隧道管片后进行联络通道施工。在土体未加固情况下，特别是软土地层土体较软，直接拆除隧道衬砌必然导致隧道外土体失稳涌入，造成工程事故。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种联络通道洞门处的盾构隧道管片无需预先拆除，可由盾构机或顶管机直接切削，且可适用于不同结构形式的盾构机或顶管机，衬砌结构施工前后整体性强的盾构隧道复合管片结构及盾构隧道衬砌。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种盾构隧道复合管片结构，包括钢管片段和混凝土管片段，所述的钢管片段与所述的混凝土管片段的连接界面上设置有钢混连接钢板和钢混连接体系，所述的钢混连接钢板固定连接在所述的钢管片段上，所述的钢混连接体系的一侧面固定在所述的钢混连接钢板上且其剩余部分浇筑在所述的混凝土管片段内，所述的钢混连接体系由细铁丝和可切削塑胶杆纵向交替相叠而成。

所述的盾构隧道复合管片的内直径为5.5m、外直径为6.2m以及管片厚度为0.35m。

所述的钢管片段采用网格式结构，所述的钢管片段的环面和端面上均设置有一定数量的单道螺栓孔。

所述的混凝土管片段采用配置有玻璃纤维筋的混凝土材料，所述的混凝土管片段的环面与端面上均设置有一定数量的内外侧双道螺栓孔。

所述的钢混连接钢板采用厚度为2cm、宽度为0.35m以及内直径为3m的圆弧状钢板。通过改变钢混连接钢板的几何形状可改变复合管片结构钢混分界面的几何形状，从而改变混凝土管片段的几何形状。

所述的可切削塑胶杆采用高分子塑胶材料，每个盾构隧道复合管片横断面上设置有两道可切削塑胶杆。

所述的可切削塑胶杆位于所述的混凝土管片段内的一侧面呈锯齿状。以增加与混凝土之间的粘结性能。

主要采用上述盾构隧道复合管片结构组成的盾构隧道衬砌，所述的盾构隧道复合管片结构的钢管片段之间以及所述的盾构隧道复合管片结构的钢管片段与盾构隧道普通混凝土管片之间均采用钢螺栓连接，所述的盾构隧道复合管片结构的混凝土管片段之间采用可切削螺栓连接，形成圆环状的盾构隧道衬砌。

所述的钢螺栓为弯螺栓，所述的可切削螺栓为阴阳螺栓，所述的阴阳螺栓包括相互配合锁定锚固的阳侧结构和阴侧结构。

所述的阳侧结构包括螺杆，所述的螺杆的顶部设置有梯形锲块，所述的阴侧结构设置有供所述的螺杆插入的插槽，所述的插槽内的顶部设置有供所述的梯形锲块插入的弹性锁孔，所述的弹性锁孔的端部设置有与所述的梯形锲块咬合的斜齿。梯形锲块穿过弹性锁孔并相互咬合，当向相反方向拉动时，该斜齿咬合梯形锲块以形成配合的闭锁从而防止回撤。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明一种盾构隧道复合管片结构及盾构隧道衬砌，复合管片结构的混凝土管片段采用可切削材料，钢管片段与混凝土管片段之间设置有钢混连接钢板，钢混连接钢板上设置有钢混连接体系，不同管片结构界面之间通过螺栓连接组成的盾构隧道衬砌。本发明采用不同形状钢混连接钢板的复合管片结构，可通过螺栓拼装成不同几何形状的可切削混凝界面，切削过程无需拔除切削面范围内螺栓，增加了切削面的整体性，同时通过钢混连接体系的设置保证了钢混连接性能。

综上所述，本发明盾构隧道复合管片结构及由其组成的盾构隧道衬砌，其联络通道洞门处的盾构隧道管片无需预先拆除，可由盾构机或顶管机直接切削，且可适用于不同结构形式的盾构机或顶管机，衬砌结构施工前后整体性强。

附图说明

图1为本发明的盾构隧道复合管片三维示意图；

图2为本发明的盾构隧道复合管片横断面示意图；

图3为由本发明的盾构隧道复合管片结构组成的盾构隧道衬砌横断面图；

图4为由本发明的盾构隧道复合管片结构组成的盾构隧道衬砌展开图；

图5为本发明的可切削螺栓结构示意图。

各部件标号说明：1-钢管片段，2-混凝土管片段，3-钢混连接体系，31-细铁丝，32-可切削塑胶杆，4-钢混连接钢板，5-单道螺栓孔，6-双道螺栓孔，7-普通混凝土管片，8-钢螺栓，9-可切削螺栓，91-阳侧结构，911-螺杆，912-梯形锲块，92-阴侧结构，921-插槽，922-弹性锁孔，923-斜齿，10-环面，11-端面。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

具体实施例一

一种盾构隧道复合管片结构，如图1和图2所示，包括钢管片段1和混凝土管片段2，钢管片段1与混凝土管片段2的连接界面上设置有钢混连接钢板4和钢混连接体系3，钢混连接钢板4固定连接在钢管片段1上，钢混连接体系3的一侧面固定在钢混连接钢板4上且其剩余部分浇筑在混凝土管片段2内，钢混连接体系3由细铁丝31和可切削塑胶杆32纵向交替相叠而成。

在此具体实施例中，如图1和图2所示，盾构隧道复合管片的内直径为5.5m、外直径为6.2m以及管片厚度为0.35m。钢管片段1采用网格式结构，钢管片段1的环面10和端面11上均设置有一定数量的单道螺栓孔5。混凝土管片段2采用配置有玻璃纤维筋的混凝土材料，混凝土管片段2的环面10与端面11上均设置有一定数量的内外侧双道螺栓孔6。钢混连接钢板4采用厚度为2cm、宽度为0.35m以及内直径为3m的圆弧状钢板。可切削塑胶杆32采用高分子塑胶材料，每个盾构隧道复合管片横断面上设置有两道可切削塑胶杆32，可切削塑胶杆32位于混凝土管片段2内的一侧面呈锯齿状，以增加与混凝土之间的粘结性能。

具体实施例二

采用上述具体实施例一中盾构隧道复合管片结构组成的盾构隧道衬砌，其不同管片结构界面之间通过螺栓连接形成圆环状的盾构隧道衬砌。如图3、图4所示，盾构隧道复合管片结构的钢管片段1之间采用钢螺栓8连接，盾构隧道复合管片结构的钢管片段1与盾构隧道普通混凝土管片7之间采用钢螺栓8连接，盾构隧道复合管片结构的混凝土管片段2之间采用特制的可切削螺栓9连接；

在此具体实施例中，钢螺栓8为弯螺栓，可切削螺栓9采用高分子塑胶材料。如图5所示，可切削螺栓9为阴阳螺栓，可切削螺栓9包括阳侧结构91和阴侧结构92，阳侧结构91和阴侧结构92均预埋在螺栓孔内，阳侧结构91可插入阴侧结构92内实现阴阳螺栓的锁定锚固。

如图5所示，阳侧结构91包括螺杆911，螺杆911的顶部设置有梯形锲块912，阴侧结构92设置有供螺杆911插入的插槽921，插槽921内的顶部设置有供梯形锲块912插入的弹性锁孔922，弹性锁孔922的端部设置有与梯形锲块912咬合的斜齿923。梯形锲块912穿过弹性锁孔922并相互咬合，当向相反方向拉动时，该斜齿923咬合梯形锲块912以形成配合的闭锁从而防止回撤。

上述说明并非对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例。本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。