一种盾构管片的制作方法

1.本技术涉及隧道工程的领域，尤其是涉及一种盾构管片。


背景技术：

2.盾构管片是盾构施工的主要装配构件，是隧道的最内层屏障，承担着抵抗土层压力、地下水压力以及一些特殊荷载的作用。盾构管片是盾构法隧道的永久衬砌结构，盾构管片质量直接关系到隧道的整体质量和安全，影响隧道的防水性能及耐久性能。
3.随着盾构法的大规模应用，盾构隧道已由浅埋工况向深埋工况发展，传统的盾构管片体量大、承载能力低、耗材量高、安装及运输过程中易损坏，不能很好地适应隧道快速增长及埋深增大的趋势，与目前实施的绿色施工理念不符。亟需一种材料利用率高、承载力性能好的新型管片结构来替代传统管片结构。


技术实现要素：

4.本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术的一个目的在于提供一种盾构管片，本技术的盾构管片承载力不仅得到了提高，同时盾构管片的厚度也减小，从而提高了材料利用率，降低了生产成本，减少施工过程中隧道的开挖量。
5.根据本技术实施例的一种盾构管片至少包括：管片外壳体，所述管片外壳体构造为弧形；螺旋筋条，所述螺旋筋条设置在所述管片外壳体的内部空间内，且所述螺旋筋条在所述管片外壳体的周向上延伸；混凝土，所述混凝土填充在所述管片外壳体的内部空间内以将所述螺旋筋条的至少部分包覆。
6.根据本技术的盾构管片，通过将螺旋筋条埋设于管片外壳体内的混凝土中，螺旋筋条约束管片外壳体内的混凝土，使得盾构管片的内部强度在多个方向上都得到了提高，进而提高了盾构管片的承载力，也因此在设计盾构管片时，满足承载力要求的前提下，可相应减小管片的厚度，达到减少材料用量，提高材料利用率，降低生产成本的效果；另外通过减少盾构管片厚度，还能够减小施工过程中隧道的开挖量，提高了施工效率。
7.根据本技术一个实施例的盾构管片，所述管片外壳体包括：外壳体本体以及设置在所述外壳体本体内的隔板，所述隔板适于将所述外壳体本体内的空间分隔成多个子腔室，每个所述子腔室沿所述管片外壳体的周向延伸。
8.进一步地，所述隔板构造为多个，且多个所述隔板沿所述管片外壳体的轴向间隔开。
9.在管片外壳体内设置隔板，隔板对整个管片外壳体起到支撑作用，增强管片外壳体的刚度，降低管片外壳体在混凝土碎掉之前发生屈曲的可能性。
10.进一步地，多个所述子腔室中的至少部分内设置有所述螺旋筋条。
11.通过上述技术方案，设计盾构管片时根据设计承载力的需求，至少部分子腔室内部有螺旋筋条，降低了盾构管片的生产成本。
12.进一步地，所述子腔室的横截面构造为矩形。
13.进一步地，所述混凝土包括：流入到所述螺旋筋条限定出的空间内的核心混凝土以及流入到所述螺旋筋条与所述管片外壳体之间的夹层混凝土。
14.通过矩形的设计，将螺旋筋条埋设于子腔室的正中部位置，使螺旋筋条与管片外壳体之间的夹层混凝土厚度相对更加均匀，从而提高了管片外壳体对夹层混凝土的约束效果。
15.进一步地，根据本技术进一步的示例，所述盾构管片还包括：环形筋条，所述环形筋条设置在所述管片外壳体的内部空间内，所述环形筋条沿所述管片外壳体的周向延伸且邻近所述螺旋筋条。
16.通过上述技术方案，环形筋条埋设于混凝土内为盾构管片提供环向承载力，提高了盾构管片的承载力。
17.进一步地，所述环形筋条设置在所述螺旋筋条限定的空间内部或者设置在所述螺旋筋条限定的空间外部，所述环形筋条与所述螺旋筋条固定连接。
18.进一步地，所述环形筋条构造为多个且多个所述环形筋条沿所述螺旋筋条的周向间隔开。
19.通过上述技术方案，将环形筋条与螺旋筋条固定连接一方面可以控制各螺旋部的延伸长度，另一方面便于工作人员通过环形筋条在浇筑混凝土之前定位螺旋筋条。
20.进一步地，所述子腔室在所述管片外壳体的周向上的两端设置有未浇筑混凝土的空缺部，所述螺旋筋条在所述管片外壳体的周向上的两端伸入到对应的所述空缺部内。
21.通过上述技术方案，当周向上相邻两个盾构管片通过螺栓连接后可通过向两个盾构管片内部的空缺部内再次浇注混凝土，后浇注的混凝土将两个盾构管片内原先浇注的混凝土连接起来，从而提高周向上相邻两个盾构管片的连接强度。
附图说明
22.本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
23.图1是本技术实施例提供的一种盾构管片的结构示意图。
24.图2是本技术实施例提供的管片外壳体的结构示意图。
25.图3是本技术实施例提供的一种螺旋筋条和环形筋条的结构示意图。
26.图4是本技术实施例的盾构管片的剖视图。
27.图5是本技术实施例提供的一种盾构管道的结构示意图。
28.图6是本技术实施例提供的一种盾构管片制造方法的流程示意图。
29.图7是本技术实施例提供的一种盾构管道制造方法的流程示意图。
30.附图标记说明：1、管片外壳体；11、外壳体本体；111、空缺部；12、隔板；13、第一端片；131、第一通孔；14、第二端片；141、第二通孔；2、螺旋筋条；21、螺旋部；3、混凝土；31、核心混凝土；32、夹层混凝土；4、环形筋条。
具体实施方式
31.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附
以及流入到螺旋筋条2与管片外壳体1之间的夹层混凝土32。螺旋筋条2为核心混凝土 31提供约束作用；管片外壳体1和螺旋筋条2为核心混凝土31提供复合约束，同时管片外壳体1也为夹层混凝土32提供约束，提高了混凝土3的强度，从而提高了盾构管片的承载力。
43.作为一个可选的方案，为了提高螺旋筋条2和管片外壳体1对核心混凝土31的约束效果，较佳的，子腔室的横截面构造设计为矩形，进一步的可以设计为正方形。通过正方形的设计，将螺旋筋条2埋设于子腔室的正中部位置，使螺旋筋条2与管片外壳体 1之间的夹层混凝土32厚度相对更加均匀，从而提高了管片外壳体1对夹层混凝土32 的约束效果。
44.进一步地，在本发明的一个可选的实施例中，盾构管片还包括：环形筋条4，环形筋条4设置在管片外壳体1的内部空间内，环形筋条4沿管片外壳体1的周向延伸且邻近螺旋筋条2。环形筋条4埋设于混凝土3内为盾构管片提供环向承载力，进一步提高了盾构管片的承载力。
45.具体的，环形筋条4设置在螺旋筋条2限定的空间内部或者设置在螺旋筋条2限定的空间外部，在本实施例中环形筋条4设置于螺旋筋条2限定的空间内部。且环形筋条 4与螺旋筋条2固定连接。
46.通过将螺旋筋条2固定在环形筋条4上，使得螺旋筋条2和环形筋条4形成一个加强结构总成，从而可以进一步提高盾构管片的承载力。另外，环形筋条4也可以对螺旋筋条2起到定位作用。
47.螺旋筋条2包括多个螺旋部21，每个螺旋部21均与环形筋条4固接，固接方式可以为绑扎连接也可以为焊接，在本实施例中为绑扎连接。通过将每个螺旋部21均与环形筋条4连接从而控制每个螺旋部21的延伸长度。优选的，每个螺旋部21的延伸长度相等，从而使得螺旋筋条2可以均匀约束核心混凝土31，提高了螺旋筋条2对核心混凝土31的约束效果。
48.优选的，环形筋条4构造设计为多个且多个所述环形筋条4沿螺旋筋条2的周向间隔开。本实施例中环形筋条4的个数为四个，其它实施例中环形筋条4的个数还可为其它个数。多个环形筋条4进一步为盾构管片提供环向承载力，且多个所述环形筋条4沿螺旋筋条2的周向间隔开，每个螺旋部21均与多个环形筋条4固接，进一步提高螺旋部21的均匀性，提高螺旋筋条2对核心混凝土31的约束效果。较佳的，环形筋条4的个数为偶数个(例如两个、六个)，且偶数个环形筋条4在盾构管片的轴线方向和径向方向上均为对称设置，便于环形筋条4受力均匀。
49.为了便于盾构管片的拼装，本技术实施例中，外壳体本体11包括：位于外壳体本体11的周向上的两端的两个第一端片13，每个第一端片13上设置有在外壳体本体11 的轴向上均匀排布有多个供螺栓穿设的第一通孔131，当一个外壳体本体11的管口与另一个外壳体本体11的管口对应拼接时，两个外壳体本体11管口处的第一端片13也对应贴合，且相互贴合的第一端片13上的第一通孔131也一一对应。周向上相邻两个盾构管片相互连接时，先使用螺栓通过第一通孔131穿过相互贴合的两个第一端片13并使用螺母紧固。
50.外壳体本体11轴线方向的两端分别设置有两个第二端片14，第二端片14所在平面均垂直于外壳体本体11的轴线。每个第二端片14上在外壳体本体11的周向均匀排布且间隔开的多个供螺栓穿设的第二通孔141。当轴向上相邻两个管片外壳体1拼接时，两个管片外壳体1上的第二端片14相互贴合，且两个管片外壳体1上的第二通孔141 相互对应。轴向上相邻两个盾构管片相互连接时，使用螺栓通过第二通孔141穿过两个相互贴合的第二端片
13，每个第一端片13上设置有在外壳体本体11的轴向上均匀排布有多个供螺栓穿设的第一通孔131，当一个外壳体本体11的管口与另一个外壳体本体11的管口对应拼接时，两个外壳体本体11管口处的第一端片13也对应贴合，且相互贴合的第一端片13上的第一通孔131也一一对应。周向上相邻两个盾构管片相互连接时，先使用螺栓通过第一通孔131穿过相互贴合的两个第一端片13并使用螺母紧固。
78.外壳体本体11轴线方向的两端分别设置有两个第二端片14，第二端片14所在平面均垂直于外壳体本体11的轴线。每个第二端片14上在外壳体本体11的周向均匀排布且间隔开的多个供螺栓穿设的第二通孔141。当轴向上相邻两个管片外壳体1拼接时，两个管片外壳体1上的第二端片14相互贴合，且两个管片外壳体1上的第二通孔141 相互对应。轴向上相邻两个盾构管片相互连接时，使用螺栓通过第二通孔141穿过两个相互贴合的第二端片14并使用螺母紧固。
79.进一步地，作为一个可选的方案，两个周向上相邻的外壳体本体11上的两个相邻的第一端片13相互贴合之前，在两个相邻的第一端片13彼此正对的侧面上涂抹一圈密封胶，再使用螺栓将两个盾构管片周向拼接；两个轴向上相邻的外壳体本体11上的两个相邻的第二端片14相互贴合之前，在两个第二端片14彼此正对的侧面上涂抹密封胶，再使用螺栓将两个盾构管片轴向拼接；通过在盾构管片的接缝处涂抹密封胶，降低盾构管道发生渗透的可能性。
80.需要说明的是，本实施例中盾构管道由盾构管片通缝拼装而成，在其它实施例中盾构管道还可由盾构管片错缝拼装而成。
81.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
82.在本技术的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。
83.在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。
84.在本技术的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。
85.在本技术的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
86.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
87.尽管已经示出和描述了本技术的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本技术的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本技术的范围由权利要求及其等同物限定。