齿状盾构管片的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及盾构隧道施工领域。更具体地说，本实用新型涉及一种防止环缝松弛的锯齿状盾构管片。
【背景技术】
[0002]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。盾构隧道施工过程中，盾构管片的接缝防水是施工控制的关键，盾构管片环缝紧密性受盾构千斤顶反力、地层位移等影响非常大，纵向螺栓是防止盾构管片环缝松弛渗水的重要保障。施工过程中一般需要进行三次管片螺栓紧固:在盾构管片安装时进行初步拧紧，在盾构机脱出盾尾后再次拧紧，同时在后续盾构掘进至下环管片拼装之前，对相邻已拼装成环的3环范围内盾构管片螺栓进行全面复查并复紧。
[0003]由于管片环缝主要靠纵向螺栓约束，螺栓负荷较大。若增强同步注浆或二次注浆固结体对管片的约束，可以减小盾构管片的环缝松弛量，减小纵向螺栓负荷。
[0004]尤其盾构到达接收井附近时，盾构机推力不能设置过大，否则极易导致洞门破坏，在较小的盾构推力下，管片环缝极易松弛，发生渗水事故。现工程采用的盾构管片内外壁都为光滑面结构，如说明书附图中图5和图6所示，采用同步注浆和二次注浆也无法有效地约束盾构管片的轴向位移。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
[0006]本实用新型还有一个目的是提供一种防止盾构管片之间的环缝松弛的齿状盾构管片，可以大大增强同步注浆与二次注浆固结体对盾构管片的约束，减小环缝对纵向螺栓的依赖，降低纵向螺栓负荷，提升盾构管片的稳固性，降低因盾构管片之间的环缝松弛而发生渗水事故几率。
[0007]为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种齿状盾构管片，其内壁为光滑曲面，盾构管片的外壁上设有齿状结构。
[0008]优选的是，所述的齿状盾构管片，盾构管片的外壁上设有至少一个齿状结构，所述齿状结构由沿所述盾构管片的长度方向延伸的多个齿依次连接构成。
[0009]优选的是，所述的齿状盾构管片，盾构管片的外壁上间隔设有多个沿其曲线方向分布的相互平行的齿状结构。
[0010]优选的是，所述的齿状盾构管片，所述齿的顶部的角平分线与所述盾构管片的长度方向的夹角小于90°。
[0011]优选的是，所述的齿状盾构管片，所述齿的齿顶为弧形。
[0012]优选的是，所述的齿状盾构管片，所述齿状结构的两端延伸至所述盾构管片的两端的一定距离处，使所述齿状结构的长度小于所述盾构管片的长度。
[0013]优选的是，所述的齿状盾构管片，所述齿的顶部到所述盾构管片的内壁的距离小于或等于盾构管片两端的外壁到所述盾构管片的内壁的距离。
[0014]本实用新型的齿状盾构管片至少具有适应性好、结构简单、制作方便、安全可靠、运用前景好等有益效果。
[0015]适应性好:适用于所有土压或泥水平衡盾构管片。
[0016]结构简单:只需在普通管片基础上，增加锯齿状结构即可。
[0017]制作方便:只需在盾构管片外模设置齿槽状的模具，其他制作流程与普通盾构管片无异。
[0018]安全可靠:施工过程无特殊工艺，工况稳定，便于控制，施工技术风险小，可大大提升盾构管片稳定性。
[0019]运用前景好:该管片结构可以大范围应用于盾构隧道工程，由于齿状盾构管片能与注浆加固体形成有效约束连接，增强盾构管片稳定性，减小环缝渗水几率，将成为今后盾构隧道的重要技术革新，应用前景非常广阔。
[0020]本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
【附图说明】
[0021 ]图1为本实用新型的齿状盾构管片的结构示意图；
[0022]图2为图1中A-A的剖面图；
[0023]图3为图2中C区的局部放大图；
[0024]图4为本实用新型的另一技术方案中齿状盾构管片的剖视图；
[0025]图5为现有技术中的盾构管片结构示意图；
[0026]图6为图5中B-B的剖视图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0028]需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，并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实用新型的限制。
[0029]如图1和图2所示，本实用新型提供一种齿状盾构管片，其内壁I为光滑曲面，盾构管片的外壁2上设有齿状结构。盾构管片均呈瓦形，通过多个盾构管片之间拼接形成环形，现有的盾构管片如图5和图6所示，盾构管片的内壁和外壁均为光滑曲面，本实用新型的齿状盾构管片的外壁上设有齿状结构，可以增强同步注浆或二次注浆固结体对盾构管片的约束，减小盾构管片的环缝松弛量，减小纵向螺栓负荷，从而降低渗水事故率。
[0030]在另一种技术方案中，所述的齿状盾构管片，盾构管片的外壁2上设有至少一个齿状结构3，所述齿状结构3由沿所述盾构管片的长度方向延伸的多个齿依次连接构成。盾构管片呈瓦形，图1中所示的为盾构管片的曲线方向，图2所示的为盾构管片的长度方向，齿状结构由连续相连接的多个齿沿盾构管片的长度方向分布设置，可以使盾构机在前进过程中，增加齿状结构与同步注浆或二次注浆固结体之间的紧密性，增强对盾构管片的约束。其中，齿的齿顶可以为尖齿或呈圆角的弧形齿。
[0031]在另一种技术方案中，所述的齿状盾构管片，盾构管片的外壁2上间隔设有多个沿其曲线方向分布的相互平行的齿状结构3。本技术方案未在附图中示出。盾构管片为瓦形，多个平行的齿状结构可以增加同步注浆或二次注浆固结体对盾构管片的约束力。
[0032]在另一种技术方案中，所述的齿状盾构管片，所述齿的顶部的角平分线与所述盾构管片的长度方向的夹角小于90°。盾构掘进方向与盾构管片的长度方向相同，如图3所示，齿的顶部的角平分线与所述盾构管片的长度方向的夹角小于90°，即图3中所示的ZMON小于90°，在盾构掘进时，优选将所述齿的顶部的角平分线与盾构掘进方向的夹角小于90°，即齿的顶角朝向盾构掘进方向，以此可以增加同步注浆或二次注浆固结体对盾构管片的轴向松弛变形约束力，减小环缝松弛。当齿的顶部是圆角而非尖齿时，其角平分线是指齿的顶点与齿的基部的中点的连线。本技术方案主要是限定该齿的顶部相对齿的基部朝向盾构掘进方向，这里讲述的齿的基部是指齿与盾构管片外壁相连的一端。
[0033]在另一种技术方案中，所述的齿状盾构管片，所述齿的齿顶为弧形，如图4中所示的齿顶。在实际生产应用中，如果齿的齿顶为尖齿，在运输和安装使用过程中，容易导致齿顶的破损，将齿顶设计呈弧形，可以降低这种情况的发生率。
[0034]在另一种技术方案中，所述的齿状盾构管片，所述齿状结构3的两端延伸至所述盾构管片的两端的一定距离处，使所述齿状结构3的长度小于所述盾构管片的长度。本技术方案中要说明的是，盾构管片沿其长度方向的两个端部处未设齿，如图2所示，以使盾构管片之间的拼接处厚度增加，从而增大渗水路径，降低渗水事故发生率。
[0035]在另一种技术方案中，所述的齿状盾构管片，如图2所示，所述齿的顶部到所述盾构管片的内壁I的距离小于或等于盾构管片两端4的外壁到所述盾构管片的内壁的距离。本技术方案中，齿的顶部与其两端的外壁在一个弧形曲面上时，即前面所阐述的距离相等的情况时，盾构管片易于制造和生产，当齿的顶部到盾构管片内壁的距离大于其两端的外壁到盾构管片的内壁的距离时，该盾构管片外壁的齿容易破坏，反之，当齿的顶部到盾构管片内壁的距离小于其两端的外壁到盾构管片的内壁的距离时，齿顶不易破坏。
[0036]尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【主权项】
1.一种齿状盾构管片，其内壁为光滑曲面，其特征在于，盾构管片的外壁上设有齿状结构。2.如权利要求1所述的齿状盾构管片，其特征在于，盾构管片的外壁上设有至少一个齿状结构，所述齿状结构由沿所述盾构管片的长度方向延伸的多个齿依次连接构成。3.如权利要求2所述的齿状盾构管片，其特征在于，盾构管片的外壁上间隔设有多个沿其曲线方向分布的相互平行的齿状结构。4.如权利要求2所述的齿状盾构管片，其特征在于，所述齿的顶部的角平分线与所述盾构管片的长度方向的夹角小于90°。5.如权利要求3或4所述的齿状盾构管片，其特征在于，所述齿的齿顶为弧形。6.如权利要求2所述的齿状盾构管片，其特征在于，所述齿状结构的两端延伸至所述盾构管片的两端的一定距离处，使所述齿状结构的长度小于所述盾构管片的长度。7.如权利要求6所述的齿状盾构管片，其特征在于，所述齿的顶部到所述盾构管片的内壁的距离小于或等于盾构管片两端的外壁到所述盾构管片的内壁的距离。
【专利摘要】本实用新型公开了一种齿状盾构管片，盾构管片的外壁上设有齿状结构，其内壁为光滑曲面。本实用新型的齿状盾构管片，可以大大增强同步注浆与二次注浆固结体对盾构管片的约束，减小环缝对纵向螺栓的依赖，降低纵向螺栓负荷，提升盾构管片的稳固性，防止盾构管片之间的环缝松弛，降低因盾构管片之间的环缝松弛而发生渗水事故几率。
【IPC分类】E21D9/06, E21D11/08
【公开号】CN205297581
【申请号】
【发明人】陈培帅, 张永涛, 杨钊, 刘毅, 翁方文
【申请人】中交第二航务工程局有限公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2015年11月24日