一种盾构隧道与竖井连接处的柔性接头的制作方法

本发明涉及一种盾构隧道与竖井连接处的柔性接头，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。盾构隧道为地下线形结构物，整体为柔性结构。竖井作为地下刚性结构，地震时随周边土体变形。盾构隧道与竖井连接处，刚度突变，变形难以协调。根据以往工程受灾情况，地震时在竖井连接处由于结构刚度突变，盾构隧道产生大变形常导致与竖井接头附近的管片受损、隧道受灾，仅靠隧道自身的变形能力无法满足竖井连接处的变形要求。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是在地震时能吸收盾构隧道与竖井连接处的轴向变形量和横向变形量，同时保证连接处的密封性。为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种盾构隧道与竖井连接处的柔性接头，其能允许连接处一定的轴向变形量和横向变形量，同时能保护管片不受损，且保证连接处的密封性。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种盾构隧道与竖井连接处的柔性接头，包括环向缓冲层、轴向缓冲层和密封止水结构；所述环向缓冲层设置在管片与竖井壁间的缝隙；所述轴向缓冲层和所述密封止水结构均设置在管片与盾构隧道洞门密封结构的缝隙，其中，所述轴向缓冲层设置管片与洞门密封结构的缝隙外侧，所述密封止水结构设置在管片与洞门密封结构的缝隙内侧；

所述密封止水结构是由两块钢板A、通长钢板B和角钢B焊接组成的钢框架，所述钢框架内设有M形止水带；其中，所述两块钢板A分别通过锚固钢筋固定在管片和洞门密封结构上，所述M形止水带的两端分别固定在管片和洞门密封结构的钢板A上，所述通长钢板B和角钢B分别位于所述M形止水带的外侧和内侧。

进一步的，所述轴向缓冲层为防水橡胶缓冲层。

进一步的，所述环向缓冲层为聚氨酯缓冲层。

进一步的，所述M形止水带的材质为氯丁橡胶。

进一步的，两块钢板A之间的间距与所述轴向缓冲层同宽，所述通长钢板B的外侧为所述轴向缓冲层。

进一步的，所述钢板A与管片的曲率半径相同。

进一步的，所述M形止水带的两端分别通过连接螺栓A、连接螺栓B固定在相应钢板A上，所述M形止水带的两端与连接螺栓A、连接螺栓B连接处分别设有角钢A，且所述角钢A外包有橡胶。

进一步的，管片内与所述连接螺栓A相对应的位置预埋螺栓套筒。

进一步的，盾构隧道的直径为Ф4250mm；所述钢板A的环形内径为Ф4250mm，厚度为25mm；所述通长钢板B的弧形内径为Ф4680mm，厚度为4mm；所述角钢B为L30×3角钢，间距为233mm；所述锚固钢筋为Φ10@150钢筋。

进一步的，所述连接螺栓A和连接螺栓B均为直径M16螺栓；所述角钢A为L50×32×4角钢，环形内径为Ф4460mm；所述螺栓套筒为内径Φ18套筒。

本发明的有益效果为：

本发明所述盾构隧道与竖井连接处的柔性接头在地震发生时，发生设计限值内的轴向变形和环向变形时，柔性接头能保证与竖井连接的盾构管片不与竖井发生碰撞，不破坏，同时密封止水能保证变形时的密封性。本发明结构简单，可以在工厂加工，且可现场组装，便于现场施工。

附图说明

图1为本发明所述柔性接头的剖视图；

图2为所述连接螺栓A在管片上的布置图；

其中，1-锚固钢筋，2-钢板A，3-角钢A，4-连接螺栓A，5-角钢B，6-螺栓套筒，7-通长钢板B，8-连接螺栓B，9-轴向缓冲层，10-环向缓冲层，11-M形止水带。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。

实施例1

本实施例是小直径盾构隧道与竖井连接处的柔性接头，盾构隧道的直径(内径)为Ф4250mm，如图1所示，所述柔性接头包括环向缓冲层10、轴向缓冲层9和密封止水结构，所述轴向缓冲层为防水橡胶缓冲层，所述环向缓冲层为聚氨酯缓冲层。所述环向缓冲层10设置在管片与竖井壁间的缝隙；所述轴向缓冲层9和所述密封止水结构均设置在管片与盾构隧道洞门密封结构的缝隙，其中，所述轴向缓冲层9设置管片与洞门密封结构的缝隙外侧，所述密封止水结构设置在管片与洞门密封结构的缝隙内侧。

所述密封止水结构是由两块钢板A2、通长钢板B7和角钢B5焊接组成的钢框架，所述钢框架内设有M形止水带11；其中，所述两块钢板A2分别通过锚固钢筋1固定在管片和洞门密封结构上，所述M形止水带11的两端分别固定在管片和洞门密封结构的钢板A2上，所述通长钢板B7和角钢B5分别位于所述M形止水带11的外侧和内侧。

所述M形止水带11的两端分别通过连接螺栓A4、连接螺栓B8固定在相应钢板A2上，所述M形止水带11的两端与连接螺栓A4、连接螺栓B8连接处分别设有角钢A3，且所述角钢A3外包有橡胶。管片内与所述连接螺栓A4相对应的位置预埋螺栓套筒6。

两块钢板A2之间的间距与所述轴向缓冲层9同宽，所述通长钢板B7的外侧为所述轴向缓冲层9。所述钢板A2与管片的曲率半径相同。所述钢板A2的环形内径为Ф4250mm，厚度为25mm；所述通长钢板B7的弧形内径为Ф4680mm，厚度为4mm；所述角钢B5为L30×3角钢，间距为233mm；所述锚固钢筋1为Φ10@150钢筋。

所述连接螺栓A4和连接螺栓B8均为直径M16螺栓；所述角钢A3为L50×32×4角钢，环形内径为Ф4460mm；所述螺栓套筒6为内径Φ18套筒。

本实施例在盾构隧道与竖井连接处发生200mm轴向变形量、250mm横向变形时，所述柔性接头能保证与竖井连接的盾构管片不与竖井发生碰撞，不破坏，同时密封止水能保证变形时的密封性。另外，本发明结构简单，可以在工厂加工，现场组装，便于现场施工。

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