盾构管片及盾构管道的制作方法

本实用新型涉及建设工程领域，具体而言，涉及一种盾构管片及盾构管道。

背景技术：

目前盾构机已广泛应用于隧道开挖等土建施工领域。在盾构机的工作过程中，随着盾构机的掘进，需要及时在已挖掘段环向安装盾构管片。盾构管片是隧道的关键屏障，承担着土层压力、地下水压力等载荷，同时是直接影响隧道防水性能的关键构件。

现有的盾构管片常采用高强度混凝土，使用中，一般从下部的管片开始，依次左右两侧交替安装管片，管片与管片之间采用紧固连接螺栓固定。在现有的盾构管片拼接成的盾构管道中，土体水分容易从接缝处渗漏，影响隧道的防水性能。同时，土体压力对盾构管道的压力几乎全部作用于紧固连接螺栓，这对盾构管片连接的可靠性也会产生不利影响。

由上述盾构管片拼接而成的盾构管道往往存在防渗效果较差的缺陷，同时螺栓强度也给盾构管道的承载能力造成较大的限制。

技术实现要素：

本实用新型目的之一在于提供一种盾构管片，旨在解决现有技术中盾构管片存在的上述问题。

本实用新型目的之二在于提供一种盾构管道，旨在解决现有技术中盾构管道存在的上述问题。

本实用新型是这样实现的：

一种盾构管片，盾构管片为由矩形沿圆弧拉伸而成的结构，盾构管片具有相对设置且均为弧形的第一侧壁及第二侧壁，第一侧壁设有第一卡接部，第二侧壁设有第二卡接部，第一卡接部包括多个第一卡接结构，第二卡接部包括多个第二卡接结构，第一卡接部与第二卡接部形状吻合。

在本实用新型的较佳的实施例中，盾构管片由聚丙烯纤维复合材料制成。

在本实用新型的较佳的实施例中，盾构管片具有相对设置且均为矩形的第一端部及第二端部，盾构管片上靠近圆弧圆心的曲面为内壁，与内壁相对设置的曲面为外壁，内壁设有第一连接槽和第二连接槽，盾构管片还设有第一连接孔和第二连接孔，第一连接孔由第一连接槽贯通到第一端部，第二连接孔一端与第二连接槽相连，第二连接孔由第二连接槽贯通到第二端部。

在本实用新型的较佳的实施例中，盾构管片内壁还设有第三连接槽和第四连接槽，盾构管片还包括第三连接孔和第四连接孔，第三连接孔由第三连接槽贯通到第一侧壁，第四连接孔由第四连接槽贯通到第二侧壁。

在本实用新型的较佳的实施例中，内壁的边缘处设有具有倒角结构的粘接面。

在本实用新型的较佳的实施例中，第一侧壁、第二侧壁、第一端部和第二端部设有密封条。

在本实用新型的较佳的实施例中，第一卡接结构在第一端部上的截面为梯形。

在本实用新型的较佳的实施例中，第一卡接结构在第一端部上的截面为圆形。

一种盾构管道，盾构管道由数个轴向相邻的盾构管环拼接而成，盾构管环由数个上述的盾构管片拼接而成，盾构管道上轴向相邻的第一卡接部和第二卡接部卡接，盾构管道上相邻的盾构管片固定连接。

在本实用新型的较佳的实施例中，盾构管道内包括防火涂层。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过上述设计得到的盾构管片，使用时，盾构管道轴向相邻的两个盾构管片上的第一卡接部和第二卡接部卡接，由于多个卡接结构的存在，第一卡接部和第二卡接部卡接的区域可有效防止土体中的水向隧道内渗漏，从而提高盾构管道的密封性。另外，卡接结构本身可部分抵抗土体压力造成的变形，从而减小直接作用在螺栓上的土体压力，有利于盾构管道抗拉和抗压性能的提升。本实用新型通过上述设计得到的盾构管片采用聚丙烯纤维复合材料，可使盾构管片具备较高的刚度、较轻的重量、较好的加工性能和一定程度的弹性，便于盾构管片的加工、运输，改善盾构管片的受力情况。

本实用新型通过上述设计得到的盾构管道具有良好的防水性、防火性和气密性，具有较高的抗拉和抗压能力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施例一提供的盾构管片结构示意图；

图2是图1中A部的局部放大图；

图3是本实用新型实施例一提供的盾构管片的连接示意图；

图4是本实用新型实施例二提供的盾构管片的结构示意图；

图5是本实用新型实施例三提供的盾构管道的结构示意图。

图标：100-盾构管片；110-第一侧壁；112-第二侧壁；130-第一端部；132-第二端部；150-内壁；152-外壁；160-粘接面；170-密封条；1102-第一卡接部；1102a-第一卡接结构；1122-第二卡接部；1122a-第二卡接结构；1501-第一连接槽；1502-第一连接孔；1503-第二连接槽；1504-第二连接孔；1505-第三连接槽；1506-第三连接孔；1507-第四连接槽；1508-第四连接孔；162-密封槽；180-连接螺栓；200-盾构管道；210-盾构管环。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中”“上”“内”等指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用与区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一。

本实施例提供了一种盾构管片100，请参阅图1，这种盾构管片100为由一矩形沿一段圆弧拉伸而得，盾构管片100的材料为聚丙烯纤维复合材料。盾构管片100包括第一侧壁110、第二侧壁112、第一端部130、第二端部132、内壁150、外壁152、粘接面160和密封条170。第一侧壁110为盾构管片100上的一弧形平面，第二侧壁112为盾构管片100上与第一侧壁110相对设置的另一弧形平面。第一端部130为第一侧壁110上的一矩形平面，第二端部132为第一侧壁110上与第一端部130相对设置的另一矩形平面。内壁150为盾构管片100上靠近圆弧圆心一侧的曲面，外壁152为与内壁150相对设置的另一曲面。

第一侧壁110设有第一卡接部1102，第一卡接部1102包括三个沿内壁150所在圆周的径向方向并列的第一卡接结构1102a。第一卡接结构1102a在第一端部130上的截面为梯形，梯形中较短的底边置于第一侧壁110上，梯形中较长的底边远离第一侧壁110。第二侧壁112设有第二卡接部1122，第二卡接部1122包括三个沿内壁150所在圆周的径向方向并列的第二卡接结构1122a，第二卡接结构1122a的截面形状与第一卡接结构1102a的截面形状吻合，且第二卡接结构1122a的分布与第一卡接结构1102a一一对应。

请参阅图1及图2，内壁150上靠近第一侧壁110的一侧设有三个沿内壁150的曲边分布的第一连接槽1501。盾构管片100还包括第一连接孔1502，第一连接孔1502的一端与第一连接槽1501连通，第一连接孔1502由第一连接槽1501贯通至第一侧壁110。内壁150上靠近第二侧壁112的一侧设有三个沿内壁150的曲边分布的第二连接槽1503，盾构管片100还包括第二连接孔1504，第二连接孔1504的一端与第二连接槽1503连通，第二连接孔1504由第二连接槽1503贯通至第一端部130。内壁150上靠近第一端部130的一侧设有两个沿内壁150的直线边分布的第三连接槽1505，盾构管片100还包括第三连接孔1506，第三连接孔1506的一端与第三连接槽1505连通，第三连接孔1506由第三连接槽1505贯通至第一端部130。内壁150上靠近第二端部132的一侧设有两个沿内壁150的直线边分布的第四连接槽1507，盾构管片100还包括第四连接孔1508，第四连接孔1508的一端与第四连接槽1507连通，第四连接孔1508由第四连接槽1507贯通至第二端部132。

粘接面160设于内壁150的四边边缘处。粘接面160为与内壁150呈一定夹角的斜面。

密封条170套设于盾构管片100，密封条170分别与第一侧壁110、第一端部130、第二侧壁112和第二端部132连接。

请参见图1及图3，使用中，两个盾构管片100拼接到一起，其中一个盾构管片100的第二卡接结构1122a与另一个盾构管片100的第一卡接结构1102a卡接到一起，两个盾构管片100通过连接螺栓180固定连接。在连接螺栓180提供的紧固力的作用下，两个盾构管片100上的密封条170紧密贴合。两个盾构管片100上的粘接面160围成密封槽162，密封槽162用于填充密封涂料。

本实施例中，通过两个盾构管片100上的密封条170的紧密贴合，可实现一级防渗；多个第二卡接结构1122a与第一卡接结构1102a的卡接实现二级防渗，因此本实施例提供的盾构管片100具有良好的防水效果。

实施例二。

本实施例提供了一种盾构管片100，其结构和材料与实施例一中的盾构管片100基本相同。

请参见图4，本实施例中的盾构管片100与实施例一中的盾构管片100的主要区别在于，本实施例提供的盾构管片100中，第一卡接结构1102a和第二卡接结构1122a在第一端部130上的截面为圆形。

本实施例提供的盾构管片100中的第一卡接结构1102a和第二卡接结构1122a的作用与实施例一中第一卡接结构1102a和第二卡接结构1122a的作用相同。当两个盾构管片100在盾构管片100的轴向拼接时，其中一个盾构管片100的第一卡接结构1102a与另一个盾构管片100的第二卡接结构1122a卡接，从而达到防渗的目的。

综上所述，本实用新型实施例一和实施例二提供的盾构管片100的有益效果在于，设置多个第一卡接结构1102a和第二卡接结构1122a，提高盾构管道200的防水效果；第一卡接结构1102a和第二卡接结构1122a本身将分担作用在连接螺栓180上的拉力，提高盾构管道200的可靠性。

本实用新型实施例一和实施例二提供的盾构管片100的有益效果还在于，盾构管片100采用聚丙烯纤维复合材料，该材料可以保证盾构管片100具有较高的刚度。在第一卡接部1102和第二卡接部1122的结构较为复杂的情况下，采用聚丙烯纤维复合材料可减小盾构管片100的加工难度，保证盾构管片100拼接的便利性，减轻盾构管片100的重量，便于运输和加工。

实施例三。

请参见图1及图5，本实施例提供了一种盾构管道200，这种盾构管道200包括数个轴向相邻的盾构管环210，盾构管环210由数个盾构管片100环向拼接而成，盾构管片100的材料为聚丙烯纤维复合材料。盾构管道200轴线方向相邻的第一卡接部1102和第二卡接部1122卡接。盾构管道200轴线和圆周方向上相邻的盾构管片100均通过螺栓实现固定连接。盾构管道200内包括防火涂层。

盾构管道200的工作原理是，盾构管道200在使用过程中，土体中的水分可能会向盾构管道200内部渗漏。由于盾构管片100上设有多个第一卡接结构1102a和第二卡接结构1122a，同时环设有密封条170，因此可以阻止土体中的水分向盾构管道200内渗漏，密封条170还可以提高盾构管道200的气密性。盾构管道200上的密封槽162(请参见图3)内均填有密封涂料。盾构管道200的内壁设有防火涂层，增强盾构管道200的防火能力。

盾构管道200在使用过程中，将持续受到来自土体的压力P。土体压力P的存在使盾构管道200产生变形，从而在连接螺栓180上产生拉力。在盾构管片100上设置多个第一卡接结构1102a和第二卡接结构1122a，可减小外力作用下盾构管道200产生的形变量大小，使作用在连接螺栓180上的拉力部分分散至第一卡接结构1102a和第二卡接结构1122a的结构本身，从而减小作用在连接螺栓180上的力，提高盾构管道200的可靠性。

本实用新型实施例三提供的盾构管道200的有益效果在于，通过设置多个第一卡接结构1102a和第二卡接结构1122a，提高盾构管道200的防水效果；盾构管片100设有密封条170，增强了盾构管道200的气密性；第一卡接结构1102a和第二卡接结构1122a本身将分担作用在连接螺栓180上的拉力，提高盾构管道200的可靠性，盾构管道200内有防火涂层，增强盾构管道200的防火性能。

本实用新型实施例三提供的盾构管道200的有益效果还在于：该盾构管道200由盾构管片100拼接而成。盾构管片100材料为聚丙烯复合材料，聚丙烯纤维复合材料可以在保证盾构管道200环刚度的同时，提高盾构管片100的加工性能，减轻盾构管片100的重量，便于运输和加工。除此之外，聚丙烯复合材料具有有限的弹性，因此，该盾构管道200在土体中可产生少量的变形，在一定程度内，达到“土管合一”的状态，从而将盾构管道200所受到的部分压力转移到土体。

综上所述，本实用新型的有益效果在于：由于多个第一卡接结构1102a和第二卡接结构1122a的存在，第一卡接部1102和第二卡接部1122卡接的区域可有效防止土体中的水向隧道内渗漏，从而提高盾构管道200的密封性。另外，第一卡接部1102和第二卡接部1122本身可承载部分土体压力，从而减小直接作用在连接螺栓180上的土体压力，有利于盾构管道200抗拉和抗压性能的提升。

需要说明的是，第一卡接部1102和第二卡接部1122用于提升盾构管道200的防水性能，同时减小作用在连接螺栓180上的拉力，第一卡接部1102中包含的第一卡接结构1102a的数量和第二卡接部1122中包含的第二卡接结构1122a的数量可以根据实际情况，取除一以外的正整数；第一卡接结构1102a和第二卡接结构1122a的截面也不应限于以上实施例中给出的梯形和半圆形，而可以是其他任何情况；在本实用新型所给出的实施例中，聚丙烯纤维复合材料用于满足环刚度较高、易于加工和易于装配的需求，盾构管片100和盾构管道200的材料可根据实际需要作出修改，而不仅限于聚丙烯纤维复合材料。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，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。