用于盾构施工的管片组件的制作方法

本实用新型涉及隧道施工技术领域，特别涉及一种用于盾构施工的管片组件。

背景技术：

盾构施工是在我国城市地铁隧道、过江河隧道、输水输气管道施工的主要方法。盾构施工中的管片拼装工序对盾构施工效率与质量至关重要。

目前，盾构施工中的预制混凝土管片之间采用直螺栓或者弯螺栓进行连接形成管道，管片上均需设置螺栓孔。

由于混凝土预制管片作为隧道的衬砌结构，其加工制作的精度和质量均要求较高，特别对圆形隧道用的管片，需要加工更高精度的模具，而螺栓孔的设置无疑又增加了管片模具加工制作的难度；此外，用来固定和连接预制管片的螺栓也需要进行专门设计和加工。在施工期间，随着隧道开挖，需要不断地在洞内拼装预制管片而形成隧道的衬砌结构，以保障隧道施工的安全和维护所需要的使用空间。当采用专用螺栓连接管片时，相邻管片之间螺栓孔的定位较为困难，而且将螺栓插入预留的孔位、紧固均需要人工进行操作，现场拼装人员的劳动强度大，造成管片拼装的施工效率低。

因此，如何降低管片的加工难度、简化现场拼装管片的施工工艺，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种用于盾构施工的管片组件，能够降低管片的加工难度、简化现场拼装管片的施工工艺。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于盾构施工的管片组件，包括：

用于设置在隧道底部的第一管片，所述第一管片的一个周向端面包括沿轴向依次设置的若干个弧形的凸起，另一个周向端面包括沿轴向依次设置的凹槽，且一个所述第一管片上的所述凹槽与所述凸起在轴向上相错开，且每个所述第一管片的设置所述凸起的周向端面能够同时与另两个所述第一管片的设置所述凹槽的所述周向端面密封拼接，所述第一管片的内壁上设有用于设置在底部的通槽，所述通槽沿轴向延伸；

用于与所述第一管片在周向上连接成环的第二管片，所述第二管片与所述第一管片的轴向长度相同，所述第二管片的两个周向端面分别与所述第一管片的两个周向端面对应相同。

优选地，所述第一管片的内壁上靠近所述通槽的壁面为沿轴向延伸的平面。

优选地，所述凸起为绕一个径向延伸的轴线形成的圆弧形面。

优选地，所述第一管片的一个周向端面为由一个所述凸起形成的凸曲面，所述第一管片上另一周向端面上设有两个所述凹槽，且两个所述凹槽之间的边缘线设于所述周向端面的轴向中部。

优选地，所述第一管片与所述第二管片为圆心角为直角的圆弧形管片。

优选地，所述第一管片的一个轴向端面上设有第一销轴，所述第一管片的另一个轴向端面上设有用于与另一所述第一管片的所述第一销轴轴向配合插接的第一销孔；所述第二管片的一个轴向端面上设有第二销轴，所述第二管片的另一个轴向端面上设有用于与另一所述第二管片的所述第二销轴轴向配合插接的第二销孔。

优选地，所述第一销轴与所述第二销轴上均设有密封圈。

优选地，所述第一管片的两个轴向端面为两个平行的平面，所述第二管片的两个轴向端面为两个平行的平面。

优选地，所述第一管片与所述第二管片上均设有两个注浆密封孔。

本实用新型提供的用于盾构施工的管片组件在拼装时，将第一管片放置在底部，在周向上，选择对应数量的第二管片依次拼接成环，在轴向上，第一管片连接第一管片，第二管片连接第二管片，直至隧道所需轴向长度，从而形成第一管片、第二管片交错配置的管片环隧道结构。

此种管片组件中，通过第一管片、第二管片上的凸起与凹槽的设置，可以方便地在拼装时进行第一管片、第二管片的定位，不需设置螺栓孔即可进行周向连接，从而降低管片的加工难度、有效简化现场拼装管片的施工工艺，降低管片在拼装时的劳动强度，降低工程造价，加快隧道衬砌施工进度和效率。此外，凸起设置为弧形可以降低存放时第一管片与第二管片受到的磨损。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为管片环隧道的断面结构示意图；

图2为第一管片表面结构示意图；

图3为第二管片的表面结构示意图；

图4为管片环隧道的部分结构展开示意图。

图1至图4中，1为第一管片，2为第二管片，3为凸起，4为凹槽，5为密封圈，6为第一销孔，7为通槽，8为注浆密封孔，9为第一销轴，10为第二销轴，11为第二销孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的核心是提供一种用于盾构施工的管片组件，能够降低管片的加工难度、简化现场拼装管片的施工工艺。

需要说明的是，第一管片的周向端面指的是位于第一管片周向上一端的端面，第一管片的轴向端面指的是第一管片位于轴向上一端的端面。第二管片同此理。轴向、径向、周向以第一管片、第二管片拼接成管后的中心轴为准。

请参考图1至图4中，图1为管片环隧道的断面结构示意图；图2为第一管片表面结构示意图；图3为第二管片的表面结构示意图；图4为管片环隧道的部分结构展开示意图。

本实用新型所提供用于盾构施工的管片组件的一种具体实施例中，包括第一管片1和第二管片2。第一管片1用于设置在隧道底部，第二管片2用于与第一管片1在周向上连接成环。

第一管片1的一个周向端面包括沿轴向依次设置的若干个弧形的凸起3，另一个周向端面包括沿轴向依次设置的凹槽4。其中，一个弧形的凸起3指的绕一个轴线或轴心点形成的一个弧形凸起3面。每个第一管片1上的凹槽4与凸起3在轴向上相错开，即同一个第一管片1上，凹槽4的沿径向延伸的边缘线与凸起3的沿径向延伸的边缘线在轴向上相错开。一个第一管片1的设置凸起3的周向端面能够同时与另两个第一管片1的设置凹槽4的周向端面密封拼接，即，如果将两个第一管片1沿轴向依次连接，此两个第一管片1的设置凹槽4的周向端面位于同一侧，且此两个第一管片1的连接处能够形成与另一个第一管片1的设置凸起3的周向端面相密封拼接的波浪形配合面。

第一管片1的内壁上设有用于设置在底部的通槽7，该通槽7沿轴向延伸。由于第一管片1用于设置在隧道的底部，在安装时，使通槽7位于第一管片1的底部，则通槽7可以方便地进行排水，方便隧道中的积水处理，使隧道可以正常通行。内壁指的是隧道成型时用于形成隧道内周壁的壁面。

第二管片2与第一管片1的轴向长度相同，具体可以由一个或者至少两个第二管片2与一个第一管片1绕周向依次连接成环。第二管片2的两个周向端面分别与第一管片1的两个周向端面对应相同，即第二管片2的一个周向端面包括若干凸起3，且凸起3的数量、形状、排列方式与第一管片1的一个周向端面相同，第二管片2的另一个周向端面包括凹槽4，且凹槽4的数量、形状、排列方式与第一管片1的一个周向端面相同。

由于一个第一管片1的设置凸起3的周向端面能够同时与另两个第一管片1的设置凹槽4的周向端面密封拼接，则一个第一管片1的设置凸起3的周向端面能够同时与两个第二管片2的设置凹槽4的周向端面密封拼接，同时，一个第二管片2的设置凸起3的周向端面能够同时与另两个第二管片2的设置凹槽4的周向端面密封拼接。

在拼装时，将第一管片1放置在底部，在周向上，选择对应数量的第二管片2依次拼接成环，在轴向上，第一管片1连接第一管片1，第二管片2连接第二管片2，直至隧道所需轴向长度，从而形成第一管片1、第二管片2交错配置的管片环隧道结构。

可见，此种管片组件中，通过第一管片1、第二管片2上的凸起3与凹槽4的设置，可以方便地在拼装时进行第一管片1、第二管片2的定位，不需设置螺栓孔即可进行周向连接，从而降低管片的加工难度、有效简化现场拼装管片的施工工艺，降低管片在拼装时的劳动强度，降低工程造价，加快隧道衬砌施工进度和效率。此外，凸起3设置为弧形可以降低存放时第一管片1与第二管片2受到的磨损。

上述实施例中，第一管片1的内壁上靠近通槽7的壁面可以为沿轴向延伸的平面，从而可以使行人或者车辆能够更加方便地行走。

上述各个实施例中，凸起3可以为绕一个径向延伸的轴线形成的圆弧形面，有利于降低预制管片模具加工制作的难度，且提高管片的强度和耐久性。

上述各个实施例中，第一管片1的一个周向端面可以为由一个凸起3形成的凸曲面，第一管片1上另一周向端面上可以设有两个凹槽4，且两个凹槽4之间的边缘线设于周向端面的轴向中部，此两个凹槽4经轴向平移后可以形成与凸起3完全贴合的曲面，进一步方便加工。

上述各个实施例中，第一管片1与第二管片2可以为圆心角为直角的圆弧形管片。在拼装时，一个第一管片1不至于隧道底部，一个第二管片2作为支撑布置于隧道顶部，另两个第二管片2作为连接第一管片1和顶部的第二管片2的支撑布置于隧道左右两侧，便于装配成型。当然，第一管片1与第二管片2的圆心角可以为其他角度，且第一管片1与第二管片2的圆心角角度可以不同。

上述各个实施例中，第一管片1的一个轴向端面上可以设有第一销轴9，第一管片1的另一个轴向端面上可以设有用于与另一个第一管片1的第一销轴9轴向配合插接的第一销孔6；第二管片2的一个轴向端面上可以设有第二销轴10，第二管片2的另一个轴向端面上可以设有用于与另一第二管片2的第二销轴10轴向配合插接的第二销孔11。

在进行轴向拼装时，第一管片1的第一销轴9与另一第一管片1的第一销孔6相插接，第二管片2的第二销轴10与另一第二管片2的第二销孔11相插接，从而能够方便地实现管片之间的轴向拼装。

由于在轴向上，第一管片1与另一第一管片1相拼装，第二管片2与第二管片2相拼装，一个第一管片1上的第一销轴9与一个第二管片2上的第二销轴10的数量和设置位置可以相同或不同。

优选地，第一管片1的两个轴向端面可以为两个平行的平面，第二管片2的两个轴向端面可以为两个平行的平面，进一步简化加工。当然，第一管片1的轴向端面、第二管片2的轴向端面也可以为弧形面或者其他形状。

优选地，第一管片1上的第一销轴9与第二管片2上的第二销轴10的数量可以相同，以便进一步简化加工。具体地，第一管片1上可以等间距设置三个第一销轴9，第二管片2上可以等间距设置三个第二销轴10，第一销孔6与第二销孔11的数量与位置对应设置，以便在保证插接可靠的同时简化加工。

上述各个实施例中，第一销轴9与第二销轴10上可以均设有密封圈5，以提高连接的可靠性。具体地，每个第一销轴9上或者第二销轴10上可以设置至少两个密封圈5，以加强密封效果。

上述各个实施例中，第一管片1与第二管片2上均设有两个注浆密封孔8，从而可以方便地进行管片安装后朝向隧道外的注浆工作。当然，注浆密封孔8的数量设置不限于此。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本实用新型所提供的用于盾构施工的管片组件进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。