一种盾构管片衬砌限位榫头以及盾构管片衬砌连接结构的制作方法

本实用新型涉及隧道施工领域，特别涉及一种盾构管片衬砌限位榫头以及盾构管片衬砌连接结构。

背景技术：

盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法。它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌。同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。

通常采用盾构法施工的隧道,一环管片衬砌由数块管片组成,环与环之间采用通缝或者错缝拼装形式。管片间的连接有沿隧道纵轴的纵向连接和与纵轴垂直的环向连接。连接方式有螺栓连接、无螺栓连接和一些其他的方式。由于其结构特点,接头在整个结构之中具有非常关键的作用,因此,对于盾构法隧道的研究特别集中在关于接头的各个方面,不管是其宏观计算模型,还是微观接头构造,或者是各种因素对于接头的性能影响,以及接头的防水构造等等,都得到了各国学者的充分重视。

其中，通过螺栓连接能够保证管片间的连接强度，有着广泛的应用。最先出现的是采用直螺栓连接，如图5所示，这种连接方式不仅不方便安装，而且需要在管片上开设尺寸较大的安装槽，才能够进行连接操作，这种方式又会极大降低管片的强度。

随后发展出来的是采用弧形螺栓连接，如图6所示，这种结构可以在管片间位置固定后再穿弧形螺栓进行固定，而且由于螺帽的位置更靠近管片表面，同时更好拧螺帽，非常方便安装操作。但是，相比于直螺栓，弧形螺栓在受到拉伸力的时候，会发生趋于变直的形变，容易将弧形通道的端口处压坏，从而导致管片的结构破坏。

针对上述问题，申请号为201610997808.0的已公开专利申请文件，如图7所示，引入了限位榫的结构，能够避免弧形螺栓在受到拉伸力时压迫弧形通道的端口，从而提高成型隧道质量。然而其公开的限位榫的外壁为柱状结构，其各个截面的直径相同；而且为了起到良好的限位作用，其管片上的限位榫眼必然与限位榫的外径适配，从而导致限位榫不方便安装到限位榫眼内，进而导致安装效率低下。

技术实现要素：

为解决现有技术的不足，本实用新型旨在提供一种盾构管片衬砌限位榫头以及盾构管片衬砌连接结构。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型公开的一种盾构管片衬砌限位榫头，包括限位榫头本体，所述限位榫头本体为管状，限位榫头本体的直径从中部至两端逐渐减小。限位榫头本体两端的直径相对较小，中部的直径相对较大，能够非常容易地插入两边管片的榫眼内，而且插入后，限位榫头本体的侧壁与榫眼的内壁完全接触，不仅能够起到限位的作用，还能增强连接的稳定性和使用寿命，同时还能够方便安装操作。

优选的，所述限位榫头本体的外侧壁上开设有环槽。环槽的开设能够增加限位榫头本体与榫眼的接触面，增加稳定性的同时，延长使用寿命。

优选的，所述环槽有多个，多个环槽沿限位榫头本体的轴向排列，位于限位榫头本体中部的环槽至限位榫头本体两端的环槽直径逐渐减小。

进一步的，所述限位榫头本体的管口内壁设有倒角。管口内壁设有倒角能够引导弧形螺栓进入限位榫头本体的通道，方便操作。

本实用新型另外公开一种盾构管片衬砌连接结构，包括第一拼装管片、第二拼装管片、弧形螺栓，所述第一拼装管片开设有第一弧形通道，所述第二拼装管片开设有第二弧形通道、限位榫头本体，所述第一弧形通道的右端开设有与限位榫头本体左段适配的第一卡槽，所述第二弧形通道的左端开设有与限位榫头本体右段适配的第二卡槽；所述限位榫头本体嵌在第一卡槽和第二卡槽内，所述弧形螺栓穿过第一弧形通道、限位榫头本体、第二弧形通道将第一拼装管片和第二拼装管片连接在一起。限位榫头本体能够承受弧形螺栓的压力并且均匀的将压力分散在第一卡槽和第二卡槽的壁面，能够有效避免管片的损坏；而且限位榫头本体的两端较小，很容易安装到第一卡槽和第二卡槽内，能够极大提升安装效率。

优选的，还包括密封垫，所述第一拼装管片的右端面开设有第一安装槽，所述第二拼装管片的左端面开设有第二安装槽，所述密封垫被压紧在第一安装槽和第二安装槽内。密封垫能够将连接结构密封，避免水进入链接结构导致弧形螺栓和限位榫头本体的锈蚀。

本实用新型具有以下有益效果：

1、限位榫头本体两端的直径相对较小，中部的直径相对较大，能够非常容易地插入两边管片的榫眼内，方便安装操作；

2、插入后，限位榫头本体的侧壁与榫眼的内壁完全接触，不仅能够起到限位的作用，还能增强连接的稳定性和使用寿命；

3、环槽的开设能够增加限位榫头本体与榫眼的接触面，增加稳定性的同时，延长使用寿命；

4、管口内壁设有倒角能够引导弧形螺栓进入限位榫头本体的通道，方便操作；

5、限位榫头本体能够承受弧形螺栓的压力并且均匀的将压力分散在第一卡槽和第二卡槽的壁面，能够有效避免管片的损坏；

6、密封垫能够将连接结构密封，避免水进入链接结构导致弧形螺栓和限位榫头本体的锈蚀。

附图说明

图1为盾构管片衬砌限位榫头第一种实施方式的结构示意图；

图2为盾构管片衬砌限位榫头第二种实施方式的结构示意图；

图3为图2的轴向剖视图；

图4为盾构管片衬砌连接结构的结构示意图；

图5为直螺栓连接管片的结构示意图；

图6为弧形螺栓连接管片的结构示意图；

图7为一种带限位功能的盾构管片衬砌接头构造的结构示意图（申请号：201610997808.0）；

图中：

限位榫头本体100、环槽101、倒角102；

第一拼装管片200、第一弧形通道201、第一卡槽202、第一安装槽203；

第二拼装管片300、第二弧形通道301、第二卡槽302、第二安装槽303；

密封垫400；

弧形螺栓500。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。

如图1-3所示，本实用新型公开的一种盾构管片衬砌限位榫头，包括限位榫头本体100，限位榫头本体100为管状，限位榫头本体100的直径从中部至两端逐渐减小。限位榫头本体100两端的直径相对较小，中部的直径相对较大，能够非常容易地插入两边管片的榫眼内，而且插入后，限位榫头本体100的侧壁与榫眼的内壁完全接触，不仅能够起到限位的作用，还能增强连接的稳定性和使用寿命，同时还能够方便安装操作。

为了进一步增加稳定性，限位榫头本体100的外侧壁上开设有环槽101。环槽101的开设能够增加限位榫头本体100与榫眼的接触面，增加稳定性的同时，延长使用寿命。

具体的，环槽101有多个，多个环槽101沿限位榫头本体100的轴向排列，位于限位榫头本体100中部的环槽101至限位榫头本体100两端的环槽101直径逐渐减小。

为了方便操作，限位榫头本体100的管口内壁设有倒角102。管口内壁设有倒角102能够引导弧形螺栓500进入限位榫头本体100的通道，方便操作。

如图4所示，本实用新型公开的一种盾构管片衬砌连接结构，包括第一拼装管片200、第二拼装管片300、弧形螺栓500，第一拼装管片200开设有第一弧形通道201，第二拼装管片300开设有第二弧形通道301、限位榫头本体100，第一弧形通道201的右端开设有与限位榫头本体100左段适配的第一卡槽202，第二弧形通道301的左端开设有与限位榫头本体100右段适配的第二卡槽302；限位榫头本体100嵌在第一卡槽202和第二卡槽302内，弧形螺栓500穿过第一弧形通道201、限位榫头本体100、第二弧形通道301将第一拼装管片200和第二拼装管片300连接在一起。限位榫头本体100能够承受弧形螺栓500的压力并且均匀的将压力分散在第一卡槽202和第二卡槽302的壁面，能够有效避免管片的损坏；而且限位榫头本体100的两端较小，很容易安装到第一卡槽202和第二卡槽302内，能够极大提升安装效率。

为了延长使用寿命，还包括密封垫400，第一拼装管片200的右端面开设有第一安装槽203，第二拼装管片300的左端面开设有第二安装槽303，密封垫400被压紧在第一安装槽203和第二安装槽303内。密封垫400能够将连接结构密封，避免水进入链接结构导致弧形螺栓500和限位榫头本体100的锈蚀。

当然，本实用新型可以按照所需由上述任意几个优选方案进行组合，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。