一种可快速固定的H形高防水盾构管片的制作方法

本发明属于地铁隧道工程技术领域，具体涉及到一种可快速固定的h形高防水盾构管片。

背景技术：

盾构法施工在地下工程建设中具有重要地位，在盾构法施工过程中，盾构管片的刚度、强度和稳定性很大程度保障地下结构的可靠，同时管片环具有预防地下水渗透的能力。目前常见的管片形式多为由标准块、邻接块以及封顶块组成的标准圆环状结构，并通过橡胶止水条密封防水，同时，管片通过环间接头(如直螺栓、弯螺栓等)连接。在地下复杂环境下，管片承担地层压力，地下静水压力、附加荷载以及特殊荷载的作用，管片承受外荷载时，由于结构安全的保障手段单一，会出现管片漂移的现象。盾构管片安放的角度和位置决定相邻连接螺栓孔位的对接精度，同时对后续人工紧固螺栓的工作造成影响。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术的不足,提供一种设计合理、结构简单、快捷生产、提高地下工程结构的强度和刚度以及稳定性、控制管片结构变形、提高管片环防水能力的可快速固定的h形高防水盾构管片。

解决上述技术问题采用的技术方案是：相邻管片单元通过安装在连接通道内的连接器拼装成环形结构，相邻环形结构通过安装在连接通道内的连接器轴向交错拼装成管片环；

所述的管片单元为：管片单元本体为h形圆弧结构，管片单元本体的两侧臂端均设置有弹性橡胶密封垫，管片单元本体h形开口端一侧设置有橡胶止水带、相对一侧设置有止水带卡紧槽，管片单元本体中心位置设置有注浆孔、圆弧内侧面设置有连接通道，管片单元本体两侧臂端对称设置有至少1个连接通道，管片单元本体h形开口端设置有4个连接通道，连接通道内设置有连接器。

本发明的连接器为：连接器本体为圆柱形结构，连接器本体上交错设置有弹块槽，弹块槽内设置有连接基座，连接基座上设置有压缩弹簧，压缩弹簧的一端与伸入弹块槽的弹块相连接。

本发明的连接通道内设置有与连接器上弹块位置和形状相对应的凹槽。

本发明的连接器本体上交错设置有4个弹块槽，长度方向一侧的两个弹块槽与另一侧两个弹块槽对称设置。

本发明的管片单元本体h形开口端凹陷部分对称设置有两个连接通道、两侧凸起部分各对称加工有一个连接通道，轴向相邻管片单元上设置的连接通道相对应。

本发明的橡胶止水带的形状和尺寸与止水带卡紧槽相适应。

本发明的连接通道对应的管片单元本体内弧面上设置有管片单元本体刻线，所述的连接器本体上设置有与管片单元本体刻线相对应的连接器本体刻线。

本发明相比于现有技术具有以下优点：

1、本发明将预制管片改进为h形高防水盾构管片，橡胶止水带和止水带卡紧槽均根据管片曲率，圆弧化设计，盾构管片在安装时，相邻管片单元橡胶止水带插入止水带卡紧槽，由于槽位的固定，橡胶止水带和止水带卡紧槽相互紧扣，使得环缝防水能力得到进一步保障。而且，由于每块h形高防水盾构管片形状相同，这样，有利于h形高防水盾构管片的批量生产，降低了施工难度。

2、本发明通过纵向方向延伸的侧臂，一方面，增加相邻管片间的受力协调性，提高了盾构管片的纵向和环向刚度；另一方面，引导盾构管片的拼装，提高拼装效率和施工进程，也减少了管片错台及漂移的现象，通过插入式止水带，极大程度提高管片环的防水能力。

3、本发明由于管片环向两侧为标准水平线，拼装成环数量不受管片形状的限制，可根据实际施工情况，对沿圆周方向一周所需管片数量进行调整。

4、本发明连接器的设计，一方面将相邻管片进行连接，提高整体受力的协调性，保证管片环结构的安全，另一方面相比于传统的使用螺栓，人工拧紧的方式，较大程度提高了连接效率，进而提高整体施工效率,管片之间的连接方式为柔性连接，允许相邻管片间产生微小的转动和压缩，使衬砌环能按内力分布状态产生相应的变形，以缓解管片接头处应力集中现象，使外荷载分布趋于均匀，提高结构的地层变形适应能力。

附图说明

图1是本发明的管片安装示意图。

图2图1的局部放大图。

图3是图1中管片单元1的结构示意图。

图4是图1中连接器2的结构示意图。

图5是图4的局部放大图。

图中：1、管片单元；2、连接器；1-1、管片单元本体；1-2、橡胶止水带；1-3、弹性橡胶密封垫；1-4、管片单元本体刻线；2-1、连接器本体刻线；2-2、连接器本体；2-3、弹块；2-4、压缩弹簧；2-5、连接基座；a、连接通道；b、安装孔；c、注浆孔；d、止水带卡紧槽；e、弹块槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。

实施例1

在图1～5中，本发明一种可快速固定的h形高防水盾构管片,相邻管片单元1通过安装在连接通道a内的连接器2拼装成环形结构，相邻环形结构通过安装在连接通道a内的连接器2轴向交错拼装成管片环；本发明的管片单元由管片单元本体1-1、橡胶止水带1-2、弹性橡胶密封垫1-3、管片单元本体刻线1-4组成，管片单元本体1-1为h形圆弧结构，可根据实际工况设计不同规格尺寸的h形管片单元1，所述盾构隧道沿圆周方向一周由六片管片单元1拼装组成，也可根据实际工程环境设计盾构隧道沿圆周方向一周的管片单元1拼装数量，管片单元本体1-1的h形开口端一侧安装有橡胶止水带1-2、相对一侧加工有止水带卡紧槽d，在管片浇筑阶段，在指定位置预埋橡胶止水带1-2，橡胶止水带1-2的形状和尺寸与止水带卡紧槽d相适应，橡胶止水带1-2和止水带卡紧槽d根据管片单元1曲率圆弧化设计，相邻管片单元1拼装时，橡胶止水带1-2插入止水带卡紧槽d中，由于槽位的固定，橡胶止水带1-2和止水带卡紧槽d相互扣紧，使得环缝防水能力得到有效保障。由于本发明每块管片单元1形状相同，有利于管片单元1的批量生产，降低了施工难度。管片单元本体1-1中心位置加工有注浆孔c、圆弧内侧面加工有若干安装孔b，注浆孔c用于同步注浆和二次注浆，保证周围地层的稳定，安装孔b方便操作者手持。管片单元本体1-1两侧臂端加工有至少1个连接通道a，管片单元本体1-1的h形开口端加工有4个连接通道a，相邻管片通过连接器2经对应的连接通道a连接，连接通道a的数量可根据管片单元本体1-1的尺寸进行调整。进一步地，本实例的管片单元本体1-1的侧臂端对称加工有2个连接通道a，管片单元本体1-1的h形开口端凹陷部分对称加工有两个连接通道a、两侧凸起部分各对称加工有一个连接通道a，轴向相邻管片单元1上加工的连接通道a相对应，保证相邻管片单元1错位拼装时连接器2能准确插入连接通道a中，对管片单元1进行固定，连接器2的设计一方面将相邻管片进行连接，提高整体受力的协调性，保证管片环结构的安全，另一方面相比于传统的使用螺栓，人工拧紧的方式，较大程度提高了连接效率，进而提高整体施工效率。管片单元1之间的连接方式为柔性连接，允许相邻管片单元1间产生微小的转动和压缩，使衬砌环能按内力分布状态产生相应的变形，以缓解管片单元1接头处应力集中现象，使外荷载分布趋于均匀，提高结构的地层变形适应能力。

本实施例的连接器2由连接器本体刻线2-1、连接器本体2-2、弹块2-3、压缩弹簧2-4、连接基座2-5组成，连接器本体2-2为圆柱形结构，连接器本体2-2上交错加工有弹块槽e，弹块槽e内安装有连接基座2-5，连接基座2-5上安装有压缩弹簧2-4，压缩弹簧2-4的一端与伸入弹块槽e的弹块2-3相连接，本发明的连接通道a内安装有与连接器2上弹块2-3位置和形状相对应的凹槽，当连接器2插入连接通道a内时，连接器2运动至凹槽位置时，在压缩弹簧2-4的作用下，弹块2-3弹入凹槽，卡紧连接器2，连接通道a对应的管片单元本体1-1内弧面上刻有管片单元本体刻线1-4，连接器本体2-2上刻有与管片单元本体刻线1-4相对应的连接器本体刻线2-1，单元本体刻线1-4、连接器本体刻线2-1方便操作者操作时进行对准，保证连接器2进入连接通道a内时弹块2-3能在对应位置弹出卡紧，弹块槽e尺寸宽度略大于弹块2-3宽度，避免由于模板施作引起的位置偏差对弹块2-3的顺利卡住造成影响；同时，在弹块2-3弹出后，压缩弹簧2-4仍处于压缩状态，保证竖向状态下弹块2-3能在弹块槽e中，保证连接器2正常工作，连接器2一方面保证盾构管片的整体性，减少盾构管片的错动漂移，提高盾构管片间协调性以及工程质量；另一方面代替了传统的螺栓连接，免去了后续人工拧紧螺栓的工序，提高管片对接效率，加快施工进度，进一步地，为了保证连接卡紧质量，连接器本体2-2上交错加工有4个弹块槽e，长度方向同侧的两个弹块槽e布置于连接器本体2-2相对两侧面，长度方向一侧的两个弹块槽e与另一侧两个弹块槽e对称布置。