管片环缝连接组件、隧道管片结构及施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种隧道施工工具，尤其涉及一种管片环缝连接组件、隧道管片结构及施工方法。
【背景技术】
[0002]管片接头是盾构隧道装配式衬砌管片的重要组成部分，接头的性能、经济性直接决定整个衬砌结构的性能发挥和建设成本。目前国内盾构隧道衬砌基本全都使用螺栓作为连接件，包括短直螺栓、长直螺栓、弯螺栓、斜螺栓等。
[0003]螺栓作为连接件安装直观可靠，可以保证要求的紧固力，但是也存在着很多问题:
[0004]I)使用螺栓作为连接件需要在管片上设置手孔，手孔对混凝土管片造成了削弱，在施工和使用中容易发生管片局部开裂的问题，进而导致渗漏水，影响正常使用和衬砌的耐久性
[0005]2)螺栓的紧固基本都是人工作业，耗费大量时间和人力，施工速度慢、工期长。
[0006]目前，常见环缝连接件有以下两种:楔入型连接件和摩擦型连接件。其中，楔入型连接件，具有构件制作简单，施工方便和抗动力荷载性能较好的优点，但是施工要求高，允许误差小。摩擦型连接件具有构件制作简单，施工方便以及组合配件少，成品率高的优点，但是施工精度要求比楔入型高，采用摩擦传力，抗拉强度缺乏保障，且抗动力荷载性能不如楔入型好。
[0007]目前已经应用的纵缝快速连接件的形式多样，但从基本构造上来看主要有两类:第一类，两个C型件中插入H型件的C-H-C型纵缝快速连接件，两个C型件分别与锚筋固定连接;第二类，一个C型件中插入T型件的C-T型纵缝快速连接件，C型件与T型件分别与锚筋固定连接。C-H-C型纵缝快速连接件在管片制作时更费材料，成本更高，且三件型比两件型连接件传力环节多一个，这样出现问题的环节也就多一些，在同等条件下刚度也相对较小。此夕卜，两类连接件都存在受力不合理，使用时容易出现应力集中现象。
[0008]因此，如何提供一种结构简单、性能可靠、装拆方便的管片环缝连接组件、隧道管片结构及施工方法，已成为建筑施工界需进一步完善优化的技术问题。
【发明内容】
[0009]本发明的目的在于提供一种管片环缝连接组件、隧道管片结构及施工方法，不但具有一定的容差能力，适应施工环境，能够满足衬砌管片施工和使用时的受力、变形和防水要求，而且，可以实现管片纵向和环向的同时对接，具有施工快捷方便，易于机械化、自动化施工的优点。
[0010]为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案:
[0011]—种管片环缝连接组件，包括分别预埋于需要环向对接的两片管片上的环缝阳件和环缝阴件;所述环缝阳件包括依次连接的头部、颈部和尾部，所述头部的外径大于所述颈部的外径，所述颈部与所述尾部通过万向头连接;所述环缝阴件包括相连接的前部和后部，所述前部内设有一内腔，所述前部上远离所述后部的一端开设一与所述内腔连通的开口，所述前部上围绕所述开口四周设有若干滑块机构，所述开口的内径大于所述头部的外径，所述滑块机构在自然状态下形成的孔径大于所述颈部的外径且小于所述头部的外径，所述滑块机构在受到所述头部挤压时能够收缩使得所述头部伸入所述前部的内腔。
[0012]优选的，所述滑块机构围绕所述开口中心均匀分布，所述滑块机构位于所述内腔，所述滑块机构包括固定于所述前部的滑槽、滑块以及弹簧，所述滑块穿设于所述滑槽内能够相对所述滑槽移动，所述滑块上远离开口中心的一端与所述前部的侧壁之间设置所述弹
O
[0013]优选的，所述头部的外侧端倒角处理，所述滑块上远离所述前部的端面在靠开口处以相同角度倒角处理。
[0014]优选的，所述滑块在自然状态下朝开口中心方向伸入所述开口的深度为5_7mm，所述开口的内径大于所述的头部的外径3_4mm。
[0015]优选的，所述环缝阴件整体预埋入管片，且所述前部上具有开口的端面与所述管片的端面相齐平;所述环缝阳件的所述尾部预埋入对应管片内。
[0016]优选的，所述环缝阳件的所述尾部上远离头部的一端设有螺栓孔，所述环缝阴件的所述后部上远离所述前部的一端开设螺栓孔，所述螺栓孔分别通过锚筋与管片固定连接。
[0017]优选的，所述滑块机构数量是三个，三个滑块机构围绕所述开口的中心呈120度排列;所述滑块机构数量是四个，四个滑块机构围绕所述开口的中心呈90度排列。
[0018]本发明还公开了一种隧道管片结构，包括若干管片，所述管片在纵向通过如上所述的管片环缝连接组件连接。
[0019]优选的，在上述的隧道管片结构中，所述管片在环向通过管片纵缝连接组件连接，所述管片纵缝连接组件包括分别预埋于需要纵向对接的两片管片上的纵缝阳件与纵缝阴件，所述纵缝阴件与环缝阳件位于同一管片的相邻端面上，所述纵缝阳件包括渐变截面圆柱体、连接板以及底座，所述连接板的一端固接于所述渐变截面圆柱体的侧面，所述连接板的另一端与所述底座连接，所述连接板的厚度小于所述渐变截面圆柱体的小头直径，所述渐变截面圆柱体的轴心线与管片的纵向相平行;所述纵缝阴件包括前段与后段，前段内开设一与所述渐变截面圆柱体相匹配的渐变截面圆柱腔室，所述前段上远离后段的一端开设一与所述连接板的形状、尺寸相匹配并与所述渐变截面圆柱腔室相连通的通孔，所述纵缝阴件整体预埋入管片内，所述管片内设有一能够容纳所述纵缝阳件的凹槽，所述纵缝阴件位于所述凹槽的一侧。
[0020]优选的，在上述的隧道管片结构中，所述连接板与所述底座通过一转轴连接，所述转轴的轴向与所述渐变截面圆柱体的轴向相平行。
[0021]优选的，在上述的隧道管片结构中，所述渐变截面圆柱体与所述渐变截面圆柱腔室的变径坡度相同，均为1/50-1/30，所述渐变截面圆柱体的小头直径为7-9mm，所述渐变截面圆柱体的大头直径为12-14mm，所述纵缝阴件与纵缝阳件沿管片纵向的长度为110-140mm，所述纵缝阴件与纵缝阳件的宽度为90-120mm，所述纵缝阴件与纵缝阳件的高度为55_65mm0
[0022]优选的，在上述的隧道管片结构中，所述纵缝阴件整体预埋入管片内，所述管片内设有一能够容纳所述纵缝阳件的凹槽，所述纵缝阴件位于所述凹槽的一侧，所述纵缝阴件的所述前段上远离所述后段的一端与所述管片的端面相齐平，所述前段上对应所述渐变截面圆柱腔室的大头的端面与所述管片的所述凹槽的一个侧面齐平;所述纵缝阳件的所述底座的靠连接板处缩颈处理，所述底座的缩颈根部以后的其余部分预埋入管片。
[0023]本发明还公开了一种如上所述的隧道管片结构的施工方法，包括如下步骤:
[0024]第一步:通过管片安装臂，调整带有纵缝阴件与环缝阳件的管片的位置，使得所述凹槽对准已经安装好的具有纵缝阳件的管片的所述纵缝阳件，环缝阳件对准已经安装好的具有环缝阴件的另一管片的所述环缝阴件；
[0025]第二步，通过管片安装臂，将带有纵缝阴件与环缝阳件的管片沿着隧道纵向向已经安装好的具有环缝阴件的另一管片方向逐渐推进，使得纵缝阴件逐渐插入到纵缝阳件中，实现管片的纵向连接，同时使得环缝阳件的头部卡扣于环缝阴件的内腔内。
[0026]由以上公开的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下:
[0027](I)本发明提供的管片环缝连接组件，包括分别预埋于需要纵向对接的两片管片上的环缝阳件和环缝阴件;所述环缝阳件包括依次连接的头部、颈部和尾部，所述头部的外径大于所