1、管片第一道防水措施凹槽12、管片第二道防水措施凹槽13和管片内侧嵌缝凹槽15。管片外侧结构凹槽11和管片第一道防水措施凹槽12位于接缝外端并相接，管片第二道防水措施凹槽13和管片内侧嵌缝凹槽15位于接缝内端并相接。
[0040]管片衬砌环缝8和管片衬砌纵缝9内均设置有多道填充物，为“海绵橡胶条+止水条+嵌缝”的组合防水模式，参见图5，管片外侧结构凹槽11的相对接触面上设置有海绵橡胶条16，管片第一道防水措施凹槽12内设置有多孔型三元乙丙橡胶弹性密封垫17，管片第二道防水措施凹槽13的相对接触面上设置有遇水膨胀橡胶条18，管片内侧嵌缝凹槽15内设置有嵌缝材料20，嵌缝材料20采用聚氨酯密封胶或聚合物水泥。多孔型弹性密封垫一般设在遇水膨胀橡胶条的外侧(靠近围岩侧)，作为第一道管片防水措施;遇水膨胀橡胶条一般设在多孔型弹性密封垫的内侧(靠近洞内侧)，作为第二道防水措施，对局部渗漏通过多孔型弹性密封垫的地下水做进一步封堵，形成管片防水的“双保险”。也可根据实际工程需要，结合管片结构尺寸及防水措施等参数，采用多道防水措施相互组合，防水层次也可相互调整，以此类推。
[0041]三元乙丙橡胶弹性密封垫为多孔型，即密封垫内部按不同的规律分布有不同样式的各类孔洞。根据使用要求，密封垫内部的孔洞样式有圆形、半圆形、三角形、椭圆形、方形、异形等，或采用各类孔洞样式的组合模式。密封垫具有一定的压缩率，并具有一定的硬度和弹性，受外力挤压后可适当压缩变形，使得接触面更加的柔性、均匀、密贴，其材料自身的耐久性和所应用结构的设计使用年限要相互匹配，同时在使用年限内还需具备一定的压缩应力保持率，以确保其始终具有一定的密贴接触力。多孔型三元乙丙橡胶弹性密封垫作为管片最主要的一道防水措施，其尺寸大小与管片本体尺寸有关，并根据管片结构上所预留的凹槽尺寸而定;对于多孔型三元乙丙橡胶弹性密封垫，不同的断面型式、不同的截面尺寸、不同的孔洞样式、不同的孔洞分布、不同的开孔比例以及不同的橡胶材质等均会对密封垫的防水性能造成一定的影响。
[0042]在不影响管片结构构造及螺栓孔设置，满足掘进油缸顶推管片受力要求的情况下，可尽量加大管片上预留止水带的凹槽尺寸，以备后期安装较大宽度尺寸的止水带或防水措施，确保管片在一定安装误差形成错位或错台等情况下，相邻管片的止水带之间仍然可有一定的有效接触面积，从而形成有效的防水。
[0043 ]本实用新型为隧道的一种支护结构，当隧道采用盾构或TBM工法施工时，后续衬砌可采用管片结构，于洞外提前预制，洞内拼装成型，属装配式衬砌结构，管片之间采用高强度螺栓连接，辅助相应的防水措施，一次支护成洞。管片采用工厂化预制，模具化流水生产，养护成型后运抵隧道现场进行拼装作业。管片为钢筋混凝土结构，也可为钢纤维混凝土管片、钢管片、铸铁管片及复合管片等。管片于洞内拼装前预先在地面上将所设的多道防水措施安装完毕，管片于洞内拼装后靠接缝处挤压各道防水措施来实现防水。
[0044]进行管片的预制生产并养护成型，在管片达到受力强度及使用要求后，安装好各道防水措施，并按比例抽样，对管片本体的各项受力性能、抗渗性能、管片接缝防水性能等进行相关检验，合格后方可用于现场拼装。管片于隧道内拼装成环，随着盾构向前掘进，推进油缸顶推在管片上施加反力，对管片形成挤压效应，管片环纵缝对齐压紧，并安装螺栓固紧形成整体，管片成洞的同时相互挤压环、纵向防水措施，形成最终的管片支护与防水体系，满足隧道结构安全及长久运营使用要求。
[0045]应用本实用新型后，管片拼装及防水效果均很好，隧道内几乎无任何渗漏点，目前最高已承受40?70m水头压力。随着具体工程中所采用的隧道断面尺寸、管片结构型式、管片相关参数、管片防水组合模式及周边地质条件等差异，其相关参数如:管片衬砌几何尺寸、管片衬砌分块型式、管片防水措施组合方式、管片结构预留凹槽型式及位置、多孔型三元乙丙橡胶弹性密封垫的几何尺寸、材质、内部孔洞样式及分布方式、管片螺栓孔及注浆孔位置等参数，均可根据实际工程需要，因地制宜，具体确定，或大或小、或多或少、或长或短、或强或弱。
[0046]本实用新型的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本实用新型说明书而对本实用新型技术方案采取的任何等效的变换，均为本实用新型的权利要求所涵盖。
【主权项】
1.一种盾构或TBM法隧道的多道防水管片结构，其特征在于: 包括沿隧道纵向依次拼接的多节环形单元，每节环形单元包括环状拼接的多块管片，整体形成环向的管片衬砌环缝(8)和纵向的管片衬砌纵缝(9); 管片衬砌环缝(8)和管片衬砌纵缝(9)处均设置有多道防水结构，包括多道凹槽以及填充物。2.根据权利要求1所述的一种盾构或TBM法隧道的多道防水管片结构，其特征在于:环形单元的管片包括一片管片封顶块(3)、管片封顶块(3)两侧的若干片管片邻接块(2)以及其余部分的若干片管片标准块(I)，环向拼接组成环形单元。3.根据权利要求1所述的一种盾构或TBM法隧道的多道防水管片结构，其特征在于:管片上均设置有用于与相邻管片相互拼接固定的管片螺栓孔(7)，采用高强度螺栓相互连接。4.根据权利要求1所述的一种盾构或TBM法隧道的多道防水管片结构，其特征在于: 环形单元采用纵向通缝拼装或错缝拼装的方式相连接。5.根据权利要求1所述的一种盾构或TBM法隧道的多道防水管片结构，其特征在于: 管片衬砌环缝(8)和管片衬砌纵缝(9)处自外向内均设置有管片外侧结构凹槽(11)、管片第一道防水措施凹槽(12)、管片第二道防水措施凹槽(13)和管片内侧嵌缝凹槽(15);管片外侧结构凹槽(11)、管片第一道防水措施凹槽(12)和管片第二道防水措施凹槽(13)位于接缝外端并依次相接，管片内侧嵌缝凹槽(15)位于接缝内端。6.根据权利要求1所述的一种盾构或TBM法隧道的多道防水管片结构，其特征在于: 管片衬砌环缝(8)和管片衬砌纵缝(9)自外向内均设置有管片外侧结构凹槽(11)、管片第一道防水措施凹槽(12)、管片第二道防水措施凹槽(13)和管片内侧嵌缝凹槽(15); 管片外侧结构凹槽(11)和管片第一道防水措施凹槽(12)位于接缝外端并相接，管片第二道防水措施凹槽(13)和管片内侧嵌缝凹槽(15)位于接缝内端并相接。7.根据权利要求5或6所述的一种盾构或TBM法隧道的多道防水管片结构，其特征在于: 管片外侧结构凹槽(11)的相对接触面上设置有海绵橡胶条(16); 管片第一道防水措施凹槽(12)内设置有多孔型三元乙丙橡胶弹性密封垫(17); 管片第二道防水措施凹槽(13)的相对接触面上设置有遇水膨胀橡胶条(18); 管片内侧嵌缝凹槽(15)内设置有嵌缝材料(20)。
【专利摘要】本实用新型涉及一种盾构或TBM法隧道的多道防水管片结构。盾构或TBM法隧道采用管片结构支护及防水，受盾构或TBM实际掘进纠偏影响，管片拼装后会出现错台、错位、上浮、内弧不圆顺、接缝不对齐等诸多问题，无法形成有效的接缝防水。本实用新型包括沿隧道纵向依次拼接的多节环形单元，每节环形单元包括环状拼接的多块管片，形成环向的管片衬砌环缝和纵向的管片衬砌纵缝；管片衬砌环缝和管片衬砌纵缝处均设置有多道防水结构，包括多道凹槽以及填充物。本实用新型满足了盾构或TBM法隧道的安全使用及长久运营要求，更好的提升了管片隧道的防水效果。
【IPC分类】E21D11/08, E21D11/38
【公开号】CN205349377
【申请号】CN201620090959
【发明人】王飞, 陈海军, 向亮, 张泰 , 刘赪, 靳宝成, 黄双林, 刘国庆, 程芳卉, 徐冲, 何冠男
【申请人】中铁第一勘察设计院集团有限公司
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2016年1月29日