装配式隧道管片及管片预制模具的制作方法

本技术涉及装配式轨道交通领域，特别地，涉及一种装配式隧道管片。此外，本技术还涉及一种用于制备装配式隧道管片中管片的管片预制模具。

背景技术：

1、在十四五期间，我国城市轨道交通运营里程数将新增3000km以上，在山东、重庆、深圳等地区，因存在硬质岩层而采用盾构-tbm双模掘进施工的区间隧道已成为普遍情况，且铁路、水利领域，采用tbm掘进机进行施工的隧道里程也逐年增长。但由于岩体不能像土体在掘进完成后向护盾及管片变形挤压以封闭护盾与围岩的间隙，且盾构或tbm掘进机护盾尾部的密封圈随着隧道的掘进而磨损，从而护盾、管片与围岩间存在间隙，导致管片壁后注浆时封堵不严，注浆浆液通过间隙经盾头、螺机随隧道渣土流出，从而造成严重的资源浪费，而且因管片壁后注浆不密实，导致衬砌壁后空洞是常见现象，后期处治费用极高、难度极大。国内某岩质盾构隧道项目曾因护盾密封圈磨损，处治壁后注浆的浆液经盾头渗漏，导致问题花费超3000万元，造成了极大的损失和材料浪费。

2、目前针对盾构/tbm隧道壁后注浆渗漏及充填密实的问题，行业内的技术人员提出了较多新材料、新结构和新方法，如专利202110711138.2、202010431384.8提及的方案并未解决护盾密封圈与围岩间隙封闭的问题；如专利201710449152.3、202011212997.9提出壁后设置灌浆袋、封闭灌浆的垫被等间隙封堵方案，虽然在理想情况下解决了间隙封堵的问题，但盾构机盾尾刷与管片处于密贴状态，新增加的封堵灌浆带或垫被会被盾尾刷破坏，实际并无法封闭护盾与围岩之间的间隙。

技术实现思路

1、本实用新型提供了一种装配式隧道管片及管片预制模具，以解决现有隧道管片不能解决护盾密封圈与围岩间隙封闭的问题，及新增加的封堵灌浆带或垫被会被盾尾刷破坏，实际并无法封闭护盾与围岩之间间隙的技术问题。

2、本实用新型采用的技术方案如下：

3、一种装配式隧道管片，包括：作为隧道管片主体的管片本体、用于灌浆充填后膨胀的灌浆囊袋、多组起安装固定作用的固定拉扣；管片本体的外弧面上设有内凹且沿弧面延伸方向呈曲线状延伸的预置槽；灌浆囊袋未灌浆前沿预置槽的延伸方向折叠于预置槽内，灌浆囊袋还用于灌浆充填膨胀后挤出预置槽，以封堵隧道管片与隧道围岩之间的间隙；多组固定拉扣沿预置槽的延伸方向依次间隔设置，且各固定拉扣的固定端预埋于管片本体内，其相对的连接端伸入预置槽内以连接固定灌浆囊袋。

4、进一步地，预置槽沿管片本体外弧面的延伸方向呈波浪线延伸；构成同一环管片环的相邻两片隧道管片上的两条预置槽光滑过渡连接。

5、进一步地，预置槽的截面形状为半圆形、半椭圆形或方形。

6、进一步地，隧道管片还包括密封带，密封带沿预置槽的延伸方向粘贴于管片本体的外环面上，以将灌浆囊袋密封于预置槽内。

7、进一步地，其中两组固定拉扣分设于预置槽的两端，以对灌浆囊袋的两端进行拉紧固定，其余组固定拉扣沿预置槽的长度方向依次间隔设置。

8、进一步地，灌浆囊袋包括用于灌浆充填后膨胀的囊袋本体，及沿囊袋本体的长度方向依次间隔连接于囊袋本体上的多个拉环；囊袋本体未灌浆前完全折叠于预置槽内；固定拉扣呈倒“u”型，其封闭端预埋于管片本体内，其相对的两条连接段分别伸入预置槽内，以与对应位置的拉环拉紧。

9、进一步地，灌浆囊袋还包括与囊袋本体连通、以用于供灌浆材料进入囊袋本体的囊袋注浆管；预置槽内对应囊袋注浆管处设有贯穿管片本体的囊袋注浆孔，囊袋注浆管穿设囊袋注浆孔后通过扣件固定于管片本体的内环面上；管片本体上还设有贯穿本体设置的壁后注浆孔，以用于供注浆材料灌浆充填相邻两环灌浆囊袋之间的管片环与隧道围岩之间的间隙。

10、根据本实用新型的另一方面，还提供了一种管片预制模具，用于预制出如上述中任一项的管片本体，管片预制模具包括：呈弧线延伸的原隧道管片预制模板，及用于成型出管片本体上的预置槽的成型管；成型管固定于原隧道管片预制模板的弧面上，且沿原隧道管片预制模板的弧面延伸方向呈曲线状延伸。

11、进一步地，用于成型同一环管片环的相邻两片隧道管片的两组管片预制模具上的两条成型管光滑过渡连接。

12、进一步地，成型管焊接固定于原隧道管片预制模板上，且其上对应隧道管片的固定拉扣位置上开设有供固定拉扣穿设的预留拉扣孔。

13、本实用新型具有以下有益效果：

14、针对现有技术及方案的不足，就tbm/盾构隧道壁后注浆渗漏的问题，本实用新型提出一种装配式隧道管片，该隧道管片中，通过在管片本体的外环面上设置灌浆囊袋，利用灌浆囊袋灌浆后膨胀，实现由多片隧道管片沿周向拼接形成的管片环与隧道围岩间的间隙封闭，并形成节段式的壁后注浆区间，避免常规tbm/盾构隧道施工过程中出现盾尾刷与管片间不密封、盾构机上用于封闭管片与围岩间隙的构建磨损后，出现的漏浆问题，减少注浆材料消耗、降低资源浪费、提升经济效果；同时，相邻两环管片环间膨胀的灌浆囊袋可以形成密封的二次注浆区间，形成高压注浆需要的封闭环境，从而增强二次注浆的充盈度及注浆效果，提升壁后注浆效果，增强隧道衬砌整体承载性能，而且高压的注浆环境可以增强围岩裂隙注浆效果，提升隧道整体的防水效果及施工质量；灌浆囊袋在管片本体外环面上采用创新型的曲线型延伸布置，相比直线型布置，其不仅可有效避免直线布置方案存在的盾尾刷下落至预置槽而刺穿囊袋的问题，同时同断面管片临围岩侧出现凹槽时，不会导致盾尾刷与管片间不密封的问题；还可通过调整灌浆囊袋膨胀的直径以抬升局部隧道管片，消除tbm/盾构转弯时易出现的管片错台问题，达到满足相关规范要求的错台量，降低管片错台修复处理的难度，从而本实用新型的装配式隧道管片具有较好的应用前景；

15、设计时，为了避免隧道管片拼装前即预置好的壁后灌浆囊袋(折叠状态)在施工期间被起密封作用的钢丝材质盾尾刷破坏，需在隧道管片外弧面(临隧道围岩侧)提供囊袋的预置空间，即预置槽，因此，本着降低既有模具改造工作量、难度及费用的考虑，本实用新型中，在既有隧道管片模具的原隧道管片预制模板的外弧面上固定一道成型管，在工厂预置管片时即可在隧道管片的外弧面上形成灌浆囊袋的预置槽，不仅保证灌浆囊袋不被破坏，解决上述存在的技术问题，同时使管片预制模具整体结构简单、容易加工制备，且制备成本低。

16、除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

技术特征：

1.一种装配式隧道管片，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的装配式隧道管片，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的装配式隧道管片，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的装配式隧道管片，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的装配式隧道管片，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的装配式隧道管片，其特征在于，

7.根据权利要求6所述的装配式隧道管片，其特征在于，

8.一种管片预制模具，其特征在于，用于预制出如权利要求1-7中任一项所述的管片本体(11)，管片预制模具(3)包括：

9.根据权利要求8所述的管片预制模具，其特征在于，

10.根据权利要求8所述的管片预制模具，其特征在于，

技术总结本技术公开了一种装配式隧道管片及管片预制模具，包括：管片本体、灌浆囊袋及多组固定拉扣。管片本体的外弧面上设有内凹且沿弧面延伸方向呈曲线状延伸的预置槽。灌浆囊袋未灌浆前沿预置槽的延伸方向折叠于预置槽内，灌浆囊袋还用于灌浆充填膨胀后挤出预置槽，以封堵隧道管片与隧道围岩之间的间隙。多组固定拉扣沿预置槽的延伸方向依次间隔设置，且各固定拉扣的固定端预埋于管片本体内，其相对的连接端伸入预置槽内以连接固定灌浆囊袋。本技术的装配式隧道管片，能解决现有漏浆问题，并减少注浆材料消耗、降低资源浪费、提升经济效果；同时，还可增强二次注浆的充盈度及注浆效果，提升壁后注浆效果、增强隧道衬砌整体承载性能。技术研发人员：郑智雄,杨子汉,马向前,陈泽,雷军,李水生,何昌杰,张立,肖超受保护的技术使用者：中国建筑第五工程局有限公司技术研发日：20230908技术公布日：2024/6/13