适用于高内水压的盾构管片及其加工方法与流程

本发明涉及隧洞施工，尤其是涉及一种适用于高内水压的盾构管片及其加工方法。

背景技术：

1、盾构作为一种安全且成熟的施工工法被广泛的应用于输水隧洞建设。长距离输水隧洞埋深大，运行期内内水压力大；在内水压力作用下，若采用常规的单螺栓柔性接头盾构管片，管片接缝会张开增大，从而发生隧洞内外水交换，导致输水污染，地层进一步变形导致隧洞变形加剧，甚至导致隧洞失稳破坏。参见图1，为了提高隧洞承载内水压能力，输水隧洞工程中往往采取施作内衬形成复合衬砌结构形式的方法，由内衬承担内水压力。该方法需要增加内衬，存在成本高和工期长的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种适用于高内水压的盾构管片及其加工方法，以缓解现有技术中存在的复合衬砌结构成本高且工期长的技术问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案在于：

3、第一方面，本发明提供的适用于高内水压的盾构管片包括多个沿第一方向依次设置的环形管片组；

4、所述环形管片组包括多个弧形管片块，多个所述弧形管片块首尾相接形成所述环形管片组，所述弧形管片块的两端和两侧壁均设有预埋连接件；

5、同一个所述环形管片组中，相邻的两个所述弧形管片块通过第一紧固件连接，且相邻的两个所述弧形管片块中接触的两个预埋连接件焊接；

6、相邻的两个所述环形管片组中接触的两个所述弧形管片块通过第二紧固件连接，且接触的两个所述弧形管片块中接触的两个预埋连接件焊接。

7、更进一步地，所述预埋连接件内嵌于所述弧形管片块的内侧。

8、更进一步地，所述预埋连接件包括第一段和第二段，所述第一段和所述第二段垂直连接，且所述第一段的长度大于所述第二段的长度；

9、所述第二段与所述弧形管片块的内壁连接。

10、更进一步地，所述弧形管片块包括钢筋笼，所述预埋连接件与所述钢筋笼焊接或锚固连接。

11、更进一步地，所述钢筋笼的两端和两侧壁均设有预留槽，所述预埋连接件安装于所述预留槽内。

12、更进一步地，所述弧形管片块的厚度为d，所述环形管片组的直径为x；

13、d＝(x-b)/a，其中a和b均为常数。

14、第二方面，本发明提供的用于加工如上述任一项所述的适用于高内水压的盾构管片的加工方法包括：

15、在模具内绑扎钢筋笼，且设置预留槽；

16、在预留槽内安装预埋连接件，且将预埋连接件与钢筋笼焊接；

17、向模具内浇筑混凝土；

18、利用第一紧固件将多个弧形管片拼装为环形管片组，利用第二紧固件连接相邻的两个环形管片组；

19、焊接相接触的两个所述预埋连接件。

20、更进一步地，向模具内浇筑混凝土后，对弧形管片块进行养护，且于弧形管片块的两端和两侧壁安装止水条。

21、更进一步地，焊接相接触的两个所述预埋连接件后环形管片组的表面设置防腐层。

22、更进一步地，在模具内绑扎钢筋笼前，设计模具的厚度和预埋连接件的长度，所述模具的厚度与盾构隧道的直径呈线性相关，所述预埋连接件的长度与盾构隧道的直径呈线性相关。

23、综合上述技术方案，本发明所能实现的技术效果分析如下：

24、本发明提供的适用于高内水压的盾构管片包括多个沿第一方向依次设置的环形管片组；环形管片组包括多个弧形管片块，多个弧形管片块首尾相接形成环形管片组，弧形管片块的两端和两侧壁均设有预埋连接件；同一个环形管片组中，相邻的两个弧形管片块通过第一紧固件连接，且相邻的两个弧形管片块中接触的两个预埋连接件焊接；相邻的两个环形管片组中接触的两个弧形管片块通过第二紧固件连接，且接触的两个弧形管片块中接触的两个预埋连接件焊接。

25、该适用于高内水压的盾构管片通过在弧形管片块设置预埋连接件，待弧形管片块通过第一紧固件和第二紧固件连接后，采用焊接工艺将弧形管片块焊接，实现在第一紧固件和第二紧固件连接的基础上进一步加强弧形管片块之间的连接刚度，从而形成刚性接头。同时，焊接后的盾构管片接缝位置完全封堵，避免了管片受力变形通过接缝发生隧洞内外水交换，导致输水污染、地层进一步变形导致隧洞变形的情况。进一步地，由于盾构管片承受内水压能力加强，仅需设置单层管片用于承担内外水压力，无需施做内衬，输水隧洞的开挖面积可以缩小，既可以缩短施工工期，同时隧洞造价也将明显的降低。

技术特征：

1.一种适用于高内水压的盾构管片，其特征在于，包括：多个沿第一方向依次设置的环形管片组(100)；

2.根据权利要求1所述的适用于高内水压的盾构管片，其特征在于，所述预埋连接件(120)内嵌于所述弧形管片块(110)的内侧。

3.根据权利要求2所述的适用于高内水压的盾构管片，其特征在于，所述预埋连接件(120)包括第一段(121)和第二段(122)，所述第一段(121)和所述第二段(122)垂直连接，且所述第一段(121)的长度大于所述第二段(122)的长度；

4.根据权利要求2所述的适用于高内水压的盾构管片，其特征在于，所述弧形管片块(110)包括钢筋笼(111)，所述预埋连接件(120)与所述钢筋笼(111)焊接或锚固连接。

5.根据权利要求4所述的适用于高内水压的盾构管片，其特征在于，所述钢筋笼(111)的两端和两侧壁均设有预留槽，所述预埋连接件(120)安装于所述预留槽内。

6.根据权利要求1-5任一项所述的适用于高内水压的盾构管片，其特征在于，所述弧形管片块(110)的厚度为d，所述环形管片组(100)的直径为x；

7.一种用于加工如权利要求1-6任一项所述的适用于高内水压的盾构管片的加工方法，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的加工方法，其特征在于，向模具内浇筑混凝土后，对弧形管片块(110)进行养护，且于弧形管片块(110)的两端和两侧壁安装止水条。

9.根据权利要求7所述的加工方法，其特征在于，焊接相接触的两个所述预埋连接件(120)后环形管片组(100)的表面设置防腐层。

10.根据权利要求7所述的加工方法，其特征在于，在模具内绑扎钢筋笼(111)前，设计模具的厚度和预埋连接件(120)的长度，所述模具的厚度与盾构隧道的直径呈线性相关，所述预埋连接件(120)的长度与盾构隧道的直径呈线性相关。

技术总结本发明提供了一种适用于高内水压的盾构管片及其加工方法，涉及隧洞施工技术领域。该适用于高内水压的盾构管片包括多个沿第一方向依次设置的环形管片组；环形管片组包括多个弧形管片块，多个弧形管片块首尾相接形成环形管片组，弧形管片块的两端和两侧壁均设有预埋连接件；同一个环形管片组中，相邻的两个弧形管片块通过第一紧固件连接，且相邻的两个弧形管片块中接触的两个预埋连接件焊接；相邻的两个环形管片组中接触的两个弧形管片块通过第二紧固件连接，且接触的两个弧形管片块中接触的两个预埋连接件焊接。本发明提供的适用于高内水压的盾构管片解决了现有技术中存在的复合衬砌结构成本高且工期长的技术问题。技术研发人员：刘庆林,谢章绍,朱凤霞,钟翠华,唐纯,黄伟春,庞博,王增辉,朱俊,杨群良,李浩朋,伍茜,江冬敏,朱程受保护的技术使用者：中水珠江规划勘测设计有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18