本發(fā)明涉及盾構(gòu)隧道管片技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種適用于軟弱地層的抗內(nèi)水壓力復(fù)合式盾構(gòu)管片。

背景技術(shù)：

采用盾構(gòu)法施工隧道，無(wú)需拆遷地面建筑物，不影響地面交通，對(duì)環(huán)境影響小，能適應(yīng)大多數(shù)地質(zhì)條件，施工速度快、質(zhì)量好、作業(yè)安全，在市政、鐵路、公路等工程建設(shè)中應(yīng)用廣泛。

近年來(lái)，盾構(gòu)法在水利水電工程隧洞建設(shè)中，也在逐漸推廣應(yīng)用。但由于目前盾構(gòu)法施工隧道的外層屏障—管片，只能承擔(dān)抵抗隧道外土層壓力、地下水壓力以及一些特殊荷載的作用，而不能抵抗隧洞內(nèi)的水壓力，因此采用盾構(gòu)法施工的水工過(guò)水有壓隧洞，需要在隧洞管片的洞內(nèi)側(cè)再襯砌混凝土，或者在盾構(gòu)隧洞內(nèi)另行安裝輸水管道，使工程建設(shè)工期大大延長(zhǎng)、投資大大增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種有效提高施工效率、降低施工成本的抗內(nèi)水壓力復(fù)合式盾構(gòu)管片。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案：一種抗內(nèi)水壓力復(fù)合式盾構(gòu)管片，包括鋼筋混凝土管片；鋼板構(gòu)件，其預(yù)埋貼覆在所述鋼筋混凝土管片內(nèi)壁上，所述鋼板構(gòu)件包括嵌裝在鋼筋混凝土管片內(nèi)壁邊緣的鋼板邊框和與鋼板邊框連接形成一體并貼覆在鋼筋混凝土管片內(nèi)壁的抗壓鋼板；以及連接鋼板，所述連接鋼板的兩端分別連接在相鄰鋼筋混凝土管片的鋼板邊框上以使相鄰鋼筋混凝土管片相連形成一體。

進(jìn)一步地，所述連接鋼板與鋼板邊框之間采用螺栓連接、鉚釘連接或焊接連接。

進(jìn)一步地，所述鋼板邊框與抗壓鋼板之間采用焊接連接。

進(jìn)一步地，所述鋼板邊框包括橫向邊框和環(huán)向邊框，在所述橫向邊框和環(huán)向邊框上均設(shè)有連接孔，所述連接鋼板包括橫向連接鋼板和環(huán)向連接鋼板，在所述橫向連接鋼板和環(huán)向連接鋼板上分別設(shè)有與環(huán)向邊框和橫向邊框上的連接孔配合對(duì)接的連接通孔。

進(jìn)一步地，所述抗壓鋼板設(shè)有預(yù)埋在鋼筋混凝土管片內(nèi)的固定錨爪。

有益效果：此抗內(nèi)水壓力復(fù)合式盾構(gòu)管片，由鋼筋混凝土管片和位于其內(nèi)側(cè)的鋼板構(gòu)件復(fù)合構(gòu)成，兩者聯(lián)合承擔(dān)抵抗隧洞外壓，通過(guò)內(nèi)側(cè)預(yù)埋貼覆的鋼板構(gòu)件，不僅可以減少鋼筋混凝土的厚度，而且，還能克服現(xiàn)有管片不能抵抗內(nèi)壓的缺陷，可以在過(guò)水有壓隧洞中直接應(yīng)用，無(wú)需在管片內(nèi)側(cè)澆筑二次襯砌鋼筋混凝土或者在隧洞內(nèi)另外鋪設(shè)輸水管道，可大大縮短盾構(gòu)法施工過(guò)水有壓隧洞的建設(shè)工期及降低其工程投資。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明；

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例縱向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例橫向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例中鋼板構(gòu)件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例中鋼板構(gòu)件縱向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例中鋼板構(gòu)件橫向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例中環(huán)向連接鋼板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例中環(huán)向連接鋼板的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明實(shí)施例中橫向連接鋼板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為本發(fā)明實(shí)施例中橫向連接鋼板的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1至圖10，一種抗內(nèi)水壓力復(fù)合式盾構(gòu)管片，包括鋼筋混凝土管片10；鋼板構(gòu)件20，其預(yù)埋貼覆在鋼筋混凝土管片10內(nèi)壁上，鋼板構(gòu)件20包括嵌裝在鋼筋混凝土管片10內(nèi)壁邊緣的鋼板邊框21和與鋼板邊框21連接形成一體并貼覆在鋼筋混凝土管片10內(nèi)壁的抗壓鋼板22；以及連接鋼板，連接鋼板的兩端分別連接在相鄰鋼筋混凝土管片的鋼板邊框21上以使相鄰鋼筋混凝土管片10相連形成一體。

其中，鋼板邊框21由兩塊橫向邊框211和兩塊環(huán)向邊框212組裝構(gòu)成，呈口字形，抗壓鋼板22設(shè)置在該鋼板邊框21內(nèi)，抗壓鋼板22四周邊緣與鋼板邊框21內(nèi)側(cè)邊緣焊接以形成一體，在抗壓鋼板22上設(shè)有固定錨爪，固定錨爪預(yù)埋在鋼筋混凝土管片10內(nèi)，從而使得抗壓鋼板22與鋼筋混凝土管片10緊密貼合連接在一起。通過(guò)在鋼筋混凝土管片10內(nèi)側(cè)設(shè)置鋼板構(gòu)件20，鋼筋混凝土管片10內(nèi)與鋼板構(gòu)件20復(fù)合構(gòu)成復(fù)合管片，不僅可以減少鋼筋混凝土的厚度，而且，還能克服現(xiàn)有管片不能抵抗內(nèi)壓的缺陷，可以在過(guò)水有壓隧洞中直接應(yīng)用，無(wú)需在管片內(nèi)側(cè)澆筑二次襯砌鋼筋混凝土或者在隧洞內(nèi)另外鋪設(shè)輸水管道，可大大縮短盾構(gòu)法施工過(guò)水有壓隧洞的建設(shè)工期及降低其工程投資。

連接鋼板包括橫向連接鋼板31和環(huán)向連接鋼板32，橫向連接鋼板31用以連接橫向相鄰的鋼筋混凝土管片10，環(huán)向連接鋼板32用以連接環(huán)向相鄰的鋼筋混凝土管片10，具體地，在橫向邊框211和環(huán)向邊框212上均陣列分布有連接孔，在橫向連接鋼板31上設(shè)有與環(huán)向邊框212上的連接孔配合對(duì)接的連接通孔，橫向連接鋼板31的兩端搭接在相鄰兩鋼筋混凝土管片10的環(huán)向邊框212上，使連接孔與連接通孔對(duì)準(zhǔn)，通過(guò)螺栓構(gòu)件穿過(guò)連接孔及連接通孔使得橫向連接鋼板31與環(huán)向邊框212連接在一起，從而將橫向相鄰的鋼筋混凝土管片10連接在一起。同理，在環(huán)向連接鋼板32上設(shè)有與橫向邊框211上的連接孔配合對(duì)接的連接通孔，環(huán)向連接鋼板32兩端通過(guò)螺栓構(gòu)件分別與環(huán)向相鄰的鋼筋混凝土管片10上的橫向邊框211連接在一起，從而將環(huán)向相鄰的鋼筋混凝土管片10連接在一起。當(dāng)然，連接鋼板與鋼板邊框之間還可以采用鉚釘連接、焊接連接等其他連接方式。

相鄰鋼筋混凝土管片10之間采用連接鋼板進(jìn)行連接，摒棄傳統(tǒng)鋼筋混凝土管片通過(guò)設(shè)置螺栓手孔進(jìn)行螺栓連接的方式，減少鋼筋混凝土管片孔洞設(shè)置，保證管片襯砌結(jié)構(gòu)的整體性。

本發(fā)明抗內(nèi)水壓力復(fù)合式盾構(gòu)管片的施工方法，包括以下步驟：

（1）、根據(jù)盾構(gòu)隧洞的所承受的內(nèi)外荷載，進(jìn)行抗內(nèi)壓盾構(gòu)隧道復(fù)合管片設(shè)計(jì)，確定復(fù)合管片厚度、混凝土強(qiáng)度、鋼筋用量，并確定抗壓鋼板、鋼板邊框、連接鋼板的厚度以及鋼板邊框、連接鋼板的連接孔、連接通孔的孔徑和孔距；

（2）將橫向邊框和環(huán)向邊框焊接組成鋼板邊框，將鋼板邊框與抗壓鋼板焊接組成鋼板構(gòu)件，并在抗壓鋼板上焊接固定錨爪，以便與鋼筋混凝土管片緊密連接；

（3）將焊有固定錨爪的抗壓鋼板放入管片成型模具內(nèi)，按設(shè)計(jì)要求安裝鋼筋，并澆筑混凝土，制成抗內(nèi)水壓力復(fù)合式盾構(gòu)管片，按要求養(yǎng)護(hù)到一定齡期，混凝土達(dá)到的脫模強(qiáng)度后，將抗內(nèi)水壓力復(fù)合式盾構(gòu)管片吊出成型模具待用；

（4）盾構(gòu)掘進(jìn)隧洞具備安裝管片后，將抗內(nèi)水壓力復(fù)合式盾構(gòu)管片運(yùn)輸至工作面，進(jìn)行盾構(gòu)隧洞管片安裝；

（5）抗內(nèi)水壓力復(fù)合式盾構(gòu)管片的安裝，從底部開始，先安裝底部一塊，然后依次安裝兩側(cè)塊，最后安裝封頂塊；

（6）在每一環(huán)內(nèi)壓復(fù)合式盾構(gòu)隧道管片安裝過(guò)程中，每裝一塊，橫向連接一塊，為不影響施工進(jìn)度，環(huán)與環(huán)之間的環(huán)向連接待盾構(gòu)向前掘進(jìn)后進(jìn)行；

（7）相鄰鋼筋混凝土管片可采用螺栓連接、錨釘連接或焊接連接。

上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作了詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，在所述技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。