一種環(huán)向預(yù)應(yīng)力加固隧道管片及制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及軌道交通工程相關(guān)領(lǐng)域，具體的說，是涉及一種環(huán)向預(yù)應(yīng)力加固隧道管片及制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國交通運輸業(yè)的飛速發(fā)展，隧道建設(shè)中因盾構(gòu)施工具有高效、安全、環(huán)保等優(yōu)點，盾構(gòu)施工法被應(yīng)用的情況愈來愈多。
[0003]盾構(gòu)隧道在管片拼裝時，環(huán)向之間的管片通過螺栓連接，相鄰環(huán)向管片之間的縫隙很難進行有效擠緊。在隧道后期運營期間，由于地下水的侵蝕、地層不均勻沉降及列車運行產(chǎn)生的動荷載，使得環(huán)向管片的縫隙成為滲水漏水的脆弱部位，并且管片會發(fā)生擠壓產(chǎn)生錯臺等現(xiàn)象，給盾構(gòu)隧道的安全帶來威脅。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)有部分關(guān)于隧道管片的研究，但是整體來說效果均不盡人意。
[0005]例如，申請?zhí)枮?011101251817的中國專利公開了盾構(gòu)隧洞預(yù)應(yīng)力復(fù)合襯砌輸水隧洞，它包括盾構(gòu)施工形成的拼裝式管片環(huán)為普通鋼筋混凝土外襯，同環(huán)各塊管片通過連接螺栓相連，在拼裝式管片環(huán)手孔上安裝插筋，在外襯上直接澆筑混凝土形成內(nèi)襯和混凝土填入外襯手孔形成的剪力鍵，內(nèi)襯與外襯通過插筋和混凝土剪力鍵結(jié)合為復(fù)合襯砌結(jié)構(gòu)。該方法費時、費力，材料消耗大，且現(xiàn)澆內(nèi)襯混凝土由內(nèi)部鋼筋、波紋管較多造成混凝土不密實，整體效果較差。
[0006]又如說，申請?zhí)枮?01210235474 —種預(yù)應(yīng)力管片，管片上設(shè)有多個沿軸線分布的鋼絞線孔道，多個管片組成的圓周上，相應(yīng)的鋼絞線孔道之間互相聯(lián)通，每條鋼絞線孔道上設(shè)有一錨具槽。還提供了一種采用上述的預(yù)應(yīng)力管片進行盾構(gòu)隧道預(yù)應(yīng)力襯砌施工方法，包括以下步驟:一、盾構(gòu)掘進管片拼裝的步驟；二、通過管片上的錨具槽沿鋼絞線孔道張拉鋼絞線的步驟；三、混凝土回填的步驟；通過上述步驟實現(xiàn)盾構(gòu)隧道預(yù)應(yīng)力襯砌施工。此方法在管片之間穿鋼絞線比較困難，并且預(yù)留槽孔會削弱管片的強度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種環(huán)向預(yù)應(yīng)力加固隧道管片，其能夠有效的提高管片的整體性及抵抗圍巖壓力的能力。
[0008]為了達成上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
[0009]—種環(huán)向預(yù)應(yīng)力加固隧道管片，包括拱底塊，拱底塊的兩端分別設(shè)有一相鄰塊，任一相鄰塊的端部均緊貼一連接塊，兩連接塊之間為封頂塊；
[0010]所述拱底塊、相鄰塊、連接塊和封頂塊的外側(cè)均設(shè)有預(yù)留凹槽，封頂塊內(nèi)部具有預(yù)留孑L道；
[0011]鋼絞線通過預(yù)留凹槽將拱底塊、相鄰塊、連接塊和封頂塊預(yù)緊后，端部貫穿并凸出于封頂塊，凸出于封頂塊的鋼絞線被鎖具固定實現(xiàn)預(yù)應(yīng)力的施加；
[0012]所述拱底塊、相鄰塊、連接塊和封頂塊共同構(gòu)成封閉的圓筒型結(jié)構(gòu)。
[0013]優(yōu)選的，所述封頂塊的內(nèi)側(cè)具有凸肋，預(yù)留孔道的一部分位于凸肋內(nèi)部，鎖具受到的與預(yù)應(yīng)力相反的作用力施加在凸肋上。
[0014]優(yōu)選的，所述預(yù)留凹槽至少為三條。
[0015]優(yōu)選的，所述預(yù)留凹槽的直徑大于鋼絞線的直徑，來使得鋼絞線嵌入預(yù)留凹槽后不高于被嵌入物體的表面。
[0016]優(yōu)選的，位于封頂塊內(nèi)部相對應(yīng)的預(yù)留孔道交叉連通。
[0017]優(yōu)選的，相鄰預(yù)留凹槽之間的距離相同，來使得預(yù)應(yīng)力被均勻的施加在拱底塊、相鄰塊、連接塊和封頂塊上。
[0018]優(yōu)選的，所述凸肋與所述封頂塊為一體成型的結(jié)構(gòu)。
[0019]在隧道管片結(jié)構(gòu)方案的同時，本發(fā)明還提供了一種制造上述環(huán)向預(yù)應(yīng)力加固隧道管片方法，主要包括如下步驟:
[0020]A、在拱底塊、相鄰塊及連接塊的背部等間距設(shè)置預(yù)留凹槽；
[0021]B、在封頂塊上設(shè)置凸肋，并在凸肋上設(shè)置預(yù)留孔道和預(yù)留凹槽；
[0022]C、將鋼絞線提前按照管片凹槽的位置布置好，通過拉拔鋼絞線的兩端確保鋼絞線位于預(yù)留凹槽內(nèi)；
[0023]D、將鋼絞線的兩端分別插入封頂塊內(nèi)部相應(yīng)的預(yù)留孔道中；
[0024]E、插入封頂塊，并對鋼絞線施加預(yù)應(yīng)力，利用鎖具將鋼絞線固定在凸肋上；
[0025]F、對隧道管片進行背后注漿，完成預(yù)應(yīng)力的施加。
[0026]本發(fā)明的有益效果為:
[0027](I)通過鋼絞線縮緊了環(huán)向相鄰管片之間的縫隙，能較好的保持住相鄰管片之間的應(yīng)力，有效防止管片之間出現(xiàn)張開或錯臺，提高了環(huán)向管片之間縫隙的抗?jié)B水性能；
[0028](2)通過將預(yù)應(yīng)力鋼絞線固定在封頂塊上，鋼絞線的預(yù)應(yīng)力對封頂塊有向上的拉力，抵消一部分作用在封頂塊上的圍巖壓力，提高了管片的穩(wěn)定性；
[0029](3)鋼絞線布置在管片外側(cè)，在張拉鎖定鋼絞線完成時，通過管片背部注漿，使鋼絞線與管片整合為一體，加強了管片預(yù)應(yīng)力的效果，并同時節(jié)省了額外的鋼絞線注漿材料，節(jié)省了人力、工時。
【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明的隧道管片的側(cè)視圖；
[0031]圖2為封頂塊剖視圖；
[0032]圖3為圖2中A-A斷面圖；
[0033]圖4為圖2中B-B斷面圖；
[0034]圖5為封頂塊仰視圖；
[0035]圖6為封頂塊安裝預(yù)應(yīng)力鋼絞線示意圖；
[0036]圖7為拱底塊、相鄰塊和連接塊的仰視圖；
[0037]圖8為拱底塊、相鄰塊合連接塊的斷面圖；
[0038]圖中:1、拱底塊，2、相鄰塊，3、連接塊，4、封頂塊，5、凸肋，6、預(yù)留孔道，7、預(yù)留凹槽，8、鋼絞線，9、鎖具。
【具體實施方式】
[0039]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細(xì)說明。
[0040]實施例:一種環(huán)向預(yù)應(yīng)力加固隧道管片，其側(cè)向結(jié)構(gòu)如圖1和圖6所示，包括拱底塊1，拱底塊I的兩端分別設(shè)有一相鄰塊2，任一相鄰塊2的端部均緊貼一連接塊3，兩連接塊3之間為封頂塊4 ；
[0041]拱底塊1、相鄰塊2、連接塊3和封頂塊4的外側(cè)均設(shè)有預(yù)留凹槽