CN106801610B - 使用层叠式构造的管片块间连接接头及利用其连接的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种使用层叠式构造的管片块间连接接头及利用其连接的方法，该接头包括：埋设于相邻的两个管片块中的第一管片块内的第一连接件；以及埋设于相邻的两个管片块中的第二管片块内并与所述第一连接件相适配的第二连接件，相对滑动所述第一管片块和所述第二管片块并使得所述第二连接件卡设于所述第一连接件内从而实现所述第一管片块与所述第二管片块对接连接。本发明的连接接头采用第一连接件和第二连接件卡合固定第一管片块和第二管片块，在安装时仅需要将第二管片块相对于第一管片块滑动即可，实现了一步式(One‑Pass)简易拼装，安装省时省力，能够加快管片的拼装速度，节省施工时间。

Description

使用层叠式构造的管片块间连接接头及利用其连接的方法

技术领域

本发明涉及隧道工程的单环管片中的管片块间的连接件，特指一种使用层叠式构造的管片块间连接接头及利用其连接的方法。

背景技术

盾构隧道是由若干预制管片通过纵向接头和环向接头拼装而成的结构，其中的单环管片由多个管片块通过环向接头对接形成，每环管片通过纵向接头对接连接，目前的纵向接头和环向接头主要是采用螺栓进行连接。

中国在先专利1(申请公布号为CN105649648A，发明名称为类矩形盾构隧道的管片连接结构及其施工方法)中公开有：在多个管片分块的接缝处均设置用于将相邻两个管片分块相互连接的螺栓，将每个螺栓设置在相对于整环管片的内环面的距离相同的位置。中国在先专利2(申请公布号为CN203796279U，发明创造名称为复合管片的抗剪结构)中公开有：抗剪结构通过在环向接头上设置双排环向螺栓孔以及与之相适配的凸榫、凹槽，以提高复合管片接头的抗剪承载能力。

上述的管片块间连接结构均为螺栓连接接头，螺栓连接存在以下缺陷：螺栓连接管理较为困难，包括接头刚度控制、导入轴力的扭矩控制以及扭矩系数控制；螺栓连接操作费时，使得施工时间较长；螺栓连接的管片环正弯刚度强，因负抗弯性低使得管片环变形大；螺栓孔和螺栓处易漏水以及螺栓孔的断面易破损。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种使用层叠式构造的管片块间连接接头及利用其连接的方法，解决现有技术中管片块间采用螺栓连接时存在的管理较为困难、操作费时施工时间长、螺栓复抗弯性低使得管片环变形大以及螺栓处易漏水和螺栓孔的断面易破损等问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供了一种使用层叠式构造的管片块间连接接头，包括：

埋设于相邻的两个管片块中的第一管片块内的第一连接件；以及

埋设于相邻的两个管片块中的第二管片块内并与所述第一连接件相适配的第二连接件，相对滑动所述第一管片块和所述第二管片块并使得所述第二连接件卡设于所述第一连接件内从而实现所述第一管片块与所述第二管片块对接连接。

本发明的连接接头采用第一连接件和第二连接件卡合固定第一管片块和第二管片块，在安装时仅需要将第二管片块相对于第一管片块滑动即可，实现了一步式(One-Pass)简易拼装，安装省时省力，能够加快管片的拼装速度，节省施工时间。第一连接件和第二连接件埋设于对应的管片块内，不会对管片块的内表面造成破损，使得对接形成的管片环的内表面平滑，避免了开设螺栓孔产生的易漏水和易破损的问题。第一连接件和第二连接件设置的管片块的贴合面上，使得管片环的正、负弯曲具有同样刚度，使得管片环刚度也强，避免了由于螺栓设置在内环面上从而导致负抗弯性低使得管片环变形大的问题。

本发明使用层叠式构造的管片块间连接接头的进一步改进在于，所述第一连接件于所述第一管片块的贴合面上留设有开口，所述第一连接件上设有与所述开口连通的容槽；

所述第二连接件于所述第二管片块的贴合面上形成有向外凸伸的与所述开口相适配的连接杆，所述连接杆的端部形成有与所述容槽相适配的连接头；

相对滑动所述第一管片块和所述第二管片块时，所述连接杆置于所述开口内，所述连接头卡设于所述容槽内从而使得所述第一管片块和所述第二管片块对接连接。

本发明使用层叠式构造的管片块间连接接头的进一步改进在于，所述第一连接件的容槽底部设有横杆，所述横杆的端部垂直连接有底座；

所述第二连接件的连接杆部分锚固于所述第二管片块内且所述连接杆锚固于所述第二管片块内的端部垂直连接有支座。

本发明使用层叠式构造的管片块间连接接头的进一步改进在于，所述第一连接件为片状结构，所述第一管片块内埋设有多个层叠连接的第一连接件；

所述第二连接件为片状结构，所述第二管片块内也埋设有多个层叠连接的第二连接件。

本发明使用层叠式构造的管片块间连接接头的进一步改进在于，所述第一连接件垂直于所述第一管片块的贴合面设置，所述第二连接件垂直于所述第二管片块的贴合面设置；或者

所述第一连接件斜向埋设于所述第一管片块内，所述第二连接件斜向埋设于所述第二管片块内。

本发明还提供了一种利用使用层叠式构造的管片块间连接接头连接管片块的方法，包括如下步骤：

提供块间连接接头，所述块间连接接头包括第一连接件和与所述第一连接件相适配的第二连接件；

将所述第一连接件埋设于相邻的两个管片块中的第一管片块内；

将所述第二连接件埋设于相邻的两个管片块中的第二管片块内；以及

将所述第一管片块和所述第二管片块相对滑动以使得所述第二连接件卡设于所述第一连接件内从而实现了所述第一管片块与所述第二管片块对接连接。

本发明利用使用层叠式构造的管片块间连接接头连接管片块的方法的进一步改进在于，所述第一连接件于所述第一管片块的贴合面上留设有开口，所述第一连接件上设有与所述开口连通的容槽；所述第二连接件于所述第二管片块的贴合面上形成有向外凸伸的与所述开口相适配的连接杆，所述连接杆的端部形成有与所述容槽相适配的连接头；

将所述第一管片块和所述第二管片块相对滑动包括：

将所述连接杆和所述连接头置于所述开口和所述容槽的一侧，相对滑动所述第一管片块和所述第二管片块，使得所述连接杆和所述连接头滑设于所述开口和所述容槽内，通过所述连接头卡设于所述容槽内从而实现所述第一管片块和所述第二管片块对接连接。

本发明利用使用层叠式构造的管片块间连接接头连接管片块的方法的进一步改进在于，所述第一连接件的容槽底部设有横杆，所述横杆的端部垂直连接有底座；所述第二连接件的连接杆部分锚固于所述第二管片块内且所述连接杆锚固于所述第二管片块内的端部垂直连接有支座；

将所述第一连接件埋设于所述第一管片块内时，将所述底座与所述第一管片块内的钢筋固定连接；

将所述第二连接件埋设于所述第二管片块内时，将所述支座与所述第二管片块内的钢筋固定连接。

本发明利用使用层叠式构造的管片块间连接接头连接管片块的方法的进一步改进在于，所述第一连接件为片状结构，所述第一管片块内埋设有多个层叠连接的第一连接件；

所述第二连接件为片状结构，所述第二管片块内也埋设有多个层叠连接的第二连接件。

本发明利用使用层叠式构造的管片块间连接接头连接管片块的方法的进一步改进在于，埋设所述第一连接件和所述第二连接件时：

将所述第一连接件垂直于所述第一管片块的贴合面设置，将所述第二连接件垂直于所述第二管片块的贴合面设置；或者

将所述第一连接件斜向埋设于所述第一管片块内，将所述第二连接件斜向埋设于所述第二管片块内。

附图说明

图1为圆形的两环管片拼接的立体结构示意图。

图2为带有本发明的块间连接接头的第一管片块的立体结构示意图。

图3为带有本发明的环间连接接头的第一管片块的立体结构示意图。

图4为本发明使用层叠式构造的管片块间连接接头的结构示意图。

图5为本发明使用层叠式构造的管片块间连接接头埋设于管片块中的结构示意图。

图6为本发明中利用块间连接接头连接两个管片块的结构示意图。

图7为图5中第一管片块的侧视图。

图8为图5中第二管片块的侧视图。

图9为本发明管片环间连接接头的结构示意图。

图10为环间连接接头中第一插接件的剖视图。

图11为环间连接接头装设于管片的结构示意图。

图12和图13为两环管片连接过程的分解结构示意图。

图14为第一环管片的部分侧视图。

图15为第二环管片的部分侧视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

本发明提供了一种使用层叠式构造的管片块间连接接头及利用其连接的方法，具体针对盾构隧道中预制管片的连接结构进行的改进，参阅图1，隧道内的每环管片是由多块管片块对接连接形成，相邻的两环管片之间拼接连接，本发明提供了管片块之间对接连接用的块间连接接头，还提供了两环管片之间拼接用的环间连接接头，该块间连接接头和环间连接接头均实现了快速连接，施工时操作简便，节省施工时间，均能够解决螺栓连接所存在的缺陷。在管片的环间和块间使用螺栓连接时，需要在靠近管片的内侧面留设手孔以方便操作，手孔的设置影响了管片结构的完整，在后续需要额外进行填充从而增加了施工工序；而本发明中的块间连接接头设置在管片块间的贴合面处，环间连接接头设置在管片环间的拼接面处，不会影响管片内表面的结构完整，管片的内表面平滑，节省了后续的填充工序。螺栓连接操作费时，使得施工时间较长，而本发明中的块间连接接头和环间连接接头实现了一步式(One-Pass)简易拼装，安装省时省力，能够加快管片的拼装速度，节省施工时间。螺栓连接时由于螺栓设置在管片的内表面处，使得管片环正弯刚度强，负抗弯性低，从而使得管片环变形大，而本发明中的块间连接接头设置在管片块的贴合面的中部，使得管片环的正、负弯曲具有同样刚度，使得管片环刚度也强，避免了由于螺栓设置在内环面上从而导致负抗弯性低使得管片环变形大的问题。螺栓孔和螺栓处易漏水以及螺栓孔的断面易破损，而本发明的块间连接接头和环间连接接头无螺栓孔设置，避免了开设螺栓孔产生的易漏水和易破损的问题，且连接接头设置在内外密封结构之间，具有较好的止水效果。下面结合附图对本发明使用层叠式构造的管片块间连接接头和管片环间连接接头进行说明。

如图1所示，显示了圆形的两环管片拼接的结构，第一环管片11与第二环管片12拼接连接，该第一环管片11与第二环管片12均是由多块管片块对接连接形成，相邻的两个管片块中的第一管片块21和第二管片块22对接连接。第一环管片11和第二环管片12之间通过环间连接接头拼接连接，第一管片块21和第二管片块22通过块间连接接头对接连接。当然，虽然图1为圆形管片，但本发明的环间连接接头和块间连接接头不仅限于圆形管片的连接，还可以应用于其他形状的管片连接，比如类矩形管片、椭圆形管片等。

如图2和图3所示，显示了第一管片块21的结构，以第一管片块21的结构为例对管片块结构进行说明，每一管片块的结构与该第一管片块21的结构均相同。第一管片块21的形状依据整环管片的形状设计，该第一管片块21具有贴合面211，贴合面211为位于环向上的两个侧面，在贴合面211上设置块间连接接头30，该贴合面211与相邻的另一管片块的贴合面贴合实现两个管片块的对接连接。第一管片块21还包括有内侧面212和外侧面213，内侧面212位于整环管片的内部，外侧面213位于整环管片的外部。第一管片块21还包括有拼接面111，拼接面111为位于纵向上的两个侧面，在拼接面上设置环间连接接头40，该拼接面111与相邻的另一个整环管片的拼接面拼接连接。本发明中的块间连接接头和环间连接接头组成了管片的连接结构，实现了管片的快速连接和管片块的快速拼装。

下面对本发明的使用层叠式构造的管片块间连接接头及利用其进行连接的方法进行说明。

如图4所示，本发明的使用层叠式构造的管片块间连接接头30包括第一连接件31和第二连接件32，结合图5所示，第一连接件31埋设于相邻的两个管片块中的第一管片块21内，第二连接件32埋设于相邻的两个管片块中的第二管片块22内并与第一连接件31相适配，在对接连接第一管片块21和第二管片块22时，结合图6所示，相对滑动第一管片块21和第二管片块22并使得第二连接件32卡设在第一连接件31内从而实现第一管片块21和第二管片块22对接连接。在相对滑动第一管片块21和第二管片块22时，若第一管片块21和第二管片块22均未固定时，可将第二管片块22的第二连接件32置于第一连接件31的一侧，然后推动第一管片块21或者第二管片块22，使得第二连接件32卡设在第一连接件31内；若第一管片块21和第二管片块22中有一个管片块已经固定，则可推动另一个未固定的管片块从而使得第二连接件32卡设在第一连接件31内。

通过第二连接件32滑动卡设在第一连接件31内，实现了相邻的两个管片块间的对接连接，且安装时操作简单方便，实现了一步式(One-Pass)简易拼装，安装省时省力，能够加快管片的拼装速度，节省施工时间。且第一连接件31和第二连接件32还起到了定位的作用，能够定位管片块的安装位置，在安装时将第二连接件32对应置于第一连接件31一侧，然后滑动卡合第二连接件32和第一连接件31即可。

如图4和图5所示，该第一连接件31于第一管片块21的贴合面211上留设有开口311，第一连接件31上设有与开口311连通的容槽312；第二连接件32于第二管片块22的贴合面221上形成有向外凸伸的与开口311相适配的连接杆321，该连接杆321的端部形成有与容槽312相适配的连接头322，该连接头322的大小大于开口311的大小，从而使得该连接头322卡设于容槽312内后能够在环向上被开口311限位固定。相对滑动第一管片块21和第二管片块22时，连接杆321置于开口311内，连接头322卡设在容槽312内从而使得第一管片块21和第二管片块22对接连接。

更进一步地，该第一连接件31的容槽312底部设有横杆313，横杆313的端部垂直连接有底座314，在将第一连接件31埋设于第一管片块21内时，该第一连接件31的容槽312和开口311设于第一管片块21的贴合面处，容槽312通过开口311与贴合面处的外界连通，整个第一连接件31完全埋设于第一管片块21内，该第一连接件31通过设置的垂直连接的底座314增加锚固强度，提高第一连接件31埋设于管片块内的结构强度。第二连接件32的连接杆321部分锚固于第二管片块22内，该连接杆321锚固于第二管片块22内的端部垂直连接有支座323，该支座323用于增加第二连接件32的锚固强度，提高了第二连接件的结构强度。底座314和支座323在埋设时，可与管片块内的钢筋进行焊接，从而加固第一连接件和第二连接件的锚固强度。

作为本发明的一较佳实施方式，如图7和图8所示，第一连接件31为片状结构，在第一管片块21内埋设有多个层叠连接的第一连接件31，将多个第一连接件31对齐设置并固定连接，一起埋设于第一管片块21内。第二连接件32也为片状结构，该第二管片块22内也埋设有多个层叠连接的第二连接件32，将多个第二连接件32对齐设置并固定连接，一起埋设于第二管片块22内。

作为本发明的另一较佳实施方式，如图5所示，第一连接件31垂直于第一管片块21的贴合面211设置，第二连接件32垂直于第二管片块22的贴合面221设置；或者第一连接件31斜向埋设于第一管片块21内，第二连接件32斜向埋设于第二管片块22内。在斜向设置第一连接件31和第二连接件32时，第二连接件32卡设于第一连接件31内形成了楔形效应，使得连接更加牢固。第一连接件31和第二连接件32以斜向1:20安装到管片块的贴合面。

如图2所示，本发明的块间连接接头30安装于管片块的贴合面211，在每一管片块的一个贴合面211上埋设第一连接件31，另一个贴合面211上埋设第二连接件32，结合图5和图7所示，埋设第一连接件31的贴合面211上设有对应开口311和容槽312的安装槽，安装槽与开口311和容槽312相连通，该安装槽的槽口大小适配于第二连接件32的连接头322，在安装相邻的两个管片块时，以安装第一管片块21和第二管片块22为例进行说明，将第二管片块22上埋设有第二连接件32的贴合面221面对第一管片块上埋设有第一连接件32的贴合面211，将第二连接件32的连接头321置于第一管片块21的贴合面211上的安装槽内，然后向着容槽312的方向推动该第二管片块22，使得该第二连接件32的连接头322滑设于容槽312内，在图7中所示的第一管片块中省略了安装槽的结构。在实际施工中，只需要将第二连接件32的连接头322置于第一管片块21上的安装槽内，然后利用盾构千斤顶推进该第二管片块22即可完成拼装。为了便于安装，将管片块的安装面上开设的安装槽设于靠近未安装整环管片的一侧设置，使得在安装管片块时，只需要向着已安装好的整环管片的方向推动待安装的管片块即可完成安装，该安装槽的大小只需满足能够放置连接头322即可。

如图2和图7所示，在第一管片块21的贴合面211靠近内侧面212的一端设有沟槽，靠近外侧面213的一侧也设有沟槽，两个沟槽内填设有密封胶，形成管片的内密封结构和外密封结构，用于密封管片块间的纵向缝，本发明的块间连接接头30设置在内密封结构和外密封结构之间，块间连接接头不会影响密封结构的密封性能，使得管片具有较好的密封效果。

本发明的块间连接接头实现了管片块之间的快速连接，该块间连接接头采用片状结构，每片厚度为9mm，根据管片尺寸以及结构受力要求，采用不同的片数第一连接件和第二连接件层叠焊接组成一个整体，从而满足不同直径及工矿的管片受力要求，即块间连接接头30设置的数量根据盾构隧道的实际压力进行计算而定，可根据实际压力确定块间连接接头30中层叠连接第一连接件和第二连接件的数量，还可根据实际压力确定每一管片块上设置几段块间连接接头30。

本发明的块间连接接头的有益效果为：

实现了一步式(One-Pass)简易拼装的功能同时，对结构进行了简化，使得第一连接件和第二连接件不仅保持了连接结构应有的接头性能和耐久性能，并且通过结构的简化和制作方法的简化，解决了以往接头成本高的难题。

管片块定位后，仅需盾构千斤顶推进即可完成拼装。

不会对管片块造成破损，管片块以及对接形成的管片的内表面平滑。

通过块间连接接头的层叠拼合以及采用多段安装的方式，可适用于小口径、中口径以及大口径的管片，且只需要使用一种金属冲剪模具，节约成本。

本发明还提供了一种利用使用层叠式的构造的管片块间连接接头连接管片块的方法，该连接管片块的方法包括如下步骤：

如图4所示，提供块间连接接头30，该块间连接接头30包括第一连接件31和与第一连接件31相适配的第二连接件32；

结合图5所示，将第一连接件31埋设于相邻的两个管片块中的第一管片块21内；

将第二连接件32埋设于相邻的两个管片块中的第二管片块22内；

结合图6所示，将第一管片块21和第二管片块22相对滑动以使得第二连接件32卡设于第一连接件31内从而实现了第一管片块21和第二管片块22对接连接。

如图5、图7和图8所示，作为本发明的一较佳实施方式，该第一连接件31于第一管片块21的贴合面211上留设有开口311，第一连接件31上设有与开口311连通的容槽312；第二连接件32于第二管片块22的贴合面221上形成有向外凸伸的与311开口相适配的连接杆321，连接杆321的端部形成有与容槽312相适配的连接头322；在将第一管片块21和第二管片块22相对滑动包括：将连接杆321和连接头322置于开口311和容槽312的一侧，相对滑动第一管片块21和第二管片块22，使得连接杆321和连接头322滑设于开口311和容槽312内，通过连接头322卡设于容槽312内从而实现第一管片块21和第二管片块22对接连接。其中开口311的大小小于容槽312的大小，连接头222的大小大于开口311的大小，从而使得该连接头322卡设于容槽312内后能够在环向上被开口311限位固定。在将第一管片块21和第二管片块22相对滑动时，通过推动其中的一个管片块来实现，若第一管片块21和第二管片块22均未固定时，可将第二管片块22的第二连接件32置于第一连接件31的一侧，然后推动第一管片块21或者第二管片块22，使得第二连接件32卡设在第一连接件31内；若第一管片块21和第二管片块22中有一个管片块已经固定，则可推动另一个未固定的管片块从而使得第二连接件32卡设在第一连接件31内。

如图5所示，作为本发明的另一较佳实施方式，第一连接件31的容槽312底部设有横杆313，横杆313的端部垂直连接有底座314；第二连接件32的连接杆321部分锚固于第二管片块22内且连接杆321锚固于第二管片块22内的端部垂直连接有支座323；将第一连接件31埋设于第一管片块21内时，将底座314与第一管片块21内的钢筋固定连接；将第二连接件32埋设于第二管片块22内时，将支座323与第二管片块22内的钢筋固定连接。通过设置底座314和支座323，增强第一连接件31和第二连接件32的锚固强度，从而提高第一连接件31和第二连接件32埋设于管片块内的结构强度。

如图7和图8所示，作为本发明的又一较佳实施方式，第一连接件31为片状结构，第一管片块21内埋设有多个层叠连接的第一连接件31；第二连接件32为片状结构，第二管片块22内也埋设有多个层叠连接的第二连接件32。将多个第一连接件31对齐设置并固定连接，一起埋设于第一管片块21内。将多个第二连接件32对齐设置并固定连接，一起埋设于第二管片块22内。第一连接件31和第二连接件32的每片厚度为9mm，根据管片尺寸以及结构受力要求，采用不同的片数第一连接件和第二连接件层叠焊接组成一个整体，从而满足不同直径及工矿的管片受力要求。

作为本发明的再一较佳实施方式，埋设第一连接件31和第二连接件32时：将第一连接件31垂直于第一管片块21的贴合面211设置，将第二连接件32垂直于第二管片块22的贴合面221设置；或者将第一连接件31斜向埋设于第一管片块21内，将第二连接件32斜向埋设于第二管片块22内。在斜向设置第一连接件31和第二连接件32时，第二连接件32卡设于第一连接件31内形成了楔形效应，使得连接更加牢固。第一连接件31和第二连接件32以斜向1:20安装到管片块的贴合面。

如图2所示，本发明的块间连接接头30安装于管片块的贴合面211，在每一管片块的一个贴合面211上埋设第一连接件31，另一个贴合面211上埋设第二连接件32，结合图5和图7所示，埋设第一连接件31的贴合面211上设有对应开口311和容槽312的安装槽，安装槽与开口311和容槽312相连通，该安装槽的槽口大小适配于第二连接件32的连接头322，在安装相邻的两个管片块时，以安装第一管片块21和第二管片块22为例进行说明，将第二管片块22上埋设有第二连接件32的贴合面221面对第一管片块上埋设有第一连接件32的贴合面211，将第二连接件32的连接头321置于第一管片块21的贴合面211上的安装槽内，然后向着容槽312的方向推动该第二管片块22，使得该第二连接件32的连接头322滑设于容槽312内，在图7中所示的第一管片块中省略了安装槽的结构。在实际施工中，只需要将第二连接件32的连接头322置于第一管片块21上的安装槽内，然后利用盾构千斤顶推进该第二管片块22即可完成拼装。为了便于安装，将管片块的安装面上开设的安装槽设于靠近未安装整环管片的一侧设置，使得在安装管片块时，只需要向着已安装好的整环管片的方向推动待安装的管片块即可完成安装，该安装槽的大小只需满足能够放置连接头322即可。

下面对本发明的管片环间连接接头及利用其连接的方法进行说明。

如图9所示，本发明的管片环间连接接头40包括第一插接件41和第二插接件42，结合图11所示，第一插接件41埋设于相邻的两环管片中的第一环管片11内，第一插接件41上设有弹性的锁紧机构411；第二插接件42与第一插接件41相适配，该第二插接件42装设于相邻的两环管片中的第二环管片12上，第二插接件42插设于第一插接件41内并通过锁紧机构411限位卡紧从而实现了第一环管片11和第二环管片12拼接连接。锁紧机构411为弹性件，在第二插接件42***至第一插接件41的过程中，该锁紧机构411由于弹性变形使得该第二插接件42能够顺利的***至第一插接件41内，而后该锁紧机构411恢复原状后，起到了止退功能，防止了第二插接件42后退从而锁紧限位了第二插接件42，实现了第一环管片11和第二环管片12拼接连接。

本发明的环间连接接头采用了第一插接件和第二插接件的插设连接，在安装时仅需要将第二环管片向第一环管片推进并与第一环管片相贴合，使得第二插接件与第一插接件相卡合即可。该第一插接件和第二插接件不仅起到了连接紧固第一环管片和第二环管片的作用，还起到了定位的作用，施工时将第一插接件和第二插接件相对准即可定位管片的安装位置，而后将第二插接件***至第一插接件内即可，实现了一步式(One-Pass)简易拼装，安装省时省力，能够加快管片的拼装速度，节省施工时间。环间连接接头和块间连接接头一起使用时，即在管片块上位于环向的侧面设置块间连接接头，用于连接相邻的两个管片块，在管片块上位于纵向的侧面上设置环间连接接头，用于连接相邻的两环管片，在实际施工时，每一环管片是由多个管片块对接连接形成，在拼接管片块时，该管片块通过其上设置的块间连接接头与相邻的管片块对接连接，通过其上设置的环境连接接头与前一环管片上对应的管片块拼接连接，块间连接接头和环间连接接头均为向前一环管片方向推动安装，只需将待安装的管片块向前一环管片方向推动一次即可完成块间连接接头和环间连接接头的连接，实现了一步式(One-Pass)简易拼装，安装省时省力，能够加快管片的拼装速度，节省施工时间。

如图9和图10所示，第一插接件41的内部形成有插接孔412，结合图11所示，该插接孔412埋设于第一环管片11内且开口4121置于该第一环管片的拼接面111上，锁紧机构411包括设于第一插接件41上的至少一个簧片413，该簧片413向第一插接件41的内部倾斜设置，簧片413上相对靠近开口4121的一端侧与第一插接件41固定连接，簧片413上相对远离开口4121的一端伸入第一插接件41的内部。第二插接件42装设于第二环管片12的拼接面121上，第二插接件42远离第二环管片12的拼接面121的端部处设有凸头421。第二插接件42插设于第一插接件41内时，该凸头421***至插接孔412内，结合图12，凸头421向第一插接件41内***的过程中，凸头421经过簧片413时挤压该簧片413，使得簧片413受凸头421的挤压而向第一插接件41的外部伸出，使得凸头421能够顺利通过簧片413，结合图13所示，当凸头421穿过簧片413后通过簧片413复位而限位卡紧凸头421，从而实现了第一环管片11和第二环管片12拼接连接。

凸头421呈前端小后端大的圆台状，前端为相对远离第二环管片12的拼接面121的一端，后端为相对靠近第二环管片12的拼接面121的一端。凸头421的后端的直径大于第二插接件42的中间段本体的直径，从而该凸头421的底面形成了从第二插接件42的中间段本体的外周向外延伸的一圈圆台，在凸头421***到第一插接件41内部时，通过该簧片413的端部抵靠住该圆台实现了限位卡紧凸头421。凸头421的后端的大小与插接孔412的大小相适配。

作为本发明的一较佳实施方式，簧片413为至少一对，且相对设于第一插接件41的外周。通过相对设置的簧片413卡住***的第二插接件42的凸头421。一对簧片413上伸入第一插接件41内部的端侧之间所形成的夹设空间与第二插接件42的中间段本体的大小相适配。

作为本发明的另一较佳实施方式，第一插接件41上远离第一环管片11的端部呈向外扩张的喇叭状结构，喇叭状结构为前端大后端小的圆台结构，前端为相对远离第一环管片11的拼接面111的一端，后端为相对靠近第一环管片11的拼接面111的一端，该喇叭状结构的端部提高了该第一插接件41的抗拔能力。

作为本发明的又一较佳实施方式，如图9和图11所示，第二插接件42上靠近第二环管片12的拼接面121的端部设有螺纹连接段422，第二环管片12内埋设有与螺纹连接段422相适配的连接套筒122，该连接套筒122用于连接第二插接件42，第二插接件42的螺纹连接段422螺合于连接套筒122上实现了第二插接件42装设于第二环管片12上。

如图9所示，第二插接件42为柱状结构，第二插接件42的前端形成有凸头421，后端形成有螺纹连接段422，中间段本体为台阶状的柱状结构，中间段本体靠近凸头421的部分的直径小于靠近螺纹连接段422部分的直径，中间段本体上直径较小的部分的长度适配于簧片413的长度，中间段本体上直径较大的部分与凸头421的后端大小相适配。

如图14和图15所示，第一插接件41于第一环管片11的拼接面111上间隔设置，第二插接件42于第二环管片12的拼接面121上间隔设置，在第一环管片11和第二环管片12的拼接面111和拼接面121上靠近内侧面和外侧面的端部处设有沟槽，结合图3所示，在拼接面上靠近内侧面和外侧面的沟槽中填充密封胶，形成了管片的内密封结构和外密封结构，用于密封管片的环间的环向缝，第一插接件41和第二插接件42在设置时，设于该内密封结构和外密封结构之间，不会破坏内密封结构和外密封结构，环间连接接头不会影响密封结构的密封性能，使得管片具有较好的密封效果。

如图3所示，本发明的环间连接接头40安装于管片块的拼接面111上，在每一个管片块的一个拼接面111上埋设第一插接件41，另一个拼接面111上埋设第二插接件42。在拼装两环管片时，如图11至图13所示，将带拼装环管片的管片块上的第二插接件42与前一环(已装好)管片上的第一插接件41对准，然后将该管片块向前一环管片的方向推进，使得第二插接件42插设于第一插接件41内即完成了安装。简便的安装方式，在施工时只需利用盾构千斤顶推进待安装管片块即可完成拼装。环间连接接头采用了止退簧片技术，确保了接头***后不会拔出，提高止退能力。

下面对本发明利用管片环间连接接头连接管片的方法进行说明。该连接管片的方法包括如下步骤：

如图9所示，提供环间连接接头40，环间连接接头40包括第一插接件41和与第一插接件41相适配的第二插接件42；

结合图11所示，将第一插接件41埋设于相邻的两环管片中的第一环管片11内，第一插接件41上设有弹性的锁紧机构411；

将第二插接件42装设于相邻的两环管片中的第二环管片12内；以及

将第二插接件42插设于第一插接件41内并通过锁紧机构411限位卡紧从而实现第一环管片11与第二环管片12拼接连接。锁紧机构411为弹性件，在第二插接件42***至第一插接件41的过程中，该锁紧机构411由于弹性变形使得该第二插接件42能够顺利的***至第一插接件41内，而后该锁紧机构411恢复原状后，起到了止退功能，防止了第二插接件42后退从而锁紧限位了第二插接件42，实现了第一环管片11和第二环管片12拼接连接。

本发明的环间连接接头采用了第一插接件和第二插接件的插设连接，在安装时仅需要将第二环管片向第一环管片推进并与第一环管片相贴合，使得第二插接件与第一插接件相卡合即可。该第一插接件和第二插接件不仅起到了连接紧固第一环管片和第二环管片的作用，还起到了定位的作用，施工时将第一插接件和第二插接件相对准即可定位管片的安装位置，而后将第二插接件***至第一插接件内即可，实现了一步式(One-Pass)简易拼装，安装省时省力，能够加快管片的拼装速度，节省施工时间。

作为本发明的一较佳实施方式，如图9和图10所示，第一插接件41的内部形成有插接孔412，结合图11所示，插接孔412埋设于第一环管片11内且开口4121置于第一环管片11的拼接面111上，锁紧机构411包括设于第一插接件41上的至少一个簧片413，簧片413向第一插接件41的内部倾斜设置，簧片413上相对靠近开口4121的一端侧与第一插接件41固定连接，簧片413上相对远离开口4121的一端伸入第一插接件41的内部。第二插接件42装设于第二环管片12的拼接面121上，第二插接件42上远离第二环管片12的拼接面121的端部处设有凸头421；将第二插接件42插设于第一插接件41内时，凸头421***至插接孔412内并挤压簧片413向第一环管片11的外部伸出，当凸头421穿过簧片413后，簧片413复位从而限位卡紧凸头421从而实现第一环管片11和第二环管片12拼接连接。凸头421呈前端小后端大的圆台状，前端为相对远离第二环管片12的拼接面121的一端，后端为相对靠近第二环管片12的拼接面121的一端。凸头421的后端的直径大于第二插接件42的中间段本体的直径，从而该凸头421的底面形成了从第二插接件42的中间段本体的外周向外延伸的一圈圆台，在凸头421***到第一插接件41内部时，通过该簧片413的端部抵靠住该圆台实现了限位卡紧凸头421。凸头421的后端的大小与插接孔412的大小相适配。

作为本发明的另一较佳实施方式，如图10和图11所示，簧片413为至少一对，且相对设于第一插接件41的外周。通过相对设置的簧片413卡住***的第二插接件42的凸头421。一对簧片413上伸入第一插接件41内部的端侧之间所形成的夹设空间与第二插接件42的中间段本体的大小相适配。

作为本发明的又一较佳实施方式，第一插接件41上远离第一环管片11的端部呈向外扩张的喇叭状结构。喇叭状结构为前端大后端小的圆台结构，前端为相对远离第一环管片11的拼接面111的一端，后端为相对靠近第一环管片11的拼接面111的一端，该喇叭状结构的端部提高了该第一插接件41的抗拔能力。

作为本发明的再一较佳实施方式，结合图11所示，第二插接件42上靠近第二环管片12的拼接面121的端部设有螺纹连接段422；将第二插接件42装设于第二环管片12内包括：于第二环管片12内埋设与螺纹连接段422相适配的连接套筒122；将螺纹连接段422螺合于连接套筒122。

如图9所示，第二插接件42为柱状结构，第二插接件42的前端形成有凸头421，后端形成有螺纹连接段422，中间段本体为台阶状的柱状结构，中间段本体靠近凸头421的部分的直径小于靠近螺纹连接段422部分的直径，中间段本体上直径较小的部分的长度适配于簧片413的长度，中间段本体上直径较大的部分与凸头421的后端大小相适配。如图14和图15所示，第一插接件41于第一环管片11的拼接面111上间隔设置，第二插接件42于第二环管片12的拼接面121上间隔设置，在第一环管片11和第二环管片12的拼接面111和拼接面121上靠近内侧面和外侧面的端部处设有沟槽，结合图3所示，在拼接面上靠近内侧面和外侧面的沟槽中填充密封胶，形成了管片的内密封结构和外密封结构，用于密封管片的环间的环向缝，第一插接件41和第二插接件42在设置时，设于该内密封结构和外密封结构之间，不会破坏内密封结构和外密封结构，环间连接接头不会影响密封结构的密封性能，使得管片具有较好的密封效果。

下表1给出了传统螺栓式管片连接件和采用本发明的块间连接接头和环间连接接头的连接件两者的性能对比。

表1传统螺栓式管片连接件与本发明管片块间连接接头和环间连接接头性能比照表

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种使用层叠式构造的管片块间连接接头，其特征在于，包括：

埋设于相邻的两个管片块中的第一管片块内的第一连接件；以及

埋设于相邻的两个管片块中的第二管片块内并与所述第一连接件相适配的第二连接件，相对滑动所述第一管片块和所述第二管片块并使得所述第二连接件卡设于所述第一连接件内从而实现所述第一管片块与所述第二管片块对接连接；所述第一连接件于所述第一管片块的贴合面上留设有开口，所述第一连接件上设有与所述开口连通的容槽；

所述第二连接件于所述第二管片块的贴合面上形成有向外凸伸的与所述开口相适配的连接杆，所述连接杆的端部形成有与所述容槽相适配的连接头；

相对滑动所述第一管片块和所述第二管片块时，所述连接杆置于所述开口内，所述连接头卡设于所述容槽内从而使得所述第一管片块和所述第二管片块对接连接；

所述第一连接件为片状结构，所述第一管片块内埋设有多个层叠连接的第一连接件；

所述第二连接件为片状结构，所述第二管片块内也埋设有多个层叠连接的第二连接件；

所述管片块上位于纵向的侧面上设置有环间连接接头，用于连接相邻的两环管片，所述环间连接接头包括：

埋设于相邻的两环管片中的第一环管片内的第一插接件，所述第一插接件上设有弹性的锁紧机构；以及

装设于相邻的两环管片中的第二环管片上并与所述第一插接件相适配的第二插接件，所述第二插接件插设于所述第一插接件内并通过所述锁紧机构限位卡紧从而实现所述第一环管片与所述第二环管片拼接连接；所述第一插接件的内部形成有插接孔，所述插接孔埋设于所述第一环管片内且开口置于所述第一环管片的拼接面上，所述锁紧机构包括设于所述第一插接件上的至少一个簧片，所述簧片向所述第一插接件的内部倾斜设置；

所述第二插接件装设于所述第二环管片的拼接面上，所述第二插接件上远离所述第二环管片的拼接面的端部处设有凸头；所述凸头的后端的直径大于所述第二插接件的中间段本体的直径，从而所述凸头的后端面形成了从所述第二插接件的中间段本体的外周向外延伸的一圈圆台；

所述第二插接件插设于所述第一插接件内时，所述凸头***至所述插接孔内并挤压所述簧片向所述第一环管片的外部伸出，所述凸头穿过所述簧片后通过所述簧片复位而限位卡紧所述凸头，从而实现所述第一环管片和所述第二环管片拼接连接；

在所述凸头***到所述第一插接件内时，通过所述簧片的端部抵靠住所述圆台实现了限位卡紧所述凸头；

所述第一管片块的贴合面上靠近内侧面和外侧面均设有沟槽，所述沟槽内填设有密封胶从而形成了内密封结构和外密封结构；

所述第一连接件和所述第二连接件设于所述内密封结构和所述外密封结构之间。

2.如权利要求1所述的使用层叠式构造的管片块间连接接头，其特征在于，所述第一连接件的容槽底部设有横杆，所述横杆的端部垂直连接有底座；

所述第二连接件的连接杆部分锚固于所述第二管片块内且所述连接杆锚固于所述第二管片块内的端部垂直连接有支座。

3.如权利要求1所述的使用层叠式构造的管片块间连接接头，其特征在于，所述第一连接件垂直于所述第一管片块的贴合面设置，所述第二连接件垂直于所述第二管片块的贴合面设置；或者

所述第一连接件斜向埋设于所述第一管片块内，所述第二连接件斜向埋设于所述第二管片块内。

4.一种利用使用层叠式构造的管片块间连接接头连接管片块的方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供块间连接接头，所述块间连接接头包括第一连接件和与所述第一连接件相适配的第二连接件；

将所述第一连接件埋设于相邻的两个管片块中的第一管片块内；

将所述第二连接件埋设于相邻的两个管片块中的第二管片块内；以及

将所述第一管片块和所述第二管片块相对滑动以使得所述第二连接件卡设于所述第一连接件内从而实现了所述第一管片块与所述第二管片块对接连接；所述第一连接件于所述第一管片块的贴合面上留设有开口，所述第一连接件上设有与所述开口连通的容槽；所述第二连接件于所述第二管片块的贴合面上形成有向外凸伸的与所述开口相适配的连接杆，所述连接杆的端部形成有与所述容槽相适配的连接头；

将所述第一管片块和所述第二管片块相对滑动包括：

将所述连接杆和所述连接头置于所述开口和所述容槽的一侧，相对滑动所述第一管片块和所述第二管片块，使得所述连接杆和所述连接头滑设于所述开口和所述容槽内，通过所述连接头卡设于所述容槽内从而实现所述第一管片块和所述第二管片块对接连接；

所述第一连接件为片状结构，所述第一管片块内埋设有多个层叠连接的第一连接件；

所述第二连接件为片状结构，所述第二管片块内也埋设有多个层叠连接的第二连接件；

提供环间连接接头，所述环间连接接头包括第一插接件和与所述第一插接件相适配的第二插接件；

将所述第一插接件埋设于相邻的两环管片中的第一环管片内，所述第一插接件上设有弹性的锁紧机构；

将所述第二插接件装设于相邻的两环管片中的第二环管片内；所述第一环管片和所述第二环管片均由多个第一管片块和第二管片块对接连接形成；

将所述第二插接件插设于所述第一插接件内并通过所述锁紧机构限位卡紧从而实现所述第一环管片与所述第二环管片拼接连接；所述第一插接件的内部形成有插接孔，所述插接孔埋设于所述第一环管片内且开口置于所述第一环管片的拼接面上，所述锁紧机构包括设于所述第一插接件上的至少一个簧片，所述簧片向所述第一插接件的内部倾斜设置；所述第二插接件装设于所述第二环管片的拼接面上，所述第二插接件上远离所述第二环管片的拼接面的端部处设有凸头；所述凸头的后端的直径大于所述第二插接件的中间段本体的直径，从而所述凸头的后端面形成了从所述第二插接件的中间段本体的外周向外延伸的一圈圆台；

将所述第二插接件插设于所述第一插接件内时，所述凸头***至所述插接孔内并挤压所述簧片向所述第一环管片的外部伸出，当所述凸头穿过所述簧片后，所述簧片复位从而限位卡紧所述凸头从而实现所述第一环管片和所述第二环管片拼接连接；在所述凸头***到所述第一插接件内时，通过所述簧片的端部抵靠住所述圆台实现了限位卡紧所述凸头；

所述第一管片块的贴合面上靠近内侧面和外侧面均设有沟槽，所述沟槽内填设有密封胶从而形成了内密封结构和外密封结构；

所述第一连接件和所述第二连接件设于所述内密封结构和所述外密封结构之间。

5.如权利要求4所述的利用使用层叠式构造的管片块间连接接头连接管片块的方法，其特征在于，所述第一连接件的容槽底部设有横杆，所述横杆的端部垂直连接有底座；所述第二连接件的连接杆部分锚固于所述第二管片块内且所述连接杆锚固于所述第二管片块内的端部垂直连接有支座；

将所述第一连接件埋设于所述第一管片块内时，将所述底座与所述第一管片块内的钢筋固定连接；

将所述第二连接件埋设于所述第二管片块内时，将所述支座与所述第二管片块内的钢筋固定连接。

6.如权利要求4所述的利用使用层叠式构造的管片块间连接接头连接管片块的方法，其特征在于，埋设所述第一连接件和所述第二连接件时：

将所述第一连接件垂直于所述第一管片块的贴合面设置，将所述第二连接件垂直于所述第二管片块的贴合面设置；或者

将所述第一连接件斜向埋设于所述第一管片块内，将所述第二连接件斜向埋设于所述第二管片块内。

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