CN205000976U - 一种用于深层排水隧道的盾构管片衬砌结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了用于深层排水隧道的盾构管片衬砌结构，包括错缝拼装的若干环管片结构，所述环管片结构包括若干拼装的管片，所述管片的端面上均设置有一条以上的向内凹的凹槽；所述凹槽为与相应管片同心的圆弧，所述凹槽上设置有密封垫圈。本实用新型通过在各接缝处设置密封垫圈、在管片内壁设置PVC板，密封性良好，避免了管内的水泄露至管外，造成环境污染，并且在管片的端面上设置衬垫，避免了盾构施工时，千斤顶直接与管片接触，损坏管片，确保了管片衬砌结构的寿命。

Description

一种用于深层排水隧道的盾构管片衬砌结构

技术领域

本实用新型属于土木工程技术领域，具体涉及一种用于深层排水隧道的盾构管片衬砌结构。

背景技术

随着城市的扩张和建设密度的加大，极高的人口密度和城市建设密度使得城市污染负荷迅速加大，雨季合流制地区的溢流污染(CSO)日益严重。对于一些降雨量大的城市，由于雨季频频出现“污水溢流”和“内涝”，其浅层敷设的合流制排水***在控制污染和缓解内涝方面广受热议，从这些方面来看，对于这些城市建设深层隧道排水***是必要的，当排水隧道采用盾构法施工时，需要使用圆形盾构管片。

而对于这些排水隧道的管片衬砌而言，不仅要承受自重以及外侧水土压力荷载，还要承受内部水压力的荷载。盾构隧道的衬砌结构一般由预制混凝土管片组合而成，与现浇混凝土衬砌相比，其特点是结构存在管片接头这样的结构不连续面以及结构内表面设有螺栓孔。一方面，当使用盾构法来修建输水隧洞时，因为输水隧洞承受内压，接头位置可能处于全截面受拉状态，由于管片接头处是结构的不连续面，刚度较管片本身小，会发生较大变形，且易导致管片接头处的开裂，造成漏水的严重后果；另一方面，输水隧洞要求衬砌内表面光滑，从而降低输水阻力，提高输水效率，而螺栓孔的存在，不仅会增大输水阻力，还会令管片受水流冲刷受损。因为，当使用盾构法修建输水隧洞时，以上两个方面是盾构管片结构设计时需要重点考虑的。

常用的深层排水隧道衬砌形式分为现浇混凝土衬砌、预应力混凝土衬砌、预制管片衬砌等。其中现浇混凝土衬砌适用于地质条件好、流速不大的高压输水隧洞中，且施工难度大；预应力混凝土衬砌由于需要对混凝土衬砌施加预压应力，施工工艺和质量要求高，施工工艺复杂。考虑到雨季频频出现“污水溢流”和“内涝”，排水量大等的特点，采用圆形预制管片衬砌结构才能满足施工和运维的要求。

现有的圆形预制管片衬砌结构若用于深层排水隧道中，其需要受到内、外两侧水的压力，并且需要避免片衬砌结构内部的水泄露，造成环境污染的问题。

实用新型内容

为了克服上述技术缺陷，本实用新型提供一种密封性良好、强度大的用于深层排水隧道的盾构管片衬砌结构。

为了解决上述问题，本实用新型按以下技术方案予以实现的：

本实用新型所述用于深层排水隧道的盾构管片衬砌结构，包括错缝拼装的若干环管片结构，所述环管片结构包括若干拼装的管片，所述管片为相互拼装的三个标准块、两个邻接块和一个封顶块，所述标准块拼装成下半环，所述邻接块分别拼装在所述标准块的两侧，所述封顶块拼装在所述邻接块之间；

所述管片的端面上均设置有一条以上的向内凹的凹槽；所述凹槽为与相应管片同心的圆弧，所述凹槽上设置有密封垫圈。

进一步地，所述凹槽包括靠近所述管片外壁的外侧凹槽、靠近所述管片内壁的内侧凹槽，所述密封垫圈包括设置在所述外侧凹槽内的外侧密封垫圈、设置在所述内侧凹槽内的内侧密封垫圈。

进一步地，所述管片内壁上设置有用于防水防腐的片材。

进一步地，所述片材为PVC板，所述PVC板与所述管片连接的一侧设置有T型定位部，所述T型定位部嵌入所述管片的混凝土固定；相邻两管片的PVC板通过热熔连接密封。

进一步地，所述管片为两侧楔形环，楔形量为48mm。

进一步地，相邻管片通过第一螺栓连接固定，所述环管片结构之间通过第二螺栓连接。

进一步地，所述管片上设置有用于容纳螺母的手孔；所述第一螺栓和第二螺栓均为弯螺栓，与所述弯螺栓配合的螺母与所述手孔接触的端面之间设置有密封圈。

进一步地，所述管片的厚度为300mm～400mm，优选350mm，弯螺栓孔的中心线与所述管片内壁的最大距离为130mm。

进一步地，所述管片的端面上还贴有防止盾构施工中千斤顶损坏管片的衬垫，所述衬垫上设置有使得螺栓通过的通孔。

进一步地，相邻管片之间设置有第一定位结构，相邻环管片结构之间设置有第二定位结构；

所述第一定位结构包括设置在一管片上的第一凸起缘和设置在其相邻管片上与所述第一凸起缘配合的第一内凹槽；

所述第二定位结构包括设置在一环管片结构上的第二凸起缘和设置在其相邻环管片结构上与所述第二凸起缘配合的第二内凹槽；

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、通过在管片的端面上设置密封垫圈，确保了管片衬砌结构的密封性，避免了管内侧的水泄露。

2、在弯螺栓两端设置密封圈，进一步增强了密封性，避免了管内侧的水泄露。

3、在管片内壁设置PVC板，防水防腐蚀，加强了密封性，同时避免了污水直接与管片接触，影响管片衬砌结构的寿命。

4、在管片的端面上设置衬垫，避免了盾构施工时，千斤顶直接与管片接触，损坏管片，确保了管片衬砌结构的寿命。

5、采用弯螺栓连接相邻的管片和相邻的环管片结构，降低了手孔面积，减少了管片的操作，确保了管片的强度要求。

6、采用双楔形的管片，楔形量为48mm，可以适应小半径区间盾构掘进。

7、在相邻的管片之间和相邻的环管片结构之间设置定位结构，确保工人能正确安装管片，同时提高了施工效率。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1是本实用新型所述用于深层隧道的盾构管片衬砌结构的装配示意图；

图2是本实用新型所述用于深层隧道的盾构管片衬砌结构的侧视图；

图3是本实用新型所述用于深层隧道的盾构管片衬砌结构的封顶块的结构示意图；

图4是本实用新型所述用于深层隧道的盾构管片衬砌结构的第一邻接块的结构示意图；

图5是本实用新型所述用于深层隧道的盾构管片衬砌结构的第二邻接块的结构示意图；

图6是本实用新型所述用于深层隧道的盾构管片衬砌结构的标准块的结构示意图；

图7是本实用新型所述用于深层隧道的盾构管片衬砌结构的相邻管片连接示意图；

图8是本实用新型所述用于深层隧道的盾构管片衬砌结构的PVC板安装示意图；

图9是本实用新型所述用于深层隧道的盾构管片衬砌结构的衬垫的安装示意图；

图10是本实用新型所述用于深层隧道的盾构管片衬砌结构的定位结构的示意图；

图中：1-管片，2-外侧密封垫圈，3-内侧密封垫圈，4-密封圈，5-手孔，6-弯螺栓，7-PVC板，8-封顶块，9-第一邻接块，10-第二邻接块，11-标准块，12-定位结构，13-衬垫。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1～图10所示，本实用新型所述用于深层排水隧道的盾构管片衬砌结构，包括错缝拼装的若干环管片结构，所述环管片结构包括相互拼装的若干管片1，所述管片1为三个标准块11、第一邻接块9、第二邻接块10和封顶块8，三个标准块11一一拼装形成下半环，所述第一邻接块9与下半环的一端拼装，所述第二邻接块10与下半环的另一端拼装，所述封顶块8拼装在第一邻接块9与第二邻接块10之间。所述管片1为双楔形的管片，楔形量为48mm，可以适应小半径区间盾构掘进。所述管片厚度为300mm～400mm，优选350mm，抗渗等级为p12，强度等级为c50，提高使用寿命。

所述管片1的端面上设置有靠近所述管片1外壁的外侧凹槽11、靠近所述管片内壁的内侧凹槽12，所述外侧凹槽11和所述内侧凹槽12为与所述管片1同心的圆弧。所述外侧凹槽11内设置有外侧密封垫圈2、所述内侧凹槽12上设置有内侧密封垫圈3。所述管片1的端面上还设置有衬垫13，所述衬垫13粘贴在所述管片1的端面上，所述管片1设有螺栓孔的位置不贴衬垫13或在所述衬垫13上开设通孔，所述衬垫13是为了防止盾构施工时，千斤顶直接与管片接触，从而损坏管片1，影响使用寿命的问题。所述衬垫为海绵等较软材料，同时起到密封的作用。

相邻管片1间通过弯螺栓6连接，相邻的环管片结构也是通过弯螺栓6连接，所述管片1上设置有用于旋转弯螺栓6两端的螺母的手孔5，所述螺母与所述手孔5接触面之间设置有密封圈4，避免了管内的污水经螺栓孔进入间缝，出现污水泄露的问题。弯螺栓孔的中心线的与所述管片内壁的最大距离为130mm。所述弯螺栓6为M24，8.8级的螺栓，环线采用12弯螺栓连接，纵向采用10根弯螺栓连接。

相邻管片1间设置有定位结构12，所述定位结构12包括设置在一管片端面的第一凸起缘和设置在其相邻的管片端面上并且与所述第一凸起缘配合的第一内凹槽。相邻的环管片结构之间设置有定位结构12，所述定位结构12包括设置在一环管片结构的第二凸起缘和设置在其相邻的环管片结构上并且与所述第二凸起缘配合的第二内凹槽。

由于雨水、污水具有腐蚀性，所述管片1的内壁上设置有防水防腐的片材，本实施例中的片材为PVC板7，所述PVC板7与所述管片1接触的表面伸出有T型定位部，所述T型定位部嵌入所述管片1中固定，相邻管片1的PVC板7的间隙通过热熔连接。所述PVC板7的厚度为1.5mm～2.5mm，优选2.0mm，所述PVC板7增加了管片衬砌结构的密封性，同时，腐蚀，延长管片衬砌结构的寿命。

本实用新型通过在各接缝处设置密封垫圈、在管片内壁设置PVC板，密封性良好，避免了管内的水泄露至管外，造成环境污染，并且在管片的端面上设置衬垫，避免了盾构施工时，千斤顶直接与管片接触，损坏管片，确保了管片衬砌结构的寿命。

本实施例所述用于深层隧道的盾构管片衬砌结构的其它结构参见现有技术。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，故凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种用于深层排水隧道的盾构管片衬砌结构，包括错缝拼装的若干环管片结构，所述环管片结构包括若干拼装的管片，其特征在于：

所述管片的端面上均设置有一条以上的向内凹的凹槽；所述凹槽为与相应管片同心的圆弧，所述凹槽上设置有密封垫圈。

2.根据权利要求1所述用于深层排水隧道的盾构管片衬砌结构，其特征在于：所述凹槽包括靠近所述管片外壁的外侧凹槽、靠近所述管片内壁的内侧凹槽，所述密封垫圈包括设置在所述外侧凹槽内的外侧密封垫圈、设置在所述内侧凹槽内的内侧密封垫圈。

3.根据权利要求2所述用于深层排水隧道的盾构管片衬砌结构，其特征在于：所述管片内壁上设置有用于防水防腐的片材。

4.根据权利要求3所述用于深层排水隧道的盾构管片衬砌结构，其特征在于：所述片材为PVC板，所述PVC板与所述管片连接的一侧设置有T型定位部，所述T型定位部嵌入所述管片的混凝土固定；相邻两管片的PVC板通过热熔连接密封。

5.根据权利要求1所述用于深层排水隧道的盾构管片衬砌结构，其特征在于：所述管片为两侧楔形环，楔形量为48mm。

6.根据权利要求1所述用于深层排水隧道的盾构管片衬砌结构，其特征在于：相邻管片通过第一螺栓连接固定，所述环管片结构之间通过第二螺栓连接。

7.根据权利要求6所述用于深层排水隧道的盾构管片衬砌结构，其特征在于：所述管片上设置有用于容纳螺母的手孔，所述第一螺栓和第二螺栓均为弯螺栓，与所述弯螺栓配合的螺母与所述手孔接触的端面之间设置有密封圈。

8.根据权利要求7所述用于深层排水隧道的盾构管片衬砌结构，其特征在于：所述管片的厚度为300mm～400mm，弯螺栓孔的中心线与所述管片内壁的最大距离为130mm。

9.根据权利要求1至8任一项所述用于深层排水隧道的盾构管片衬砌结构，其特征在于：所述管片的端面上还贴有防止盾构施工中千斤顶损坏管片的衬垫，所述衬垫上设置有使得螺栓通过的通孔。

10.根据权利要求9所述用于深层排水隧道的盾构管片衬砌结构，其特征在于：相邻管片之间设置有第一定位结构，相邻环管片结构之间设置有第二定位结构；

所述第一定位结构包括设置在一管片上的第一凸起缘和设置在其相邻管片上与所述第一凸起缘配合的第一内凹槽；

所述第二定位结构包括设置在一环管片结构上的第二凸起缘和设置在其相邻环管片结构上与所述第二凸起缘配合的第二内凹槽。