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一种预制隧道

文献发布时间:2023-06-19 09:30:39


一种预制隧道

技术领域

本发明涉及地下隧道工程技术领域,更具体地说,涉及一种预制隧道。

背景技术

隧道是很多城市送电线路工程建设的重要通道形式,其满足城市绿色环保生存空间与高标准景观的需求,具有良好的安全性、可靠性等特点。预制隧道符合建筑标准设计、工业化制作、装配化安装和机械化施工的要求和目标,相较于现浇隧道具有施工速度快、周期短、质量可靠、环境影响较小等优点。

目前预制隧道环缝接头主要采用平接和承插口的形式。隧道管节环缝承插口连接相较平接具有更好的抗剪性能,目前承插口采用混凝土材料,与管节共同预制形成,但由于混凝土材料延性较差,会导致结构发生脆性破坏,影响了预制隧道的抗剪能力。

而且,现有承插口的布置为周边连续的整体性插口和承口,易发生环缝处破坏,进而引起管节漏水和管节变形进而引起地表过大变形问题。此外,部分工程中会在承插口基础上设置抗剪键,以采用螺栓和插销居多,需要施工现场进行安装,增加了施工工期。

综上所述,如何提供一种预制隧道,以提高抗剪能力,是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此,本发明的目的在于提供一种预制隧道,以提高抗剪能力。

为了达到上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种预制隧道,包括沿隧道长度方向依次连接的多段混凝土管节,所述混凝土管节的第一端设置有凸口榫,所述混凝土管节的第二端设置有凹口榫;相邻两段所述混凝土管节中,其中一者上的凸口榫能够与另一者上的凹口榫固定套接;

其中,所述凸口榫和凹口榫的延性均大于所述混凝土管节的延性。

优选的,上述预制隧道中,所述凸口榫和所述凹口榫均为多个并能够一一对应,且分别沿所述混凝土管节的周向间隔布置。

优选的,上述预制隧道中,所述凹口榫预埋在所述混凝土管节的第二端;

所述混凝土管节的第一端预埋有凸口套筒,所述凸口榫能够拆卸地内套于所述凸口套筒。

优选的,上述预制隧道中,所述凸口榫、所述凸口套筒和所述凹口榫均为铸铁件或钢件。

优选的,上述预制隧道中,所述凸口套筒和所述凹口榫在所述混凝土管节上的周向位置一一对应。

优选的,上述预制隧道中,所述凸口榫的凸口形状和所述凹口榫的凹口形状相同。

优选的,上述预制隧道中,所述混凝土管节上在受应力较大位置布置的凸口榫个数多于受应力较小位置的凸口榫个数,或者在受应力较大位置布置的凸口榫规格大于受应力较小位置的凸口榫规格。

优选的,上述预制隧道中,所述混凝土管节的端部内圈和外圈均设置有环形止水带。

优选的,上述预制隧道中,所述混凝土管节的四个连接角处均设置有用于穿引预应力筋的预应力筋孔道。

优选的,上述预制隧道中,还包括检测所述凸口榫和所述凹口榫受到的应力的传感器,当达到预设应力警戒值时,所述传感器发出警示。

从上述的技术方案可以看出,本发明提供的预制隧道包括沿隧道长度方向依次连接的多段混凝土管节,混凝土管节的第一端设置有凸口榫,混凝土管节的第二端设置有凹口榫;相邻两段混凝土管节中,其中一者上的凸口榫能够与另一者上的凹口榫固定套接;其中,凸口榫和凹口榫的延性均大于混凝土管节的延性。

本发明提供的预制隧道相邻的两段混凝土管节之间即预制隧道的环缝处,利用凸口榫和凹口榫作为环缝接头,通过凸口榫和凹口榫的固定套接实现预制隧道环缝处的抗剪,由于凸口榫和凹口榫的延性均大于混凝土管节的延性,所以预制隧道环缝处不易发生脆性破坏,提高了抗剪能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的预制隧道的凸口榫布置示意图;

图2是本发明实施例提供的预制隧道的凹口榫布置示意图;

图3是本发明实施例提供的相邻两段所述混凝土管节沿图1中A-A线的装配剖视图;

图4是本发明实施例提供的凸口榫位置的局部放大图;

图5是本发明实施例提供的凹口榫位置的局部放大图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种预制隧道,提高了抗剪能力。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

请参考附图1-5,本发明实施例提供的预制隧道包括沿隧道长度方向依次连接的多段混凝土管节3,混凝土管节3的第一端设置有凸口榫1,混凝土管节3的第二端设置有凹口榫2;相邻两段混凝土管节3中,其中一者上的凸口榫1能够与另一者上的凹口榫2固定套接;其中,凸口榫1和凹口榫2的延性均大于混凝土管节3的延性。

本发明实施例提供的预制隧道相邻的两段混凝土管节3之间即预制隧道的环缝处,利用凸口榫1和凹口榫2作为环缝接头,通过凸口榫1和凹口榫2的固定套接实现预制隧道环缝处的抗剪,由于凸口榫1和凹口榫2的延性均大于混凝土管节3的延性,所以预制隧道环缝处不易发生脆性破坏,提高了抗剪能力。

优选的,凸口榫1和凹口榫2均为多个并能够一一对应,且分别沿混凝土管节3的周向间隔布置。预制隧道环缝处的凸口榫1和凹口榫2间隔布置,此时,预制隧道环缝处的接头形式采用间隔式凹凸榫构件协同工作进行抗剪,隧道预制管节可进行标准化设计,提高管节预制化程度,不同环缝有针对性设计排布凸口位置与数量,施工容错能力强。

该接头形式采用凸口榫1和凹口榫2局部构件取代原有的混凝土部分,且将采用间隔性凹凸榫,增加了参与抗剪受力的凹凸榫面积,能有效降低凹凸榫处混凝土应力值,保证正常使用工作中避免环缝处发生延性破坏,使得工程人员能及时对环缝进行加固。

上述预制隧道中,凹口榫2预埋在混凝土管节3的第二端;混凝土管节3的第一端预埋有凸口套筒6,凸口榫1能够拆卸地内套于凸口套筒6。

混凝土管节3在工厂浇筑预制时根据设计要求在第一端和第二端的连接面分别预埋凹口榫2和凸口套筒6,凹口榫2和凸口套筒6位置一一对应,然后根据设计安装凸口榫1至凸口套筒6。凸口榫1和凹口榫2的共同作用起到抗剪作用。

需要说明的是,每段混凝土管节3预留的凹凸榫数量和位置相同,可根据不同环缝抗剪要求进行凸口数量和布置的安装设计,凸口安装具有可拆卸性。

本实施例中,凸口榫1通过凸口套筒6与混凝土管节3部分连接,凸口套筒6为管节浇筑时预埋件;凹口榫2在管节浇筑时预埋设置,方便加工;当然,本申请还可以在混凝土管节3浇筑完成后通过后期加工固定在混凝土管节3的两端。

本发明的预制隧道整个隧道管节可采用同一模板预制的管节,预留相同的凸口榫1安装孔(通过凸口套筒6实现)和凹口榫2,提高了管节的预制化程度,设计人员可根据荷载情况进行环缝接头针对性设计,各环缝可采用不同凸口榫1的数量进行布置,相较于抗剪键螺栓和插销需施工现场安装,可拆卸凸口榫1在工厂预制中即可安装完成,节省施工现场时间。

预制隧道的形状不受限制,可采用矩形、环形等,管节环缝处凹凸榫预埋件的整体布置以及凹凸榫的尺寸可根据实际工程进行标准化设计,仅需调整各个环缝处凹凸榫的数量,使其达到抗剪设计要求,同时,也能根据现场的实际条件,调整凹凸榫的具体位置,提高安装的便捷程度,提高接头的受力性能。

进一步的,凸口榫1、凸口套筒6和凹口榫2均为铸铁件或钢件。本实施例中,凸口榫1、凸口套筒6和凹口榫2均采用铸铁/钢制构件,套筒为管节浇筑时预埋件,强度较好,能够达到较好的抗剪能力。当然,上述各部件还可以采用其他延性较好、可以机加工的材料。

为了方便装配,凸口套筒6和凹口榫2在混凝土管节3上的周向位置一一对应。这样一来,方便两段混凝土管节3的拼装。当然,凸口套筒6和凹口榫2在混凝土管节3上的周向位置还可以交错设置。

如图4-5所示,为了便于拼装施工,凸口榫1的凸口和凹口榫2的凹槽的形状需相适应,且之间留有较小的缝隙,凹槽的尺寸略大于凸口尺寸,从而实现凸口榫1能够与凹口榫2固定套接。

为了实现更好的固定强度,凸口榫1的凸口形状和凹口榫2的凹口形状相同,这样一来,凸口榫1与凹口榫2固定套接后两者的连接面积最大。其中凹凸榫的形状不受限制,可为任何合理形状,可采用圆台形、圆柱形、矩形、棱台形、梭形等。

优选的,混凝土管节3上在受应力较大位置布置的凸口榫1个数多于受应力较小位置的凸口榫1个数,或者在受应力较大位置布置的凸口榫1规格大于受应力较小位置的凸口榫1规格;从而保证在受应力较大位置的抗剪能力较大,进而提高整体的抗剪性能。

具体的实施方式中,混凝土管节3的端部内圈和外圈均设置有环形止水带5。环形止水带5粘贴在混凝土管节3的端面上。如图1-2所示,凹凸榫两侧设置两道环形止水带5,多防线防水。止水带可采用防水橡胶材料,也可采用其他防水产品来提高环缝的防水性能。

混凝土管节3的四个连接角处均设置有用于穿引预应力筋的预应力筋孔道4。预留的预应力筋孔道4在施工时,穿引预应力筋,利用预应力筋将多段混凝土管节3连接为一个整体,从而形成预制隧道。本实施例利用四条预应力筋,提高了预制隧道的连接强度,当然,上述预应力筋孔道4也可以设置在其他位置,或者采用其他个数。

为了进一步优化上述技术方案,上述预制隧道还包括检测凸口榫1和凹口榫2受到的应力的传感器,当达到预设应力警戒值时,传感器发出警示。本发明利用传感器提示加固,避免发生进一步破坏及渗漏现象,提高了安全可靠性。

具体的,本发明实施例提供的预制隧道具体施工过程如下:

1)在工厂预制若干管节,凹口榫2、凸口套筒6预埋件位置及数量根据设计进行预制模板设置,组装好钢筋笼和预埋件,确保凹凸口位置一致,预留出预应力筋孔道4;

2)根据不同环缝设计受力要求,在相应位置的凸口套筒6安装所需数量的凸口榫1;

3)运至施工现场,安装好止水带,依次吊装管节到指定位置对接;

4)张拉预应力筋,将一定数量的管节通过预应力筋进行连接。

5)在凹凸榫构件处布置传感器进行预警,当达到警戒值时,可提示加固,避免发生进一步破坏及渗漏现象。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术分类

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