一种组合式管片接缝连接结构及连接方法

技术领域

本发明涉及盾构隧道工程领域，尤其涉及一种组合式管片接缝连接结构及连接方法。

背景技术

盾构法作为隧道施工的一种全机械施工方法，主要靠数块管片拼装组成闭合环形结构，形成受力体系。目前国内盾构隧道中，普遍采用螺栓作为管片纵向接缝和环向接缝的连接构件，通过螺栓紧固实现管片之间的连接。

螺栓连接的管片接头刚度相对较小，单一螺栓连接的接头刚度不能很好地适应超大直径盾构隧道的连接要求。而同时，管片快速拼装接头以其精准快速的拼装、接头刚度大等特点在国外，特别是日本，得到了广泛的应用，但其对管片预制及拼装精度要求较高。

当盾构隧道管片厚度较厚(≥70cm)或所需的接头刚度较大时，目前常用的管片接缝螺栓连接方式可能存在刚度不足，管片整体性较差的问题。若采用快速拼装接头，则会较大程度的增加管片预制精度，增加施工难度及接头连接件投资。

因此有必要设计一种组合式管片接缝连接结构及连接方法，以克服上述问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种组合式管片接缝连接结构及连接方法，本发明至少解决了现有技术中的部分问题。

本发明是这样实现的：

本发明提供一种组合式管片接缝连接结构，包括设于盾构隧道内的若干管片，相邻两管片间通过螺栓和快速拼装接头相连。

进一步地，所述快速拼装接头设于管片外侧，所述螺栓设于管片内侧。

进一步地，沿盾构隧道长度方向，快速拼装接头采用插入式雌雄接头，所述管片的一端设有雄接头，所述管片的另一端设有与所述雄接头对应配合插接的雌接头。

进一步地，所述雄接头和所述雌接头均通过锚固件锚固于所述管片内，沿盾构隧道长度方向，所述管片的两端均开设有第一凹槽，所述雄接头和所述雌接头预埋于对应的第一凹槽内。

进一步地，沿盾构隧道周向，快速拼装接头采用滑入式接头，所述管片的一端设有T接头，所述管片的另一端设有与所述T接头对应配合滑入式连接的C接头，T接头沿盾构隧道长度方向滑入所述C接头内实现两者间的连接。

进一步地，所述T接头和所述C接头均通过锚固件锚固于所述管片内，所述管片开设有收容C接头的第二凹槽，所述C接头预埋于所述第二凹槽内，所述C接头上开设有供T接头滑入相连的C型凹槽。

进一步地，所述螺栓与所述快速拼装接头间具有一定距离。

本发明还提供一种组合式管片接缝连接方法，其特征在于：盾构隧道内，相邻两管片之间的连接采用螺栓+快速拼装接头两种方式的组合连接，管片内侧采用螺栓连接，管片外侧采用快速拼装接头连接。

进一步地，沿盾构隧道长度方向，相邻两管片间的环向接缝采用螺栓连接+插入式雌雄接头两种方式的组合连接，螺栓连接位于管片内侧，插入式雌雄接头位于管片外侧，沿盾构隧道周向，相邻两管片间的纵向接缝采用螺栓连接+滑入式接头两种方式的组合连接，螺栓连接位于管片内侧，滑入式接头位于管片外侧。

进一步地，衬砌管片进行拼装时，通过定位，盾构管片外侧快速拼装接头先拼接，管片拼装完成后，在隧道内部进行螺栓连接紧固。

本发明具有以下有益效果：

本发明提出的组合式连接构造：管片内侧，使用传统螺栓进行连接；管片外侧采用快速拼装接头。通过快速拼装接头和螺栓两种连接方式的组合，解决了单一类型连接方式可能存在的接头刚度不足问题，提升了管片的连接刚度，改善大直径盾构隧道的整体受力性能。此外，本发明提出的结构构造可以实现模块化生产，并且安装简便快捷，不因增加接头类型而降低拼装效率。

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，下面描述中的附图仅仅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它的附图。

图1为本发明实施例提供的采用插入式雌雄接头的组合式管片接缝连接结构示意图；

图2为本发明实施例提供的采用滑入式接头的组合式管片接缝连接结构示意图；

图3为本发明实施例提供的插入式雌雄接头未插接时的示意图；

图4为本发明实施例提供的插入式雌雄接头插接后的示意图；

图5为本发明实施例提供的滑入式接头未插接时的示意图；

图6为本发明实施例提供的滑入式接头插接后的示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图6，本发明实施例一提供一种组合式管片接缝连接结构，包括设于盾构隧道内的若干管片9，相邻两管片9间通过螺栓和快速拼装接头相连。所述快速拼装接头设于管片外侧10，所述螺栓设于管片内侧11，管片内侧即管片朝向隧道内的一侧，管片外侧即管片背离隧道的一侧。

沿盾构隧道长度方向(即盾构隧道轴向，也即盾构隧道纵向)，快速拼装接头采用插入式雌雄接头13，所述管片的一端设有雄接头1，所述管片的另一端设有与所述雄接头1对应配合插接的雌接头2。所述雄接头1和所述雌接头2均通过锚固件5锚固于所述管片9内，雄接头1和雌接头2均通过连接垫4和锚固件5相连，锚固件5预埋于管片9中，沿盾构隧道长度方向，所述管片9的两端均开设有第一凹槽3，所述雄接头1和所述雌接头2预埋于对应的第一凹槽3内。

沿盾构隧道周向(即盾构隧道环向)，快速拼装接头采用滑入式接头14，所述管片的一端设有T接头6，所述管片的另一端设有与所述T接头6对应配合滑入式连接的C接头7，T接头6沿盾构隧道长度方向滑入所述C接头7内实现两者间的连接。所述T接头6和所述C接头7均通过锚固件5锚固于所述管片9内，所述管片9上开设有收容C接头7的第二凹槽8，所述C接头7预埋于所述第二凹槽8内，所述C接头7上开设有供T接头6滑入相连的C型凹槽。

本发明实施例二提供一种组合式管片接缝连接方法：盾构隧道内，相邻两管片之间的连接采用螺栓+快速拼装接头两种方式的组合连接，管片内侧采用螺栓连接，管片外侧采用快速拼装接头连接。衬砌管片进行拼装时，通过定位，盾构管片外侧快速拼装接头先拼接，管片拼装完成后，在隧道内部进行螺栓连接紧固。

沿盾构隧道长度方向，相邻两管片9间的环向接缝采用螺栓连接12+插入式雌雄接头13两种方式的组合连接，螺栓连接位于管片内侧，插入式雌雄接头位于管片外侧，沿盾构隧道周向，相邻两管片9间的纵向接缝采用螺栓连接12+滑入式接头14两种方式的组合连接，螺栓连接位于管片内侧，滑入式接头位于管片外侧。

本发明结合螺栓连接和快速拼装接头的构造及受力特点，提出一种组合式连接构造：管片内侧，使用传统螺栓进行连接；管片外侧采用快速拼装接头。通过快速拼装接头和螺栓两种连接方式的组合，提升管片的连接刚度，改善超大直径盾构隧道的整体受力性能。

管片之间的连接采用螺栓+快速拼装接头两种方式的组合连接，其内侧采用螺栓连接，外侧采用快速拼装接头连接。

管片外侧的快速拼装接头不局限于所述滑入式或插入式，也可根据具体情况选择暗销式、滑动锁式等其他方式，建议环缝采用插入式雌雄接头，纵缝采用滑入式接头。

附图3-4仅列举了一种可行的插入式雌雄接头构造，其通过雄接头1和雌接头2的相互锁扣实现快速卡接，接头通过锚固件5在管片中可靠锚固。

附图5-6仅列举了一种可行的滑入式接头构造，其通过T接头6和C接头7的纵向滑入实现快速连接，接头通过锚固件5在管片中可靠锚固。

根据管片厚度，上述螺栓连接可以选用弯螺栓、直螺栓或斜螺栓的一种。

上述螺栓连接应当与外部快速拼装接头保持一定净距，避免两者的相互影响。

管片环、纵缝面上的滑入式或插入式快速接头的数量与其内侧的螺栓连接数量相互独立，无需一一对应，可根据具体情况设置。

如图1所示，管片环缝采用螺栓连接和插入式雌雄接头组合的方式对环与环之间的管片进行连接，其中，螺栓连接位于管片内侧，雌雄接头位于管片外侧。

上述插入式雌雄接头由雄接头1和雌接头2组成，分别预埋于管片对接面的第一凹槽3中，雄接头1通过连接垫4和锚固件5相连，锚固件5预埋于管片中，雌接头2同样通过对应的连接垫4和锚固件5相连，锚固件5预埋于管片中。

如图3-图4，上述雄接头1为蘑菇头型，雌接头2为卡爪形，卡爪具有一定的张开性，雄接头1沿着盾构轴向插入雌接头2，雌接头2相应卡住雄接头1。

如图2所示，管片纵缝采用螺栓连接和滑入式接头组合的方式对环向管片进行连接，其中，螺栓连接位于管片内侧，滑入式接头位于管片外侧。

如图5-图6，滑入式接头由T接头6和C接头7组成，T接头6和C接头7分别通过锚固件5预埋于管片中。

上述C接头7预埋于管片纵缝面的第二槽口8内，T接头6通过滑入C接头7实现两者连接。

衬砌管片进行拼装时，通过定位，盾构管片外侧快速拼装接头先拼接，管片拼装成环后，在隧道内部进行螺栓连接紧固。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。