一种地铁隧道盾构管片

技术领域

本发明属于盾构技术领域，具体的说是一种地铁隧道盾构管片。

背景技术

盾构机是一种使用盾构法的隧道掘进机。盾构的施工法是掘进机在掘进的同时构建(铺设)隧道之“盾”(指支撑性管片)，它区别于敞开式施工法。国际上，广义盾构机也可以用于岩石地层，只是区别于敞开式(非盾构法)隧道掘进机。而在我国，习惯上将用于软土地层的隧道掘进机称为(狭义)盾构机，将用于岩石地层的称为(狭义)TBM。盾构机根据工作原理一般分为手掘式盾构，挤压式盾构，半机械式盾构(局部气压、全局气压)，机械式盾构(开胸式切削盾构，气压式盾构，泥水加压盾构，土压平衡盾构，混合型盾构，异型盾构)。

盾构机在对地下打通完隧道后需要使用盾构管片对隧道进行封装以使得隧道结构稳固提高地铁在行驶过程中的安全性，同时也是为了提高隧道的结构强度避免发生坍塌，现有技术对隧道进行封装是依靠盾构管片的装配以此实现圆管形封装，且盾构管片之间通常依靠直螺钉或弯曲螺钉进行固定，装配速度过慢，大大延长了工期，同时在遇到地震时，连接盾构管片的螺钉容易受到土层运动影响发生形变导致隧道发生局部坍塌或整段坍塌，进而造成大量的财产损失，同时也会对处在地铁内人们的生命安全造成威胁。

发明内容

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种地铁隧道盾构管片，包括一号管片，二号管片，三号管片和连接机构；所述三号管片呈弧形设置，三号管片水平放置在隧道的内部下表面，三号管片的两端通过切面滑动插接有二号管片，三号管片与二号管片的切面设置为从外向内倾斜；所述二号管片对称设在隧道的内部左右两侧，二号管片呈弧形设置，二号管片的上端通过切面滑动插接有一号管片，二号管片与一号管片的切面设置为从内向外侧倾斜呈八字状；所述一号管片与二号管片和三号管片之间插接形成圆环状。

相邻所述的一号管片之间通过连接机构固定连接；相邻所述的二号管片之间通过连接机构固定连接；相邻所述的三号管片之间通过连接机构固定连接；所述连接机构包括连接块，连接板，填充槽，卡块，转动板，挤压膜，弹性板，包覆轮和凸刺；所述连接块设置为弧形，连接块的横截面为内凸型，连接块可以拼接成圆环形，连接块的内端设在相邻两个一号管片，二号管片和三号管片之间，连接块的内表面两侧对称固定安装有连接板；两侧所述连接板分别固定插接在相邻两个一号管片，二号管片和三号管片的内部预留槽中，连接板设置为弧形，连接板的弧形与连接块的弧形设置为一致。

所述连接板的内部开设有填充槽；所述填充槽内密封填充有非牛顿流体。

所述二号管片内部连接板的两端固定安装有卡块；所述卡块的横截面设置为U型，卡块的前端设置为闭合状，卡块的后端设置为开口状，卡块内侧可以与一号管片和二号管片内部的连接板固定卡接。

所述卡块的两侧壁中通过扭簧对称铰接有转动板；所述转动板初始时内端向卡块内侧倾斜。

所述卡块的内端固定安装有挤压膜；所述挤压膜由阻尼橡胶材料制成，挤压膜的内侧包覆形成空腔，挤压膜的内侧空腔与弹性板内侧空腔连通；所述弹性板设置为弹性波纹板，弹性板的内端固定连接在铰接板的内端外表面，弹性板的外端固定连接在卡块的内端内壁上；所述转动板的内壁中固定安装有包覆轮；所述包覆轮的外表面均匀固定连接有凸刺；所述一号管片与三号管片中连接板的两端壁厚设置为越来越小，且壁中均匀开设有卡槽；使用时，即可先将三号管片水平铺设在隧道的内部下表面，接着通过切面在其两端推动插接进二号管片，当二号管片插接完成后即可通过两端二号管片上端的切面对一号管片进行插接，至此即可完成对管片的拼装，大幅缩减了安装流程，提高了安装效率，同时通过独特的切面使得一号管片，二号管片和三号管片之间相互固定卡接，利用重力使得一号管片对二号管片施压，二号管片对三号管片施压，即在安装完成后三个管片拼接而成的圆环形结构较为稳定，不易发生形变，大大提高了管片的结构强度，当一号管片，二号管片和三号管片插接完成后即可将连接块沿着管片壁中的预留槽进行插接，直至四块连接块插接完成形成圆环形，即可继续对下一组一号管片，二号管片和三号管片进行安装，即使得安装完成后的管片之间均匀间隔处设有连接块，且连接块的两端内表面设置的连接板插接在相邻的两个一号管片，二号管片和三号管片的壁中，即使得管片在安装完成后形成一个整体难以被单个拔除，大幅降低了发生地震时管片发生坍塌的情况产生，同时在地震发生导致土层产生震动形变时还会对管片产生一股瞬间扭曲力，即使得连接块处受到一定的拉扯力，此时因连接块内部连接板的内部填充有非牛顿流体，所以当管片受到瞬间的扭曲力时还能使得非牛顿流体瞬间固化，进而使得在遇到地震时管片之间的连接强度被进一步增加，即进一步避免管片发生坍塌的情况，同时还能够保证管片之间不发生错位，以使得在行驶中的地铁还可以继续前进直至抵达站点，大幅提高了车内乘员的生还几率，同时当在对连接块进行插接时，一号管片和三号管片中的连接板会插接进二号管片中连接板两端的卡块中，因卡块的两侧壁中通过扭簧对称铰接有转动板，转动板初始时内端向卡块内侧倾斜，同时卡块的内端固定安装有挤压膜，挤压膜由阻尼橡胶材料制成，挤压膜的内侧包覆形成空腔，挤压膜的内侧空腔与弹性板内侧空腔连通，所以当卡接完成后一号管片与三号管片中的连接板会对卡块中的挤压膜产生挤压，进而使得卡块中的转动板向内侧转动与其贴合紧密，因转动板的内壁中固定安装有包覆轮，包覆轮的外表面均匀固定连接有凸刺，且一号管片与三号管片中连接板的两端壁厚设置为越来越小，且壁中均匀开设有卡槽，所以当插接完成后挤压膜会受到挤压从而推动转动板往内侧转动，使得转动板壁中包覆轮上的凸刺卡接进卡槽中，从而使得安装完成后连接板即难以分离，进一步提高管片整体的结构强度。

本发明的有益效果如下：

1.通过独特的切面使得一号管片，二号管片和三号管片之间相互固定卡接，利用重力使得一号管片对二号管片施压，二号管片对三号管片施压，即在安装完成后三个管片拼接而成的圆环形结构较为稳定，不易发生形变，大大提高了管片的结构强度。

2.当一号管片，二号管片和三号管片插接完成后即可将连接块沿着管片壁中的预留槽进行插接，直至四块连接块插接完成形成圆环形，即可继续对下一组一号管片，二号管片和三号管片进行安装，即使得安装完成后的管片之间均匀间隔处设有连接块，且连接块的两端内表面设置的连接板插接在相邻的两个一号管片，二号管片和三号管片的壁中，即使得管片在安装完成后形成一个整体难以被单个拔除，大幅降低了发生地震时管片发生坍塌的情况产生。

3.在地震发生导致土层产生震动形变时还会对管片产生一股瞬间扭曲力，即使得连接块处受到一定的拉扯力，此时因连接块内部连接板的内部填充有非牛顿流体，所以当管片受到瞬间的扭曲力时还能使得非牛顿流体瞬间固化，进而使得在遇到地震时管片之间的连接强度被进一步增加，即进一步避免管片发生坍塌的情况，同时还能够保证管片之间不发生错位，以使得在行驶中的地铁还可以继续前进直至抵达站点，大幅提高了车内乘员的生还几率。

4.当在对连接块进行插接时，一号管片和三号管片中的连接板会插接进二号管片中连接板两端的卡块中，因卡块的两侧壁中通过扭簧对称铰接有转动板，转动板初始时内端向卡块内侧倾斜，同时卡块的内端固定安装有挤压膜，挤压膜由阻尼橡胶材料制成，挤压膜的内侧包覆形成空腔，挤压膜的内侧空腔与弹性板内侧空腔连通，所以当卡接完成后一号管片与三号管片中的连接板会对卡块中的挤压膜产生挤压，进而使得卡块中的转动板向内侧转动与其贴合紧密，因转动板的内壁中固定安装有包覆轮，包覆轮的外表面均匀固定连接有凸刺，且一号管片与三号管片中连接板的两端壁厚设置为越来越小，且壁中均匀开设有卡槽，所以当插接完成后挤压膜会受到挤压从而推动转动板往内侧转动，使得转动板壁中包覆轮上的凸刺卡接进卡槽中，从而使得安装完成后连接板即难以分离，进一步提高管片整体的结构强度。

附图说明

图1是本发明的主视图；

图2是本发明的横剖图；

图3是本发明的侧剖图；

图4是本发明卡块的结构示意图；

图5是本发明图4中A处的局部放大图；

图6是本发明连接板的结构示意图；

图中：一号管片1，二号管片2，三号管片3，连接机构4，连接块41，连接板42，填充槽43，卡块44，转动板45，挤压膜46，弹性板47，包覆轮48，凸刺49，卡槽5。

具体实施方式

使用图1-图6对本发明一实施方式的一种地铁隧道盾构管片进行如下说明。

如图1-图6所示，本发明所述的一种地铁隧道盾构管片，包括一号管片1，二号管片2，三号管片3和连接机构4；所述三号管片3呈弧形设置，三号管片3水平放置在隧道的内部下表面，三号管片3的两端通过切面滑动插接有二号管片2，三号管片3与二号管片2的切面设置为从外向内倾斜；所述二号管片2对称设在隧道的内部左右两侧，二号管片2呈弧形设置，二号管片2的上端通过切面滑动插接有一号管片1，二号管片2与一号管片1的切面设置为从内向外侧倾斜呈八字状；所述一号管片1与二号管片2和三号管片3之间插接形成圆环状。

相邻所述的一号管片1之间通过连接机构4固定连接；相邻所述的二号管片2之间通过连接机构4固定连接；相邻所述的三号管片3之间通过连接机构4固定连接；所述连接机构4包括连接块41，连接板42，填充槽43，卡块44，转动板45，挤压膜46，弹性板47，包覆轮48和凸刺49；所述连接块41设置为弧形，连接块41的横截面为内凸型，连接块41可以拼接成圆环形，连接块41的内端设在相邻两个一号管片1，二号管片2和三号管片3之间，连接块41的内表面两侧对称固定安装有连接板42；两侧所述连接板42分别固定插接在相邻两个一号管片1，二号管片2和三号管片3的内部预留槽中，连接板42设置为弧形，连接板42的弧形与连接块41的弧形设置为一致。

所述连接板42的内部开设有填充槽43；所述填充槽43内密封填充有非牛顿流体。

所述二号管片2内部连接板42的两端固定安装有卡块44；所述卡块44的横截面设置为U型，卡块44的前端设置为闭合状，卡块44的后端设置为开口状，卡块44内侧可以与一号管片1和二号管片2内部的连接板42固定卡接。

所述卡块44的两侧壁中通过扭簧对称铰接有转动板45；所述转动板45初始时内端向卡块44内侧倾斜。

所述卡块44的内端固定安装有挤压膜46；所述挤压膜46由阻尼橡胶材料制成，挤压膜46的内侧包覆形成空腔，挤压膜46的内侧空腔与弹性板47内侧空腔连通；所述弹性板47设置为弹性波纹板，弹性板47的内端固定连接在铰接板的内端外表面，弹性板47的外端固定连接在卡块44的内端内壁上；所述转动板45的内壁中固定安装有包覆轮48；所述包覆轮48的外表面均匀固定连接有凸刺49；所述一号管片1与三号管片3中连接板42的两端壁厚设置为越来越小，且壁中均匀开设有卡槽5；使用时，即可先将三号管片3水平铺设在隧道的内部下表面，接着通过切面在其两端推动插接进二号管片2，当二号管片2插接完成后即可通过两端二号管片2上端的切面对一号管片1进行插接，至此即可完成对管片的拼装，大幅缩减了安装流程，提高了安装效率，同时通过独特的切面使得一号管片1，二号管片2和三号管片3之间相互固定卡接，利用重力使得一号管片1对二号管片2施压，二号管片2对三号管片3施压，即在安装完成后三个管片拼接而成的圆环形结构较为稳定，不易发生形变，大大提高了管片的结构强度，当一号管片1，二号管片2和三号管片3插接完成后即可将连接块41沿着管片壁中的预留槽进行插接，直至四块连接块41插接完成形成圆环形，即可继续对下一组一号管片1，二号管片2和三号管片3进行安装，即使得安装完成后的管片之间均匀间隔处设有连接块41，且连接块41的两端内表面设置的连接板42插接在相邻的两个一号管片1，二号管片2和三号管片3的壁中，即使得管片在安装完成后形成一个整体难以被单个拔除，大幅降低了发生地震时管片发生坍塌的情况产生，同时在地震发生导致土层产生震动形变时还会对管片产生一股瞬间扭曲力，即使得连接块41处受到一定的拉扯力，此时因连接块41内部连接板42的内部填充有非牛顿流体，所以当管片受到瞬间的扭曲力时还能使得非牛顿流体瞬间固化，进而使得在遇到地震时管片之间的连接强度被进一步增加，即进一步避免管片发生坍塌的情况，同时还能够保证管片之间不发生错位，以使得在行驶中的地铁还可以继续前进直至抵达站点，大幅提高了车内乘员的生还几率，同时当在对连接块41进行插接时，一号管片1和三号管片3中的连接板42会插接进二号管片2中连接板42两端的卡块44中，因卡块44的两侧壁中通过扭簧对称铰接有转动板45，转动板45初始时内端向卡块44内侧倾斜，同时卡块44的内端固定安装有挤压膜46，挤压膜46由阻尼橡胶材料制成，挤压膜46的内侧包覆形成空腔，挤压膜46的内侧空腔与弹性板47内侧空腔连通，所以当卡接完成后一号管片1与三号管片3中的连接板42会对卡块44中的挤压膜46产生挤压，进而使得卡块44中的转动板45向内侧转动与其贴合紧密，因转动板45的内壁中固定安装有包覆轮48，包覆轮48的外表面均匀固定连接有凸刺49，且一号管片1与三号管片3中连接板42的两端壁厚设置为越来越小，且壁中均匀开设有卡槽5，所以当插接完成后挤压膜46会受到挤压从而推动转动板45往内侧转动，使得转动板45壁中包覆轮48上的凸刺49卡接进卡槽5中，从而使得安装完成后连接板42即难以分离，进一步提高管片整体的结构强度。

具体工作流程如下：

使用时，即可先将三号管片3水平铺设在隧道的内部下表面，接着通过切面在其两端推动插接进二号管片2，当二号管片2插接完成后即可通过两端二号管片2上端的切面对一号管片1进行插接，至此即可完成对管片的拼装，大幅缩减了安装流程，提高了安装效率，同时通过独特的切面使得一号管片1，二号管片2和三号管片3之间相互固定卡接，利用重力使得一号管片1对二号管片2施压，二号管片2对三号管片3施压，即在安装完成后三个管片拼接而成的圆环形结构较为稳定，不易发生形变，大大提高了管片的结构强度，当一号管片1，二号管片2和三号管片3插接完成后即可将连接块41沿着管片壁中的预留槽进行插接，直至四块连接块41插接完成形成圆环形，即可继续对下一组一号管片1，二号管片2和三号管片3进行安装，即使得安装完成后的管片之间均匀间隔处设有连接块41，且连接块41的两端内表面设置的连接板42插接在相邻的两个一号管片1，二号管片2和三号管片3的壁中，即使得管片在安装完成后形成一个整体难以被单个拔除，大幅降低了发生地震时管片发生坍塌的情况产生，同时在地震发生导致土层产生震动形变时还会对管片产生一股瞬间扭曲力，即使得连接块41处受到一定的拉扯力，此时因连接块41内部连接板42的内部填充有非牛顿流体，所以当管片受到瞬间的扭曲力时还能使得非牛顿流体瞬间固化，进而使得在遇到地震时管片之间的连接强度被进一步增加，即进一步避免管片发生坍塌的情况，同时还能够保证管片之间不发生错位，以使得在行驶中的地铁还可以继续前进直至抵达站点，大幅提高了车内乘员的生还几率，同时当在对连接块41进行插接时，一号管片1和三号管片3中的连接板42会插接进二号管片2中连接板42两端的卡块44中，因卡块44的两侧壁中通过扭簧对称铰接有转动板45，转动板45初始时内端向卡块44内侧倾斜，同时卡块44的内端固定安装有挤压膜46，挤压膜46由阻尼橡胶材料制成，挤压膜46的内侧包覆形成空腔，挤压膜46的内侧空腔与弹性板47内侧空腔连通，所以当卡接完成后一号管片1与三号管片3中的连接板42会对卡块44中的挤压膜46产生挤压，进而使得卡块44中的转动板45向内侧转动与其贴合紧密，因转动板45的内壁中固定安装有包覆轮48，包覆轮48的外表面均匀固定连接有凸刺49，且一号管片1与三号管片3中连接板42的两端壁厚设置为越来越小，且壁中均匀开设有卡槽5，所以当插接完成后挤压膜46会受到挤压从而推动转动板45往内侧转动，使得转动板45壁中包覆轮48上的凸刺49卡接进卡槽5中，从而使得安装完成后连接板42即难以分离，进一步提高管片整体的结构强度。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。