用于盾构隧道施工的十二边形管片及管片衬砌结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于盾构隧道施工的十二边形管片，十二边形管片的横向两端的边缘为两个共同呈“八”字形的长斜边，十二边形管片的纵向两侧边缘中横向长度较长的边缘的一端向另一端依次形成长横边、短斜边、内凹横边、短斜边、长横边，十二边形管片的纵向两侧边缘中横向长度较短的边缘的一端向另一端依次形成短横边、短斜边、内凹横边、短斜边、短横边。本实用新型专利技术还公开了一种采用十二边形管片组装的管片衬砌结构，相邻的十二边形管片之间相互嵌入限位。本实用新型专利技术采用特定形状的十二边形管片，其自身形状具有安装导向的功能，管片的定位很容易；本实用新型专利技术采用十二边形管片衬砌结构，能进行连续掘进和拼装，显著提高了施工效率和衬砌整体刚度。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种隧道管片及管片衬砌结构，尤其涉及一种用于盾构隧道施工的十二边形管片及管片衬砌结构。
技术介绍
随着中国铁路交通、城市地铁、水利水电、城市地下工程以及国防等的需要，隧道工程的建设得到了迅速的发展。特别是大量的越江越海隧道需要的盾构管片衬砌结构要求越来越高，不仅需要生产简单、安装快，还需要高强度，高防水性等特点。目前国内外所采用的管片有矩形管片、梯形管片、六边形管片、翼形管片、十四边形管片等。其中，矩形管片所需的模具多，需要标准块、连接块、封顶块几种模具，耗费成本高，且装配一般采用螺栓连接，施工速度慢；梯形管片、六边形管片以及十四边形管片都只需一种模具并且能够实现连续推进，但使用梯形管片、六边形管片以及十四边形管片进行装配，所得到的衬砌结构中管片之间的连接比较弱，且容易产生变形出现裂缝。因此，有必要设计一种便于生产、所需模具少、能够进行连续推进且刚度较大的管片及管片衬砌结构，以满足越来越多的隧道施工需求，特别是越江越海隧道的盾构施工需求。
技术实现思路
本技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种生产简单、所需模具少、能够进行连续推进且刚度较大的用于盾构隧道施工的十二边形管片及管片衬砌结构。本技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种用于盾构隧道施工的十二边形管片，以隧道轴向为纵向、与隧道轴向 垂直的方向为横向，所述十二边形管片的横向两端的边缘为两个共同呈“八”字形的长斜边，两个等长的所述长斜边对称分布于所述十二边形管片的纵向中轴线的两侧，所述十二边形管片的纵向两侧边缘的中部内凹，所述十二边形管片的纵向两侧边缘中横向长度较长的边缘的一端向另一端依次形成长横边、短斜边、内凹横边、短斜边、长横边，所述十二边形管片的纵向两侧边缘中横向长度较短的边缘的一端向另一端依次形成短横边、短斜边、内凹横边、短斜边、短横边，四个等长的短斜边分别两两对称分布于所述十二边形管片的纵向中轴线的两侧和横向中轴线的两侧，两个等长的所述内凹横边对称分布于所述十二边形管片的横向中轴线的两侧，两个等长的所述长横边对称分布于所述十二边形管片的纵向中轴线的两侧，两个等长的所述短横边对称分布于所述十二边形管片的纵向中轴线的两侧，两个所述长斜边、两个所述内凹横边、两个所述长横边、两个所述短横边和四个所述短斜边共同构成所述十二边形管片的十二个边。进一步，所述十二边形管片的纵向两侧边缘中横向长度较短的边缘所在的端面设有插销或销孔，所述十二边形管片的纵向两侧边缘中横向长度较长的边缘所在的端面设有与所述插销或销孔配套且一一对应的销孔或插销。这种结构可以方便地进行纵向拼装，并减少管片手孔数量。作为优选，所述插销的内端与置于管片本体内的插销预制接头钢构件连接，所述插销预制接头钢构件与置于该管片本体内的钢筋连接，所述插销的前段靠近前端的位置设有环槽；所述销孔内安装有销孔预制接头钢构件，所述销孔预制接头钢构件与置于管片本体内的钢筋连接，所述销孔预制接头钢构件设有空腔，所述空腔的底部两侧对称安装有两个套筒，所述套筒内安装有圆柱，所述套筒与所述圆柱之间设有空隙且通过只能单向旋转的局部锯齿相互配合，所述 圆柱上设有分别穿过所述套筒上的通孔的第一传动条和第二传动条，所述第一传动条靠近所述空腔的底部，所述第二传动条靠近所述空腔的腔壁且所述第二传动条的端头设有能够置于所述插销的环槽内的凸块，两个所述第一传动条、两个所述第二传动条、两个所述凸块均以所述空腔的轴向中心线为中心线对称分布，所述圆柱相对于所述套筒的安装位置满足以下要求：在所述插销插入所述空腔内之前，两个所述第一传动条和两个所述第二传动条分别呈“八”字形，在所述插销插入所述空腔内并接触底部之后，两个所述第一传动条位于同一平面，两个所述第二传动条相互平行。这种销孔结构和插销结构能够实现插销和销孔之间的紧密配合和快速锁定。为了对圆柱进行更好的限位，所述套筒的内壁上设有两个对称分布的支撑凸柱，两个所述支撑凸柱顶住所述圆柱以实现限位。根据需要，所述长横边与所述短横边的长度之和等于所述内凹横边的长度；所述十二边形管片为横向弧形结构或平板结构，一般为横向弧形结构。说明：所述十二边形管片为横向弧形结构时，上述十二边形管片中的十二边形其实是管片边缘投射于同一平面后形成十二边形的意思，因为管片为弧形，管片本身的边缘并不能连接为十二边形，但为了便于表述，本行业和本技术中均直接称为十二边形管片。一种采用十二边形管片组装的管片衬砌结构，横向相邻且横向中轴线重合的两个所述十二边形管片的相邻长斜边相互契合；纵向相邻的多个所述十二边形管片中，上方横向相邻的两个所述十二边形管片的下部的相互靠近的长横边与短横边所在端面置于下方的所述十二边形管片的上部的内凹横边所在的凹槽内，下方横向相邻的两个所述十二边形管片的上部的相互靠近的长横边与短横边所在端面置于上方的所述十二边形管片的下部的内凹横边所在的凹槽内。本技术的有益效果在于：本技术采用特定形状的十二边形管片，其自身形状具有安装导向的功能，管片的定位很容易；本技术采用十二边形管片衬砌结构，管片的纵向采用轴向的插销，管片装配成环状衬砌的速度较快，并且能进行连续掘进和拼装，显著提高了施工效率，管片之间相互咬合，具有自锁能力，能使管片衬砌结构的整体刚度大大增加，稳定性增强，从而可以解决某些情况下盾构隧道装配式衬砌刚度不足的问题；具体优点如下：1、本技术的十二边形管片衬砌结构由一种十二边形管片通过正反交替拼装组成，通过正反管片交替提供千斤顶作用面实现连续掘进和同步作业，解决了现有等幅宽四边形管片引起的盾构无法连续推进的问题，施工效率得到提高；2、由于十二边形管片和周围六块管片相互咬合在一起，不用通过错缝拼装来避免盾构隧道环缝和纵缝的贯通，并且这样的接缝形式可以很大程度的提高盾构隧道管结构的整体刚度，增强结构在变形敏感地层中的稳定性；3、管片纵向连接采用销连接，减少了用于螺栓连接的手孔，并且插销连接比手孔连接的速度更快，可以大大的节约施工时间；4、十二边形管片只需一种模具，在预制管片的时候可以分别在长边和短边区别安装纵向插销以适应拼装要求，相对于原有的四边形管片所需四种模具而言，可大大的降低模具所需成本，并且便于施工组织时的管片生产和识别；5、十二边形管片的销孔内与插销配套的装置具有自锁功能，随着插销的推入，与第一传动条接触，使得套筒中的圆柱发生转动，从而使第二传动条同步转动并带动凸块向空腔的轴向中心线移动最终卡入插销的环槽内，并且此时圆柱通过锯齿被套筒卡住，完成自锁。附图说明图1是采用本技术所述用于盾构隧道施工的十二边形管片组装的管片衬砌结构组装后的立体图；图2是采用本技术所述用于盾构隧道施工的十二边形管片组装的管片衬砌结构展开后的平面图；图3是本技术所述用于盾构隧道施工的十二边形管片的立体图；图4-1是本技术所述插销和销孔的剖视结构示意图之一，图中的插销和销孔未连接；图4-2是本技术所述插销和销孔的剖视结构示意图之二，图中的插销和销孔已连接；图4-3是本技术所述套筒、圆柱和第一传动条的立体结构示意图；图4-4是本技术所述套筒和圆柱的连接结构示意图；图5-1采用本技术所述用于盾构隧道施工的十二边形管片组装的管片衬砌结构在连续本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于盾构隧道施工的十二边形管片，其特征在于：以隧道轴向为纵向、与隧道轴向垂直的方向为横向，所述十二边形管片的横向两端的边缘为两个共同呈“八”字形的长斜边，两个等长的所述长斜边对称分布于所述十二边形管片的纵向中轴线的两侧，所述十二边形管片的纵向两侧边缘的中部内凹，所述十二边形管片的纵向两侧边缘中横向长度较长的边缘的一端向另一端依次形成长横边、短斜边、内凹横边、短斜边、长横边，所述十二边形管片的纵向两侧边缘中横向长度较短的边缘的一端向另一端依次形成短横边、短斜边、内凹横边、短斜边、短横边，四个等长的短斜边分别两两对称分布于所述十二边形管片的纵向中轴线的两侧和横向中轴线的两侧，两个等长的所述内凹横边对称分布于所述十二边形管片的横向中轴线的两侧，两个等长的所述长横边对称分布于所述十二边形管片的纵向中轴线的两侧，两个等长的所述短横边对称分布于所述十二边形管片的纵向中轴线的两侧，两个所述长斜边、两个所述内凹横边、两个所述长横边、两个所述短横边和四个所述短斜边共同构成所述十二边形管片的十二个边。

【技术特征摘要】
1.一种用于盾构隧道施工的十二边形管片，其特征在于：以隧道轴向为纵向、与隧道轴向垂直的方向为横向，所述十二边形管片的横向两端的边缘为两个共同呈“八”字形的长斜边，两个等长的所述长斜边对称分布于所述十二边形管片的纵向中轴线的两侧，所述十二边形管片的纵向两侧边缘的中部内凹，所述十二边形管片的纵向两侧边缘中横向长度较长的边缘的一端向另一端依次形成长横边、短斜边、内凹横边、短斜边、长横边，所述十二边形管片的纵向两侧边缘中横向长度较短的边缘的一端向另一端依次形成短横边、短斜边、内凹横边、短斜边、短横边，四个等长的短斜边分别两两对称分布于所述十二边形管片的纵向中轴线的两侧和横向中轴线的两侧，两个等长的所述内凹横边对称分布于所述十二边形管片的横向中轴线的两侧，两个等长的所述长横边对称分布于所述十二边形管片的纵向中轴线的两侧，两个等长的所述短横边对称分布于所述十二边形管片的纵向中轴线的两侧，两个所述长斜边、两个所述内凹横边、两个所述长横边、两个所述短横边和四个所述短斜边共同构成所述十二边形管片的十二个边。2.根据权利要求1所述的用于盾构隧道施工的十二边形管片，其特征在于：所述十二边形管片的纵向两侧边缘中横向长度较短的边缘所在的端面设有插销或销孔，所述十二边形管片的纵向两侧边缘中横向长度较长的边缘所在的端面设有与所述插销或销孔配套且一一对应的销孔或插销。3.根据权利要求2所述的用于盾构隧道施工的十二边形管片，其特征在于：所述插销的内端与置于管片本体内的插销预制接头钢构件连接，所述插销预制接头钢构件与置于该管片本体内的钢筋连接，所述插销的前段靠近前端的位置设有环槽；所述销孔内安装有销孔预制接头钢构件，所述销孔预制接头钢构件与置于管片本体内的钢筋连接，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：晏启祥，吴聪，何川，邓志鑫，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：新型
国别省市：四川;51