盾构隧道复合管片环结构、拼装方法及复合管片的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种盾构隧道复合管片环结构、拼装方法及复合管片的制造方法，其在管片厂中一次成型出底壁分别固设有第一防腐蚀层、第二防腐蚀层和第三防腐蚀层的封顶复合管片、邻接复合管片和普通复合管片，盾构隧道复合管片拼装完成后，即形成所需的防腐蚀层，而无须再在管片内侧施作一层预制或现浇的内部防腐蚀层，从而大幅度降低施工成本和缩短施工工期。另外，本发明专利技术将普通复合管片、邻接复合管片和封顶复合管片以轴向直插的方式推至预定位置，即可实现盾构隧道的复合管片环的拼装工作，并能使轴向和纵向相邻的复合管片紧密卡接在一起，而无须人工再通过螺栓将相邻的复合管片连接，从而进一步降低施工成本并缩短施工周期。

【技术实现步骤摘要】
盾构隧道复合管片环结构、拼装方法及复合管片的制造方法
本专利技术涉及盾构隧道
，特别涉及一种盾构隧道复合管片环结构、拼装方法及复合管片的制造方法。
技术介绍
随着城市的扩张和建设密度的加大，地面硬化率愈来愈高，原有的水库、山体、湖泊、鱼塘逐渐被侵占，河涌断面越来越窄，城市的储水、排水和自然净化能力大大减弱，城市水浸和内涝频发。此外，极高的人口密度和城市建设密度使得城市面源污染负荷迅速加大，雨季合流制地区的溢流污染日益严重。许多城市（特别是老城区）因建筑密集以及上地铁和综合体的开发使得通过建设浅层地下排水管道来提高排水标准和完善截污系统变得异常困难，且代价巨大。而深层排水隧道（指埋设在地面以下超过30米深度的大型排水隧道，直径一般为3～10米，简称深隧）由于可避免大量征地和拆迁，并可适当利用城市30～60ｍ的深层地下空间，因而成为目前改善城市排水能力的重要手段，并成为城市发展的必然选择。城市深层排水隧道储水、排水过程中，雨、污水中的氯、硫离子等在各类生物、化学作用下会生成腐蚀性的酸性物质，并随雨、污水中的淤泥逐渐沉积并附着在深层排水隧道的内侧（或称内壁）。在该类酸性物质长期腐蚀作用下，可能导致排水隧道内壁结构损伤、开裂甚至破坏，严重影响深层排水隧道的正常运营，进而影响城市防洪排污管网的建设。由于盾构法的优越性与技术成熟性，目前城市深层排水隧道主要采用盾构法施工。且为防止污水中的酸性物质对深层排水隧道管片结构的腐蚀，会在深层排水隧道管片衬砌内表面设置一层防腐蚀层。通常的做法是在深层排水隧道管片拼装完成后，再在管片内侧施作一层预制或现浇的内部防腐蚀层。目前可选的内部衬砌有现浇混凝土层、钢纤维混凝土层、玻璃纤维强化塑料层、环氧树脂层或者镀锌钢管层等。虽然能在一定程度上防止酸性物质对深层排水隧道管片结构的腐蚀，但这种采用外部管片衬砌与内部防腐蚀层分开安装施作，分次安装的方式大幅度增加了施工成本，并延长了施工工期；另外，需在拼装管片后，再人工在预先成型于管片内侧的倾斜的螺栓手孔位安装螺栓，以通过螺栓将相邻的两片管片连接固紧，而这人工连接相邻管片的方式，同样增加了施工成本并延长施工周期。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提出一种盾构隧道复合管片环结构、拼装方法及复合管片的制造方法，旨在降低施工成本，并缩短施工周期。为实现上述目的，本专利技术提出一种盾构隧道复合管片环结构，包括：一块封顶复合管片，所述封顶复合管片包括封顶管片以及固设于封顶管片内壁的第一防腐蚀层，第一防腐蚀层设有伸向封顶管片的第一锚固件，封顶管片在管片模具中成型并将第一锚固件伸出第一防腐蚀层的部分包覆，以将第一防腐蚀层贴紧固定在封顶管片的内壁，封顶管片轴向的前壁设有第一螺栓孔，第一螺栓孔装有杆部部分旋入第一螺栓孔的第一螺栓，封顶管片轴向的后壁对应第一螺栓孔的位置设有第一接孔，第一接孔内固设有弹性的第一锁件，第一锁件开设有直径小于第一螺栓的帽部外径的第一卡孔，第一螺栓的帽部挤过轴向相邻的封顶管片的第一卡孔后，勾卡于第一锁件的前端壁，以将轴向相邻的封顶管片固连，封顶管片轴向的后壁分别接近环向两侧壁的位置设有两个贯穿相应环向侧壁的第一T型卡槽第一T型卡槽外小内大；一块邻接复合管片，所述邻接复合管片与封顶复合管片环向相邻，包括邻接管片以及固设于邻接管片内壁的第二防腐蚀层，第二防腐蚀层设有伸向邻接管片的第二锚固件，邻接管片在管片模具中成型并将第二锚固件伸出第二防腐蚀层的部分包覆，以将第二防腐蚀层贴紧固定在邻接管片的内壁，邻接管片轴向的前壁设有第二螺栓孔，第二螺栓孔装有杆部部分旋入第二螺栓孔的第二螺栓，邻接管片轴向的后壁对应第二螺栓孔的位置设有第二接孔，第二接孔内固设有弹性的第二锁件，第二锁件开设有直径小于第二螺栓的帽部外径的第二卡孔，第二螺栓的帽部挤过轴向相邻的邻接管片的第二卡孔后，勾卡于第二锁件的前端壁，以将轴向相邻的邻接管片固连，邻接管片的环向两侧分别设有第一T型连接头和第二T型连接头，第一T型连接头卡接于封顶复合管片的一个第一T型卡槽中，从而将封顶复合管片和邻接复合管片紧密连接在一起；以及多块普通复合管片，多块所述普通复合管片环向依次相连，且位于环向两端的普通复合管片分别与封顶复合管片和邻接复合管片相连，每块普通复合管片包括普通管片以及固设于普通管片内壁的第三防腐蚀层，第三防腐蚀层设有伸向普通管片的第三锚固件，普通管片在管片模具中成型并将第三锚固件伸出第三防腐蚀层的部分包覆，以将第三防腐蚀层贴紧固定在普通管片的内壁，普通管片轴向的前壁设有第三螺栓孔，第三螺栓孔装有杆部部分旋入第三螺栓孔的第三螺栓，普通管片轴向的后壁对应第三螺栓孔的位置设有第三接孔，第三接孔内固设有弹性的第三锁件，第三锁件开设有直径小于第三螺栓的帽部外径的第三卡孔，第三螺栓的帽部挤过轴向相邻的普通管片的第三卡孔后，勾卡于第三锁件的前端壁，以将轴向相邻的普通管片固连，每块普通管片的后壁接近一环向侧壁的位置设有贯穿该环向侧壁的第二T型卡槽，每块普通管片另一环向侧壁设有第三T型连接头，环向相邻的普通管片之间通过第二T型卡槽和第三T型连接头的配合卡接，封顶管片和普通管片通过第一T型卡槽和第三T型连接头的配合卡接，邻接管片和普通管片通过第二T型连接头和第二T型卡槽的配合卡接。本专利技术还提出一种盾构隧道复合管片环拼装方法，包括步骤：A、通过管片拼接机将第一块普通复合管片吊起并放置到预定的位置，接着，施加推力将第一块普通复合管片轴向向前推于其前壁的第三螺栓顶入位于轴向前方的普通复合管片后壁的第三接孔中，并使第三螺栓的帽部勾卡于第三锁件的前端壁；B、通过管片拼接机将第二块普通复合管片吊至其第三T型连接头与第一块普通管片的第二T型卡槽轴向相对后，将第二块普通复合管片轴向向前移动至其第三T型连接头轴向卡入第二T型卡槽，然后施加推力将第二块普通复合管片轴向向前推于其前壁的第三螺栓进入位于轴向前方的普通复合管片后壁的第三接孔中，并使第三螺栓的帽部勾卡于该第三锁件的前端壁；C、按步骤B重复操作至完成一环盾构隧道复合管片环的所有普通复合管片的接装操作；D、通过管片拼接机将邻接复合管片吊至其第二T型连接头与普通复合管片的第二T型卡槽轴向相对后，将邻接复合管片轴向向前移动至其第二T型连接头轴向卡入第二T型卡槽，然后施加推力将邻接复合管片轴向向前推于其前壁的第二螺栓进入位于轴向前方的邻接复合管片后壁的第二接孔中，并使第二螺栓的帽部勾卡于第二锁件的前端壁；E、通过管片拼装机将封顶复合管片吊至其环向两侧的第一T型卡槽分别与邻接复合管片的第一T型连接头和普通管片的第三T型连接头轴向相对后，将封顶复合管片轴向向前移动至其两侧的第一T型卡槽分别卡于第一T型连接头和第三T型连接头外，然后施加推力将封顶复合管片轴向向前推于其前壁的第一螺栓进入位于轴向前方的封顶复合管片后壁的第一接孔中，并使第一螺栓的帽部勾卡于第一锁件的前端壁；F、完成一环盾构隧道复合管片环的拼装操作，并如此重复操作至完成盾构隧道的所有复合管片环的拼装工作。本专利技术还提出一种盾构隧道复合管片的制造方法，包括步骤：a、将预先成型好的第一防腐蚀层、第二防腐蚀层或者第三防腐蚀层以第一锚固件、第二锚固件或者第三锚固件朝上的方式铺于相应的管片模具的底壁后，将已制作好的管片钢筋骨架本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种盾构隧道复合管片环结构，其特征在于，包括：一块封顶复合管片，所述封顶复合管片包括封顶管片以及固设于封顶管片内壁的第一防腐蚀层，第一防腐蚀层设有伸向封顶管片的第一锚固件，封顶管片在管片模具中成型并将第一锚固件伸出第一防腐蚀层的部分包覆，以将第一防腐蚀层贴紧固定在封顶管片的内壁，封顶管片轴向的前壁设有第一螺栓孔，第一螺栓孔装有杆部部分旋入第一螺栓孔的第一螺栓，封顶管片轴向的后壁对应第一螺栓孔的位置设有第一接孔，第一接孔内固设有弹性的第一锁件，第一锁件开设有直径小于第一螺栓的帽部外径的第一卡孔，第一螺栓的帽部挤过轴向相邻的封顶管片的第一卡孔后，勾卡于第一锁件的前端壁，以将轴向相邻的封顶管片固连，封顶管片轴向的后壁分别接近环向两侧壁的位置设有两个贯穿相应环向侧壁的第一T型卡槽第一T型卡槽外小内大；一块邻接复合管片，所述邻接复合管片与封顶复合管片环向相邻，包括邻接管片以及固设于邻接管片内壁的第二防腐蚀层，第二防腐蚀层设有伸向邻接管片的第二锚固件，邻接管片在管片模具中成型并将第二锚固件伸出第二防腐蚀层的部分包覆，以将第二防腐蚀层贴紧固定在邻接管片的内壁，邻接管片轴向的前壁设有第二螺栓孔，第二螺栓孔装有杆部部分旋入第二螺栓孔的第二螺栓，邻接管片轴向的后壁对应第二螺栓孔的位置设有第二接孔，第二接孔内固设有弹性的第二锁件，第二锁件开设有直径小于第二螺栓的帽部外径的第二卡孔，第二螺栓的帽部挤过轴向相邻的邻接管片的第二卡孔后，勾卡于第二锁件的前端壁，以将轴向相邻的邻接管片固连，邻接管片的环向两侧分别设有第一T型连接头和第二T型连接头，第一T型连接头卡接于封顶复合管片的一个第一T型卡槽中，从而将封顶复合管片和邻接复合管片紧密连接在一起；以及多块普通复合管片，多块所述普通复合管片环向依次相连，且位于环向两端的普通复合管片分别与封顶复合管片和邻接复合管片相连，每块普通复合管片包括普通管片以及固设于普通管片内壁的第三防腐蚀层，第三防腐蚀层设有伸向普通管片的第三锚固件，普通管片在管片模具中成型并将第三锚固件伸出第三防腐蚀层的部分包覆，以将第三防腐蚀层贴紧固定在普通管片的内壁，普通管片轴向的前壁设有第三螺栓孔，第三螺栓孔装有杆部部分旋入第三螺栓孔的第三螺栓，普通管片轴向的后壁对应第三螺栓孔的位置设有第三接孔，第三接孔内固设有弹性的第三锁件，第三锁件开设有直径小于第三螺栓的帽部外径的第三卡孔，第三螺栓的帽部挤过轴向相邻的普通管片的第三卡孔后，勾卡于第三锁件的前端壁，以将轴向相邻的普通管片固连，每块普通管片的后壁接近一环向侧壁的位置设有贯穿该环向侧壁的第二T型卡槽，每块普通管片另一环向侧壁设有第三T型连接头，环向相邻的普通管片之间通过第二T型卡槽和第三T型连接头的配合卡接，封顶管片和普通管片通过第一T型卡槽和第三T型连接头的配合卡接，邻接管片和普通管片通过第二T型连接头和第二T型卡槽的配合卡接。...

【技术特征摘要】
1.一种盾构隧道复合管片环结构，其特征在于，包括：一块封顶复合管片，所述封顶复合管片包括封顶管片以及固设于封顶管片内壁的第一防腐蚀层，第一防腐蚀层设有伸向封顶管片的第一锚固件，封顶管片在管片模具中成型并将第一锚固件伸出第一防腐蚀层的部分包覆，以将第一防腐蚀层贴紧固定在封顶管片的内壁，封顶管片轴向的前壁设有第一螺栓孔，第一螺栓孔装有杆部部分旋入第一螺栓孔的第一螺栓，封顶管片轴向的后壁对应第一螺栓孔的位置设有第一接孔，第一接孔内固设有弹性的第一锁件，第一锁件开设有直径小于第一螺栓的帽部外径的第一卡孔，第一螺栓的帽部挤过轴向相邻的封顶管片的第一卡孔后，勾卡于第一锁件的前端壁，以将轴向相邻的封顶管片固连，封顶管片轴向的后壁分别接近环向两侧壁的位置设有两个贯穿相应环向侧壁的第一T型卡槽第一T型卡槽外小内大；一块邻接复合管片，所述邻接复合管片与封顶复合管片环向相邻，包括邻接管片以及固设于邻接管片内壁的第二防腐蚀层，第二防腐蚀层设有伸向邻接管片的第二锚固件，邻接管片在管片模具中成型并将第二锚固件伸出第二防腐蚀层的部分包覆，以将第二防腐蚀层贴紧固定在邻接管片的内壁，邻接管片轴向的前壁设有第二螺栓孔，第二螺栓孔装有杆部部分旋入第二螺栓孔的第二螺栓，邻接管片轴向的后壁对应第二螺栓孔的位置设有第二接孔，第二接孔内固设有弹性的第二锁件，第二锁件开设有直径小于第二螺栓的帽部外径的第二卡孔，第二螺栓的帽部挤过轴向相邻的邻接管片的第二卡孔后，勾卡于第二锁件的前端壁，以将轴向相邻的邻接管片固连，邻接管片的环向两侧分别设有第一T型连接头和第二T型连接头，第一T型连接头卡接于封顶复合管片的一个第一T型卡槽中，从而将封顶复合管片和邻接复合管片紧密连接在一起；以及多块普通复合管片，多块所述普通复合管片环向依次相连，且位于环向两端的普通复合管片分别与封顶复合管片和邻接复合管片相连，每块普通复合管片包括普通管片以及固设于普通管片内壁的第三防腐蚀层，第三防腐蚀层设有伸向普通管片的第三锚固件，普通管片在管片模具中成型并将第三锚固件伸出第三防腐蚀层的部分包覆，以将第三防腐蚀层贴紧固定在普通管片的内壁，普通管片轴向的前壁设有第三螺栓孔，第三螺栓孔装有杆部部分旋入第三螺栓孔的第三螺栓，普通管片轴向的后壁对应第三螺栓孔的位置设有第三接孔，第三接孔内固设有弹性的第三锁件，第三锁件开设有直径小于第三螺栓的帽部外径的第三卡孔，第三螺栓的帽部挤过轴向相邻的普通管片的第三卡孔后，勾卡于第三锁件的前端壁，以将轴向相邻的普通管片固连，每块普通管片的后壁接近一环向侧壁的位置设有贯穿该环向侧壁的第二T型卡槽，每块普通管片另一环向侧壁设有第三T型连接头，环向相邻的普通管片之间通过第二T型卡槽和第三T型连接头的配合卡接，封顶管片和普通管片通过第一T型卡槽和第三T型连接头的配合卡接，邻接管片和普通管片通过第二T型连接头和第二T型卡槽的配合卡接。2.如权利要求1所述的盾构隧道复合管片环结构，其特征在于：封顶管片、邻接管片和普通管片的轴向前壁分别预埋有第一芯棒、第二芯棒和第三芯棒，第一芯棒、第二芯棒和第三芯棒的前壁分别与封顶管片、邻接管片和普通管片的轴向前壁平齐或者略微伸出所述轴向前壁，所述第一螺栓孔、第二螺栓孔和第三螺栓孔分别开设于第一芯棒、第二芯棒和第三芯棒的前端壁；封顶管片、邻接管片和普通管片的轴向后壁分别预埋有第一卡接件、第二卡接件和第三卡接件，第一卡接件、第二卡接件和第三卡接件的后壁分别与封顶管片、邻接管片和普通管片的轴向后壁平齐或者略微伸入所述轴向后壁，所述第一接孔、第二接孔和第三接孔开设于第一卡接件、第二卡接件和第三卡接件的后壁；第一螺栓、第二螺栓和第三螺栓的杆部位于第一螺栓孔、第二螺栓孔和第三螺栓孔外的部分的周壁有向外伸出的齿状物，所述第一卡接件、第二卡接件和第三卡接件由塑性材料制成，第一接孔、第二接孔和第三接孔的孔壁成型有倒齿，复合管片环拼装后，所述齿状物卡入所述倒齿中。3.如权利要求2所述的盾构隧道复合管片环结构，其特征在于：封顶管片轴向的后壁分别接近环向两侧壁的位置分别预埋有第一连接件，两个所述第一T型卡槽分别开设于相应的第一连接件，邻接管片的环向两侧分别预埋有第一螺管和第二螺管，所述第一T型连接头和第二T型连接头的杆部部分旋接于第一螺管和第二螺管中；普通管片轴向的后壁接近一个环向侧壁的位置预埋有第二连接件，第二T型卡槽开设于第二连接件；普通管片的环向另一侧预埋有第三螺管，所述第三T型连接头的杆部部分旋接于第三螺管。4.如权利要求1至3中任意一项所述的盾构隧道复合管片...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁禹，黄林冲，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东,44