断层破碎带段抗震隧道管道连接件制造技术

本发明专利技术设计了断层破碎带段抗震隧道管道连接件，目的是为了提高隧道在断层破碎带的抗拉压、剪切、弯曲的能力，优化隧道的抗震减震性能，延长隧道使用寿命，降低隧道灾后修复维护成本的连接装置。包括插口连接件、中间连接件、承口连接件、中间止水橡胶圈、承口止水橡胶圈、插口法兰盘、承口法兰盘。止水橡胶圈在连接件环形凹槽处固定，加强止水的效果。当管道受拉力较小时，抗拔力由连接件和止水橡胶圈间摩擦力提供；当拉力较大时，连接件被拉开一定距离后，连接件的环形凸起互相接触咬合，该防止连接件继续拉脱，从而达到限制管道过度变形的功能。由于凸起装置可发生一定的弯曲、剪切变形，极大的提高了跨断层隧道的抗震减震能力。

Pipe connection for earthquake resistant tunnel in fault fracture zone

The invention designs the pipeline connector of the aseismic tunnel in the fault fracture zone, aiming at improving the ability of the tunnel to resist tension, compression, shearing and bending in the fault fracture zone, optimizing the aseismic performance of the tunnel, prolonging the service life of the tunnel, and reducing the cost of repairing and maintaining the tunnel after disaster. The utility model comprises a socket connector, an intermediate connector, a socket connector, an intermediate sealing rubber ring, a socket sealing rubber ring, a socket flange and a socket flange. The sealing rubber ring is fixed at the annular groove of the connector to enhance the effect of stopping water. When the tension of the pipeline is small, the pull-out resistance is provided by the friction between the connector and the water-stop rubber ring; when the tension is large, the connector is pulled apart a certain distance, and the ring convex of the connector contacts with each other, which prevents the connector from continuing to pull off, so as to limit the excessive deformation of the pipeline. Because of the bending and shearing deformation of the convex device, the aseismic capability of the cross-fault tunnel is greatly improved.

【技术实现步骤摘要】
断层破碎带段抗震隧道管道连接件
本专利技术涉及一种断层破碎带段抗震隧道管道连接件，是一种能够抵抗大变形的新型隧道管道连接装置。
技术介绍
活断层不仅能够引发地震，造成活断层附近的较大范围内建筑物的损害，而且能够引起地层错动及其附近伴生的地面变形，直接损害夸断层修建或建于其临近的建筑物。中国是个活断层广泛分布的国家，因此工程建设过程中经常遇到活断层问题，现行规范采取避让措施。隧道是长线形结构物，地震波的相位衍生应力和变形在轴线方向上会产生很大变化，这实际上构成了隧道结构破坏的重要方面。这种情况集中体现在跨断层隧道结构上。因此，在跨断层隧道结构设计中增设抗震措施是十分必要的。由于地震荷载与断层错动的联合作用使隧道结构发生循环累积变形，造成衬砌混凝土开裂、渗水、错台及坍塌，从而影响隧道结构整体的功能性，甚至失效破坏，这一问题是隧道结构抗震设计中亟待解决的关键难题。随着我国基础建设的增加，许多工程特别是隧道工程不可避免地需要穿越活断层，此时必须要进行隧道抗断设计。目前，隧道抗震减震措施主要有：加固隧道结构的刚度、设置减震层、减震缝、柔性连接。跨断层隧道结构设置减震缝,可以有效减小结构的内力和变形，但由于混凝土本身强度不足，不能抵抗断层粘滑瞬时产生的剪切错断作用，不具备缓冲和吸能的能力。穿越地裂缝影响区隧道通过多段设变形缝串联的方式可最大限度地降低地裂缝大变形对隧道结构的破坏作用，隧道变形缝连接处顶部和底部止水带在地裂缝活动后可基本完好，而两侧止水带会因地裂缝上下盘间相对位移出现撕裂现象，隧道接缝处防水能力较差。套管式可变形结构可以有效保护主套管上部结构和被套管,但主套管下部结构破坏严重。综上所述，目前在工程中所采用的隧道减震的技术仍只适用于断层错动量较小的情况下，而在当活动断层错动量达到米级时，隧道仍然会发生严重破坏而不能保持正常通行功能，且多数情况下隧道在震后已无法修复。因此，设计一种能够满足断层大错动，且能保证隧道防水性及错动后可修复性的新型隧道结构是进一步研究需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的具有限位功能的凸起式管道连接件口的断层破碎带段抗震隧道管道连接件。既能承受一定的剪切弯曲、轴向拉伸变形，又能防止结构失效漏水，有效减小地震灾害，延长隧道使用寿命，降低隧道灾后修复和维护成本的新型抗震隧道管道连接件。本专利技术涉及的新型抗震管道连接件，其特征在于：包括插口连接件(1)、中间连接件(2)、承口连接件(3)、中间止水橡胶圈(4-1)、承口止水橡胶圈(4-2)、插口法兰盘(5)、承口法兰盘(6)六部分组成。插口连接件(1)90度坡度和插口件环形凸起(1b)中间有插口件环型凹槽(1a)，卡住中间止水橡胶圈(4-1)，使其安装更加牢固，同时定位最终中间连接件(2)的位置。中间连接件插口(2)90度坡度和第二中间件环形凸起(2c)中间有中间件环型凹槽(2a)，卡住承口止水橡胶圈(4-2)，使其安装更加牢固，同时定位最终连接件(3)的位置。中间连接件(2)的中间设计成90度坡度，可以使中间连接件(2)和插口连接件(1)，中间连接件(2)和承口连接件(3)更好连接。插口连接件(1)的插口件环形凸起(1b)高度为3/2～2倍的管壁厚度，可以防止插口连接件(1)被拉出。中间连接件(2)的第一中间件环形凸起(2b)高度为2～3倍的管壁厚度，连接件(2)的第二中间件环形凸起(2c)高度为3/2～2倍的管壁厚度，可以防止连接件(2)被拉出。承口连接件(3)的承口件环形凸起(3a)高度为2～3倍的管壁厚度，可以防止承口连接件(3)被拉出。插口法兰盘(5)与插口连接件(1)、承口法兰盘(6)与承口连接件(3)焊接，形状为圆盘形，上面开6～8个螺栓孔，作用是与作用是与预应力钢筋混泥土隧道管道连接。本专利技术的技术方案是：1)将中间止水橡胶圈(4-1)安装在中间连接件(2)中间件环形凸起(2b)位置、承口止水橡胶圈(4-2)安装在承口连接件(3)承口件环形凸起(3a)位置，使插口连接件(1)的插口件凹槽(1a)和中间止水橡胶圈(4-1)位置重合，中间连接件(2)的中间件环形凹槽和承口止水橡胶圈(4-2)位置重合。2)中间止水橡胶圈(4-1)、承口止水橡胶圈(4-2)用于连接件的密封和防水。3)管道连接件受到轴向拉力较小时，连接件的抗拔力主要由连接件插口与止水橡胶圈的摩擦力提供。4)当拉力大于连接件与止水橡胶圈的摩擦力时，连接件被拉动，止水橡胶圈和连接件产生滑动。5)当插口连接件(1)插口件环形凸起被拉动到中间连接件(2)的第一中间件环形凸起(2b)处，被第一中间件环形凸起(2b)卡住，此时的抗拔力主要内、外凸起的端承力提供。6)由于内、外凸起都具有一定的宽度，提高了凸起的侧向抗剪刚度。使其不至于向外侧变形过大，导致连接件被拔出。7)当连接件承受弯曲变形时，由于连接件内外凸起存在高度差，起到可弯曲作用，不易被剪切弯曲坏，而现有的普通钢筋混泥土隧道常会因抗剪切弯曲能力力过小，出现被折断现象。8)本专利技术所描述的新型抗震管道连接件，在每两节预应力钢筋混泥土之间加一个连接件，使每根管道间能发生一定的位移而不破坏，最终实现抵抗隧道道周围土体大变形的能力。本专利技术新型抗震隧道管道连接件，材质为球墨铸铁或者碳素钢。本专利技术新型抗震隧道管道连接件，适用管径为4m～10m。与现有隧道相比，本专利技术具有以下优点：1)各零部件加工方便。插口连接件(1)的管壁外侧设置一圈环形凸起和外部设置一圈凹槽，在中间连接件(2)的管壁一端外侧设置一圈环形凸起、一端内侧设置一圈环形凸起和外部设置一圈凹槽，在连接件(3)的管壁内侧设置一圈环形凸起。2)连接件拼装简单。将中间止水橡胶圈(4-1)安装到第一中间件环形凸起(2b)位置，插口环形凹槽(1a)将止水橡胶圈卡住，将承口止水橡胶圈(4-2)安装到承口件环形凸起(3a)位置，中间件环形凹槽(2a)将承口止水橡胶圈(4-2)卡住。3)具有良好的防水能力。普通隧道的受到拉压、弯曲、剪切力后，隧道被破坏，防水能力下降。本专利技术当连接件发生一定位移后，连接件的内凸起处防水橡胶始终与管壁紧贴，使得管道的防水能力有很大的提高。4)本专利技术能够抵抗断层错动等大变形对隧道道的反应。本专利技术所设计的连接件安装在每两段预应力钢筋混泥土之间，每两根管道能发生一定的位移。通过每一连接件的限定位移，将大变形分担到各个连接件，从而避免某一连接件位移过大导致破坏，最终实现抵抗管道断裂破坏的能力。5)适用于多种规格尺寸的隧道。本专利技术通过法兰盘与上下节混泥土管道连接，不改变原有管道的尺寸、结构，适用性强，易于更换。本专利技术的主要创新点是尺寸可以根据管径大小进行调节。如连接件上凹槽的深度、螺纹凸起高度、金属限位环的尺寸和等。通过调整这些尺寸的大小，使得本专利技术能够适用管径为4m～10m。附图说明图1为本专利技术所提供的实施例安装前外形图。图2为本专利技术所提供的实施例安装后外形图。图3为本专利技术所提供的实施例安装前剖面图。图4为本专利技术所提供的实施例受拉力变形后示意图。。图5为本专利技术所提供的实施例安装后剖面图。图6为本专利技术所提供的实施例受力变形后剖面图。图7为本专利技术连接件插口示意图。图8为本专利技术中间连接件口示意图。图9为本专利技术连接件承口示意图。具体实施方式下面结合附图详述本专利技术：新型本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.断层破碎带段抗震隧道管道连接件，其特征在于：包括插口连接件(1)、中间连接件(2)、承口连接件(3)、中间止水橡胶圈(4‑1)、承口止水橡胶圈(4‑2)、插口法兰盘(5)和承口法兰盘(6)；所述插口连接件(1)外有插口件环形凹槽(1a)和插口件环形凸起(1b)；所述中间连接件(2)外有中间件环形凹槽(2a)和第二中间件环形凸起(2c)，内有第一中间件环形凸起(2b)；所述承口连接件(3)内有承口件环形凸起(3a)；所述插口件环形凹槽(1a)用于固定中间止水橡胶圈(4‑1)，定位最终中间连接件(2)的位置；所述插口件环形凸起(1b)用于配合第一中间件环形凸起(2b)，当插口连接件(1)插口件环形凹槽(1a)和中间止水橡胶圈(4‑1)被拉开时，卡住第一中间件环形凸起(2b)，防止插口连接件(1)被拔出；所述中间件环形凹槽(2a)用于卡住承口止水橡胶圈(4‑2)，定位最终承口连接件(3)的位置；所述第一中间件环形凸起(2b)用于配合插口连接件(1)插口件环形凸起(1b),当插口连接件(1)插口件环形凹槽(1a)和中间止水橡胶圈(4‑1)被拉开时，第一中间件环形凸起(2b)卡住，防止中间连接件(2)被拔出；所述承口件环形凸起(3a)用于配合中间连接件(2)中间件环形凸起(2c),当中间连接件(2)中间件环形凹槽(2a)和承口止水橡胶圈(4‑2)被拉开时，承口件环形凸起(3c)卡住，防止承口连接件(3)被拔出。...

【技术特征摘要】
1.断层破碎带段抗震隧道管道连接件，其特征在于：包括插口连接件(1)、中间连接件(2)、承口连接件(3)、中间止水橡胶圈(4-1)、承口止水橡胶圈(4-2)、插口法兰盘(5)和承口法兰盘(6)；所述插口连接件(1)外有插口件环形凹槽(1a)和插口件环形凸起(1b)；所述中间连接件(2)外有中间件环形凹槽(2a)和第二中间件环形凸起(2c)，内有第一中间件环形凸起(2b)；所述承口连接件(3)内有承口件环形凸起(3a)；所述插口件环形凹槽(1a)用于固定中间止水橡胶圈(4-1)，定位最终中间连接件(2)的位置；所述插口件环形凸起(1b)用于配合第一中间件环形凸起(2b)，当插口连接件(1)插口件环形凹槽(1a)和中间止水橡胶圈(4-1)被拉开时，卡住第一中间件环形凸起(2b)，防止插口连接件(1)被拔出；所述中间件环形凹槽(2a)用于卡住承口止水橡胶圈(4-2)，定位最终承口连接件(3)的位置；所述第一中间件环形凸起(2b)用于配合插口连接件(1)插口件环形凸起(1b),当插口连接件(1)插口件环形凹槽(1a)和中间止水橡胶圈(4-1)被拉开时，第一中间件环形凸起(2b)卡住，防止中间连接件(2)被拔出；所述承口件环形凸起(3a)用于配合中间连接件(2)中间件环形凸起(2c),当中间连接件(2)中间件环形凹槽(2a)和承口止水橡胶圈(4-2)被拉开时，承口件环形凸起(3c)卡住，防止承口连接件(3)被拔出。2.根据权利要求1所述的抗震隧道管道连接件，其特征在于：所述插口件环形凹槽(1a)的深度为1/4～1/3倍的管壁厚度。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟紫蓝，陈清波，吴占明，熊家豪，吕宝乾，李傲，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11