一种用于盾构隧道管片接缝的抗震防水柔性结构制造技术

本发明专利技术提供一种用于盾构隧道管片接缝的抗震防水柔性结构，包括设置在相邻两环盾构管片面向环缝的侧壁上的橡胶接触垫和环间柔性接头，所述环间柔性接头包括间隔布置在相邻两环盾构管片环缝处的橡胶复合钢制螺栓连接件和形状记忆合金螺栓连接件，所述橡胶复合钢制螺栓连接件包括橡胶复合钢制螺栓和与橡胶复合钢制螺栓配套的钢制螺栓套筒，所述橡胶复合钢制螺栓包括高性能螺栓和包裹在高性能螺栓外周的橡胶层，所述形状记忆合金螺栓连接件包括形状记忆合金螺栓和与形状记忆合金螺栓配套的螺栓套筒。通过在盾构管片环缝处设置全环的橡胶接触垫，一方面提升极端错动及张开工况下的防水能力，另一方面在管片纵向发挥吸能减震作用。震作用。震作用。

【技术实现步骤摘要】
一种用于盾构隧道管片接缝的抗震防水柔性结构


[0001]本专利技术涉及交通建设或土木工程中高水压条件盾构法隧道抗震措施领域，尤其涉及一种用于盾构隧道管片接缝的抗震防水柔性结构。

技术介绍

[0002]盾构隧道的抗减震措施包括加强结构设计、提高螺栓等级、改良围岩、接缝间增厚传力衬垫、设置螺栓橡胶垫圈等方法，然而这些旧有的盾构抗震措施在海域富水背景下难以兼顾防水要求，震害发生时无法确保隧道防水、防突涌安全，严重渗漏水会直接威胁行车安全。而在有断层分布的海域富水环境中需要兼顾抗震和防水，因此，研发一种用于盾构隧道管片接缝的抗震防水柔性结构是个亟待解决的问题。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种用于盾构隧道管片接缝的抗震防水柔性结构，以解决在有断层分布的海域富水环境中需要兼顾抗震和防水的问题。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
[0005]一种用于盾构隧道管片接缝的抗震防水柔性结构，包括设置在相邻两环盾构管片面向环缝的侧壁上的橡胶接触垫和环间柔性接头，所述环间柔性接头包括间隔布置在相邻两环盾构管片环缝处的橡胶复合钢制螺栓连接件和形状记忆合金螺栓连接件，所述橡胶复合钢制螺栓连接件包括橡胶复合钢制螺栓和与橡胶复合钢制螺栓配套的钢制螺栓套筒，所述橡胶复合钢制螺栓包括高性能螺栓和包裹在高性能螺栓外周的橡胶层，所述形状记忆合金螺栓连接件包括形状记忆合金螺栓和与形状记忆合金螺栓配套的螺栓套筒。
[0006]进一步的，在相邻盾构管片环缝处管片内侧的拱墙范围内布设有一道Ω型止水带，所述Ω型止水带为橡胶材料制作而成。
[0007]进一步的，在相邻盾构管片上位于Ω型止水带的两侧通过锚固钢筋设有预埋钢板，在所述预埋钢板上设有钢边，所述Ω型止水带的两端通过夹具钉固定在钢边上。
[0008]进一步的，与橡胶复合钢制螺栓配套的钢制螺栓套筒上设有第一喇叭口，在所述第一喇叭口内设置有5mm厚的三元乙丙橡胶变形隔震层。
[0009]进一步的，与形状记忆合金螺栓配套的螺栓套筒上设有第二喇叭口，在所述第二喇叭口内设置有5mm厚的三元乙丙橡胶变形隔震层。
[0010]进一步的，所述橡胶层由三元乙丙橡胶变形隔震层和遇水膨胀橡胶止水层间隔布置而成。
[0011]进一步的，所述钢边采用满缝焊接方式固定在预埋钢板上。
[0012]进一步的，所述相邻两环盾构管片面向环缝的侧壁上设有三处沟槽，分别为靠近盾构管片外侧的密封垫沟槽、靠近盾构管片内侧的密封垫沟槽以及嵌缝槽，在所述橡胶接触垫上与三处沟槽相对处设有三处凸起，所述三处凸起与三处沟槽相匹配，在所述橡胶接触垫的三处凸起上设有开孔。
[0013]进一步的，所述盾构管片由封顶块、相邻块和标准块组成，在所述封顶块、相邻块和标准块分别粘贴好对应形状的橡胶接触垫之后，各分块的橡胶接触垫随着盾构管片拼装而组合成布满全环的橡胶接触垫。
[0014]进一步的，每隔十环盾构管片设置一处本抗震防水柔性结构，形成节段式抗震抗断体系。
[0015]相对于现有技术，本专利技术所述的用于盾构隧道管片接缝的抗震防水柔性结构具有以下优势：
[0016](1)通过在盾构管片环缝处设置全环的橡胶接触垫，一方面提升极端错动及张开工况下的防水能力，另一方面在管片纵向发挥吸能减震作用。
[0017](2)橡胶接触垫上设置了三处凸起翼缘，一是起到定位作用，防止接触垫挤出脱落；二是阻隔渗水通道，加强止水作用；三是与盾构管片既有的密封垫沟槽、嵌缝槽相匹配，不需要为设置本结构而额外修改浇筑管片的模具。
[0018](3)在盾构管片内侧设置Ω型止水带，当盾构管片发生严重错台及张开，橡胶接触垫的防水能力下降时，Ω型止水带可以起到防突水涌泥功能，预埋钢板通过锚固钢筋与盾构管片牢固相连，提高了防坠落安全系数。
[0019](4)形状记忆合金螺栓变形能力强，与全环橡胶接触垫相配合，可通过自身协调变形适应较大的盾构管片错动和张开位移；所采用的Cu
‑
Al
‑
Mn形状记忆合金，其变形能力很大，具有高抗破坏性；可用标准的金属加工设备和工艺，容易加工成型；边角废料可回收使用，节约资源，保护环境。
[0020](5)橡胶复合钢制螺栓内部的钢芯保证了基本连接强度，表层橡胶则允许小范围的错动变形，可以在地震发生时吸收部分能量；如果断层错台量较大，橡胶复合钢制螺栓达到极限应变而被剪断，形状记忆合金螺栓仍然可以连接管片，避免环缝间出现严重的掉块、垮塌现象。
[0021](6)由具有柔性结构的盾构管片划分的节段式抗震抗断体系，一方面通过节段间柔性结构、柔性接头适应地层变形，避免隧道整体破坏及大范围失稳；一方面通过节段本身结构及盾构管片接缝连接加强，提升每个节段的抗震抗断承载能力和稳定性。
附图说明
[0022]构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0023]图1是本专利技术的结构示意图；
[0024]图2是本专利技术中靠近盾构管片外侧的密封垫沟槽、靠近盾构管片内侧的密封垫沟槽以及嵌缝槽的结构示意图；其中2
‑
a为盾构管片挤压前结构示意图，2
‑
b为盾构管片挤压后结构示意图；
[0025]图3是本专利技术中Ω型止水带的结构示意图；
[0026]图4是本专利技术中橡胶复合钢制螺栓连接件的结构示意图；
[0027]图5是本专利技术中形状记忆合金螺栓连接件的结构示意图。
[0028]附图标记说明：
[0029]1、盾构管片；2、橡胶接触垫；3、橡胶复合钢制螺栓孔位；4、形状记忆合金螺栓孔
位；5、开孔；6、管片外侧；7、管片内侧；8、第一密封垫沟槽；9、第二密封垫沟槽；10、嵌缝槽；11、锚固钢筋；12、Ω型止水带；13、钢边；14、预埋钢板；15、螺栓；16、螺栓套筒；17、橡胶复合钢制螺栓；18、三元乙丙橡胶变形隔震层；19、遇水膨胀橡胶止水层；20、与橡胶复合钢制螺栓配套的钢制螺栓套筒；21、第一喇叭口；22、形状记忆合金螺栓；23、与形状记忆合金螺栓配套的螺栓套筒；24、第二喇叭口。
具体实施方式
[0030]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0031]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于盾构隧道管片接缝的抗震防水柔性结构，其特征在于：包括设置在相邻两环盾构管片面向环缝的侧壁上的橡胶接触垫和环间柔性接头，所述环间柔性接头包括间隔布置在相邻两环盾构管片环缝处的橡胶复合钢制螺栓连接件和形状记忆合金螺栓连接件，所述橡胶复合钢制螺栓连接件包括橡胶复合钢制螺栓和与橡胶复合钢制螺栓配套的钢制螺栓套筒，所述橡胶复合钢制螺栓包括高性能螺栓和包裹在高性能螺栓外周的橡胶层，所述形状记忆合金螺栓连接件包括形状记忆合金螺栓和与形状记忆合金螺栓配套的螺栓套筒。2.根据权利要求1所述的一种用于盾构隧道管片接缝的抗震防水柔性结构，其特征在于：在相邻盾构管片环缝处管片内侧的拱墙范围内布设有一道Ω型止水带，所述Ω型止水带为橡胶材料制作而成。3.根据权利要求2所述的一种用于盾构隧道管片接缝的抗震防水柔性结构，其特征在于：在相邻盾构管片上位于Ω型止水带的两侧通过锚固钢筋设有预埋钢板，在所述预埋钢板上设有钢边，所述Ω型止水带的两端通过夹具钉固定在钢边上。4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种用于盾构隧道管片接缝的抗震防水柔性结构，其特征在于：所述橡胶层由三元乙丙橡胶变形隔震层和遇水膨胀橡胶止水层间隔布置而成。5.根据权利要求4所述的一种用于盾构隧道管片接缝的抗震防水柔性结构，其特征在于：与形状记忆合金螺栓配套...

【专利技术属性】
技术研发人员：白鸿囯，王立暖，孟庆余，王旭，霍飞，霍永鹏，赵铎，吴强，张弛，张民庆，贾大鹏，任诚敏，苗壮，赵晨生，王平，梁文雨，蔡李斌，马力遥，李博康，
申请(专利权)人：中国国家铁路集团有限公司，
类型：发明
国别省市：