[实用新型]一种复合管片结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及管片结构，具体涉及一种适用于大断面矩形盾构隧道和超深覆土小半径曲线段的圆形隧道的复合管片结构。

背景技术

随着城市建设大规模地发展，地下空间的开发与利用条件变得越来越苛刻。为了避开已有的建筑物，在盾构隧道设计中采用了超深覆土与小半径曲线。在上海市周家嘴路越江隧道工程中，为了避开黄浦江边的码头桩基，隧道的最大覆土厚度达到44.4m，隧道顶部的地层为软弱地层与坚硬地层相互组成。由上海城市建设设计研究总院设计正处于施工状态的上海市虹梅路隧道其埋深也为43m。随着隧道埋深的加大，管片衬砌所承受的水土压力也在增大，这对管片的承载能力提出了更高的要求。此外，矩形盾构在特殊的建设环境下也得到了应用，如在虹桥临空11-3地块地下连接通道工程中采用了大断面（10m×5m）矩形盾构隧道。由于矩形盾构隧道的受力特点不同于圆形隧道。在矩形盾构隧道中产生的轴力远小于圆形隧道。圆形隧道管片以偏压为主，而矩形、异形隧道管片以受弯剪为主。在采用混凝土管片的情况下，为了满足超深覆土的圆形隧道及大断面矩形盾构的受力要求，需要增加管片厚度或增加含钢量。管片厚度增大会导致盾构隧道内部使用空间的减小，盾构的尺寸增大。采用过高的含钢量会使隧道的经济性能指标降低，与截面刚度相匹配的管片接头的设计也成为难点。

在城市建筑物密集区域为了尽量减少对相邻地块的影响，小曲线半径的施工案例也在增多。从已建的小半径盾构隧道的施工质量来看，在小半径曲线段管片出现开裂漏水等不良施工质量现象的几率变大。在小半径曲线施工区间，由于盾构机本身为直线形刚体，圆曲线段掘进只能形成一段连续的折线来拟合圆曲线。为了使盾构隧道轴线与设计轴线相吻合，掘进过程中需要进行连续纠偏。圆曲线半径越小，拟合困难就越大，掘进单位距离的纠偏量也越大，纠偏精确度越低，因此隧道轴线控制难度较大。线路转弯弧度大，需要左、右侧推进油缸形成一个较大的推力差才能满足盾构机的转弯要求,致使姿态调整的推力可调范围更小，从而加大质量控制难度。同时需要使用不等的推进千斤顶分区油压来实现盾构机沿设计轴线掘进，管片迎千斤顶面需要承受更大的施工荷载，管片出现崩缺、错台等质量问题的概率增大。

鉴于上述情况，本领域急需开发一种管片厚度小、承载能力高、手孔容易制作的管片，同时该管片结构表面强度大，可以有效减少管片崩缺、损坏的可能性。

发明内容

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种复合管片结构，该复合管片结构通过采用六面覆盖钢板的复合结构或四面覆盖钢板、内置环肋板的复合结构，以满足大断面矩形隧道、超深覆土及小半径曲线段圆形隧道的受力要求。

本实用新型目的实现由以下技术方案完成：

一种复合管片结构，其特征在于所述管片为混凝土与钢板的复合结构，所述管片的内弧面、外弧面以及纵缝端面覆盖有钢板，且在所述管片的环面布置有环肋板。

所述环肋板位于所述管片环面的外部，所述环肋板为钢板。

所述钢板的表面布置有一定数量的指向所述管片内部的栓钉，以使所述钢板与所述混凝土构成一体。

所述环肋板位于所述管片环面的内部，所述环肋板为钢板。

所述环肋板之间布置有一定数量的拉结钢筋和栓钉，以使所述环肋板与所述混凝土构成一体。

所述管片的一端纵缝接头上具有一排或两排螺栓安装孔，其另一端纵缝接头上具有预埋螺母，所述预埋螺母的位置与所述螺栓安装孔的位置一一对应。

所述管片的一端纵缝接头上具有凹槽，其另一端纵缝接头上具有与所述凹槽相对应的凸榫。

所述管片的一侧环缝接头上具有螺栓安装手孔，其另一侧环缝接头上具有与所述手孔位置相对应的预埋螺母。

本实用新型的优点是，该复合管片具有承载能力高，管片厚度小的特点，可以满足大断面矩形盾构隧道及圆形隧道的特殊区间的受力要求；管片的主要受力构件为钢结构，通过调整管片钢板的厚度，可以满足不同覆土厚度下盾构隧道的受力要求而无需调整盾构机的尺寸，适应范围大；管片表面的大部分或全部被钢板覆盖，由施工荷载引起的管片边角部位的破损得以减少，可以使用于小半径曲线区间的圆形隧道。

附图说明

图1为本实用新型图3中六面覆盖有钢板时复合管片结构C-C剖面图；

图2为本实用新型中圆弧形管片接头示意图；

图3为本实用新型中圆弧形管片迎千斤顶面示意图；

图4为本实用新型中圆弧形管片背千斤顶面示意图；

图5为本实用新型中图2的A-A剖面图；