[发明专利]用于盾构隧道施工的十二边形管片及管片衬砌结构

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

本发明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插孔，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插孔配套且一一对应的插孔或插销。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；所述插孔内安装有插孔预制接头钢构件，所述插孔预制接头钢构件与置于管片本体内的钢筋连接，所述插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。这种插孔结构和插销结构能够实现插销和插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，本行业和本发明中均直接称为十二边形管片。