[实用新型]一种高承载力盾构隧道管片接头结构

说明书

本实用新型公开了一种高承载力盾构隧道管片接头结构，包括混凝土，以及预埋在混凝土内的铸铁预埋件，其特征在于在距管片端部一定距离内的混凝土为混杂纤维混凝土，混杂纤维混凝土内混杂有钢纤维和聚丙烯纤维；铸铁预埋件上预留螺栓孔，从铸铁预埋件上预留螺栓孔处穿入螺栓，实现两片相邻管片之间连接。通过采取这种接头型式，可以提高隧道接头的整体强度和刚度，抵御矩形隧道或高内水压隧道所受的不利大偏心受压荷载影响。

技术领域

本实用新型涉及一种高承载力盾构隧道管片接头结构，具体地说是针对矩形盾构隧道或者有内水压盾构隧道的管片块间连接接头结构。此种接头结构可以有效提高隧道接头的整体强度和刚度，降低接头在荷载作用下的开裂风险，抵御矩形盾构隧道或有内水压隧道带来的接头受到的大偏心荷载。

背景技术

目前，随着国民经济水平提升，为节约城市地下空间占用和降低地下空间开发成本，矩形盾构在城市密集区得到了广泛应用。矩形盾构法隧道因结构横断面接近矩形框架受力，接头截面受到的弯矩大而轴力小，呈现大偏心受压的不利受力模式。另外，受拼装装备承载力限制，管片厚度选择比较有限，接头可提高的截面承载力受到限制。根据国内外实践经验，采用复合管片可以解决接头受力的问题，但复合管片的造价达到一般钢筋混凝土管片的2倍以上，成本很高，不适用于长距离隧道的建设。

另一方面，在优化水源供给及推进海绵城市的过程中，我国盾构法施工的输水、储水、排水隧道越来越多，因内水压力抵消圆隧道所受轴力，接头也呈现大偏心受压的不利受力模式。传统的盾构隧道接头，以采用钢筋混凝土预制管片为主，用直螺栓或斜螺栓对接头直接进行连接的方法并不适用于有内水压影响的隧道接头。为降低内水压对隧道结构的影响，也常采用双层衬砌，但施工工期长且成本高。

纤维增强混凝土已经广泛应用于民用建筑、桥梁、道路等建构筑物中，有粗纤维及细纤维两大类。其中以钢纤维为代表的粗纤维的作用机制为：在拉伸荷载或弯曲荷载的作用下，混凝土出现裂缝后，纤维与混凝土共同承担外力，使混凝土仍具有一定的承载与变形能力、吸收较多的能量，因而可显著提高混凝土的韧性，并相应地提高混凝土的抗冲击性与抗疲劳性。以聚丙烯（PP）纤维为代表的细纤维作用机制在于：一方面减少和抑制混凝土骨料沉降离析引起的塑性沉降裂缝，另一方面减少和抑制混凝土失水收缩引起的塑性收缩裂缝。采用合适掺量的纤维混凝土，结合接头板的加强措施，可有效提高接头刚度和承载力。

本实用新型中从提高管片接头受力性能的角度出发，基于受大偏心受压的盾构隧道接头的受力特点，提出了此种可用于单层衬砌的高承载力盾构隧道管片接头。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高承载力盾构隧道管片接头结构，接头混凝土采用混杂纤维混凝土（钢纤维+聚丙烯纤维混凝土），螺栓连接部位采用铸铁件接头板，保证可以方便、快捷地将钢筋混凝土管片进行块间连接，从而得到整体刚度和强度足够，耐久性较好的盾构隧道环。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种高承载力盾构隧道管片接头结构，包括混凝土，以及预埋在混凝土内的铸铁预埋件，其特征在于在距管片端部一定距离内的混凝土为混杂纤维混凝土，铸铁预埋件上预留螺栓孔，从铸铁预埋件上预留螺栓孔处穿入螺栓，实现两片相邻管片之间连接。

进一步地，混杂纤维混凝土内设有钢纤维和聚丙烯纤维，所述钢纤维和聚丙烯纤维编织成网状结构，其中该网状结构的经线或纬线为钢纤维，纬线或经线为聚丙烯纤维。

进一步地，混杂纤维混凝土内设有钢纤维和聚丙烯纤维，所述钢纤维和聚丙烯纤维分别编织成钢纤维网和聚丙烯纤维网，其中钢纤维网和聚丙烯纤维网间隔分布于管片端部。

进一步地，与管片端部距离在手孔宽度两倍范围内的区域浇筑混杂纤维混凝土。

进一步地，所述接头结构并排设置有两块铸铁预埋件，每一铸铁预埋件中并排设有两个螺栓孔。