[发明专利]一种适用于马蹄形隧洞快速衬砌的装配式钢筋混凝土管片

说明书

本发明提供了一种适用于马蹄形隧洞快速衬砌的装配式钢筋混凝土管片，由沿隧洞轴线排列设置的多个隧洞衬砌单元组成，每个隧洞衬砌单元包括底块、脚块、肩块和封顶块，底块、脚块、肩块和封顶块均为弧形管片，底块、脚块、肩块和封顶块的侧端分别设有齿槽或扣齿，底块、脚块、肩块和封顶块之间通过齿槽、扣齿咬合连接，且底块、脚块、肩块和封顶块外侧表面分别设有螺栓槽，螺栓槽内均匀设有贯穿齿槽或扣齿的螺栓孔，底块、脚块、肩块和封顶块之间通过高强螺栓固定。总之，本发明具有结构新颖、施工快速、支护强度高等优点。

技术领域

本发明属于隧道施工技术领域，具体是涉及一种适用于马蹄形隧洞快速衬砌的装配式钢筋混凝土管片。

背景技术

马蹄形是水工隧洞中较为常见的类形。隧洞衬砌的施工速度对工程进度与安全影响较大，而制约衬砌施工速度往往是洞内钢筋网片的绑扎。目前，隧洞衬砌的钢筋网片绑扎和焊接均在洞内进行，由于洞内空间狭小，施工作业面有限，钢筋笼绑扎效率极低；钢筋焊接产生的烟雾、粉尘和有害气体在洞内消散缓慢，严重危害现场工作人员的身体健康；钢模台车浇筑的混凝土需达到一定强度后，才能拆除模板进行下一段浇筑，模板利用率较低。

并且为了保护围岩的稳定性，确保行车安全，隧道必须有足够强度的支护结构，简单的衬砌虽然可以短时间内确保隧洞的稳定性，但是其支护强度不足以支持其长期稳定，所以，本发明提供了一种适用于马蹄形隧洞快速衬砌的装配式钢筋混凝土管片。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供了一种适用于马蹄形隧洞快速衬砌的装配式钢筋混凝土管片。

本发明的技术方案是：一种适用于马蹄形隧洞快速衬砌的装配式钢筋混凝土管片，所述装配式钢筋混凝土管片由沿隧洞轴线排列设置的多个隧洞衬砌单元组成，所述每个隧洞衬砌单元包括底块、脚块、肩块和封顶块，底块、脚块、肩块和封顶块均为弧形管片，

所述底块设置在所述隧洞的底部，所述脚块共有两个，分别设置在底块的两端，所述肩块共有两个，分别设置在脚块的上端，所述封顶块设置在两个肩块之间；

底块、脚块、肩块和封顶块之间连接处分别设置对应的斜45°斜面，用高强螺栓从隧洞内侧插入进行连接。

上述的一种适用于马蹄形隧洞快速衬砌的装配式钢筋混凝土管片，施工方法包括以下步骤：

S1：测量马蹄形隧洞参数，将马蹄形隧洞衬砌沿轴向设置隧洞衬砌单元，每个隧洞衬砌单元沿环向分割为底块、脚块、肩块和封顶块；

S2：在隧洞外的钢筋混凝土管片加工厂分别按照底块、脚块、肩块和封顶块的预设模型进行预制；

S3：按照底块、脚块、肩块、封顶块的安装顺序将底块、脚块、肩块和封顶块安装固定在马蹄形隧洞中；

S4：在所述隧洞衬砌单元与岩壁之间设置80-100mm的空隙，底块、脚块、肩块和封顶块连接处用高强螺栓插入进行连接；

S5：重复步骤S2-S4，直至完成整个马蹄形隧洞的全部衬砌，最后在隧洞衬砌单元与岩壁之间灌注豆砾石填充。

进一步地，在所述马蹄形隧洞高度大于5m时，对脚块与肩块进行拆分，拆分时应避免将拆分点置于受力较大的部位，同时在拆分位置分别设置齿槽或扣齿进行咬合连接，并用高强螺栓插入进行连接，拆分避免脚块、肩块受力过大造成损坏。

进一步地，所述底块、脚块、肩块和封顶块沿隧洞轴线向长度为2-4m，便于运输。

进一步地，所述S3中封顶块的安装方式为从隧洞轴向插入肩块之间，避免其他方式安装造成管片变形损坏。

进一步地，所述S2的底块、脚块、肩块和封顶块的预制工艺包括以下步骤：