[发明专利]一种盾构隧道管片结构及其施工方法

说明书

本发明属于地下隧道工程技术领域，涉及一种盾构隧道管片结构及其施工方法，包括沿周向依次拼接的管片块，各管片块形成封闭的环形管片结构且沿轴向相邻环形管片结构的外径逐渐增大，同一环形管片结构的至少两相邻的管片块形成环内凹槽且相邻环形管片结构的至少一管片块设有与所述环内凹槽相配的内凸块，同一环形管片结构的至少两相邻的管片块形成环外凹槽且相邻环形管片结构的至少一管片块设有与所述环外凹槽相配的外凸块，所述环外凹槽与环内凹槽沿周向上交错设置。本发明具有可实现不同直径隧道的管片安装，能实现隧道由一种直径向另一种直径的安全过渡的优点。

技术领域

本发明属于地下隧道工程技术领域，涉及一种盾构隧道管片结构及其施工方法，尤其涉及可变直径的抗剪扩大型管片结构及其施工方法。

背景技术

城市地下空间的建设是当前城市建设的热门话题，其中，地下交通体系的发展多依赖于隧道的挖掘，TBM（Tunnel Boring Machine，隧道掘进机）或盾构法因具有安全性高、施工速度快、扰动小的特点而被广泛用于地下隧道的建设。

地下隧道在采用盾构机进行施工时，会在已经由盾构机掘进的作业面设置管片结构将其支撑成型。目前，对于管片结构的研究主要集中在其环向拼接，或者拼接管片形成的隧道整体性能上，如中国专利CN111963199A，公开了一种“凹凸”形盾构隧道管片结构及横向错缝管片拼接方法，包括依次纵向相连的盾首管片环、盾构中间管片环和盾尾管片环，且每个管片环均由封顶块和标准块环向相连形成，其中，在标准块设计有顶部凹陷底部凸出的凹凸形结构，利用凹凸形结构的契合拼接，能实现横向错缝。但是，该管片结构仍是同一直径，如果根据设计要求，盾构机需要在掘进过程中改变其挖掘直径，则变径挖掘后的管片该如何安装仍是难题。因此，如何针对地下隧道中变径挖掘产生的管片如何安装问题，对管片结构进行改进设计，以加快城市地下空间的建设成为亟需解决的问题。

发明内容

本发明提供的一种盾构隧道管片结构及其施工方法，可实现不同直径隧道的管片安装，能实现隧道由一种直径向另一种直径的安全过渡。

本发明的技术方案包括：一种盾构隧道管片结构，包括沿周向依次拼接的管片块，各管片块形成封闭的环形管片结构且沿轴向相邻环形管片结构的外径逐渐增大，同一环形管片结构的至少两相邻的管片块形成环内凹槽且相邻环形管片结构的至少一管片块设有与所述环内凹槽相配的内凸块，同一环形管片结构的至少两相邻的管片块形成环外凹槽且相邻环形管片结构的至少一管片块设有与所述环外凹槽相配的外凸块，所述环外凹槽与环内凹槽沿周向上交错设置。

本发明的技术方案还包括：所述环内凹槽包括环内前凹槽和环内后凹槽，至少两相邻的管片块形成所述环内前凹槽，至少两相邻的管片块形成所述环内后凹槽，周向上所述环内后凹槽和环内前凹槽交错设置；

和/或，所述环外凹槽包括环外前凹槽和环外后凹槽，至少两相邻的管片块形成所述环外前凹槽，至少两相邻的管片块形成所述环外后凹槽，周向上所述环外前凹槽和环外后凹槽交错设置。

本发明的技术方案还包括：所述管片块包括周向上依次拼接的下部管片、右侧管片、上部管片和左侧管片，所述下部管片包括至少两下分管片，至少两下分管片端部设有凹槽且拼接时两凹槽相接形成环内前凹槽；

所述右侧管片包括至少两右分管片，至少两右分管片端部设有凹槽且拼接时两凹槽形成环内后凹槽；

所述上部管片包括至少两上分管片，至少两上分管片端部设有凹槽且拼接时两凹槽形成环外前凹槽；

所述左侧管片包括至少两左分管片，至少两左分管片端部设有凹槽且拼接时两凹槽形成环外后凹槽。

本发明的技术方案还包括：所述管片块内设有抗剪层，所述抗剪层由纤维增强复合材料制成。

本发明的技术方案还包括：相邻所述管片块的拼接位置设有防水垫层，所述管片块设有注浆孔。