一种具有减震功能的泡沫混凝土盾构管片的制作方法

1.本实用新型属于盾构隧道工程技术领域，具体涉及到一种具有减震功能的泡沫混凝土盾构管片。


背景技术：

2.普通钢筋混凝土管片是我国目前应用最为广泛的盾构隧道支护结构，但其抗震减震性能较差，尤其是在高烈度地震频发区域，频繁的地震波作用下混凝土管片极易开裂、受损，进而会引起管片衬砌渗漏水现象以及混凝土掉块现象，以至于严重危及到地铁列车的运营安全。
3.现有技术中单纯是在管片的接头或接缝位置布置缓冲橡胶或缓冲弹簧来减小地震作用力的影响，例如公开号为cn 106351676 b和公开号为cn 206737927 u这两个专利的设计思路。但是这种设计往往会给管片制造以及拼装带来极大困难，且施工质量控制不严格，会出现管片密封效果较差的情况。
4.近年来，泡沫混凝土这种新型材料在建筑领域的广泛应用，对地铁盾构隧道减震隔震管片的设计、制造提供了新的思路。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述现有技术的不足,提供一种减震性能好、强度高、稳定性好、有利于隧道结构安全的具有减震功能的泡沫混凝土盾构管片。
6.解决上述技术问题采用的技术方案是：一种具有减震功能的泡沫混凝土盾构管片,管片由普通混凝土层和泡沫混凝土层连为一体组成，普通混凝土层位于管片内弧侧由普通混凝土浇筑而成，泡沫混凝土层位于管片外弧侧由泡沫混凝土浇筑而成，普通混凝土层内弧侧对称加工有预留手孔，普通混凝土层环缝接缝端和侧壁上均加工有螺栓孔，螺栓孔与预留手孔相对应，管片中心位置加工有管片注浆孔。
7.本实用新型的泡沫混凝土层环缝接缝端和侧壁上均预留有第一凹槽，管片接缝防水橡胶密封垫设置于第一凹槽内。
8.本实用新型的普通混凝土层和泡沫混凝土层环缝接缝端预留有第二凹槽，减震橡胶垫设置于第二凹槽内，且减震橡胶垫位于管片接缝防水橡胶密封垫内侧。
9.本实用新型的减震橡胶垫上加工有与螺栓孔相对应的通孔。
10.本实用新型相比于现有技术具有以下优点：
11.1、本实用新型提出的盾构管片是由两层不同的混凝土材料连为一体构成，管片内弧侧(隧道方向)是普通钢筋混凝土，管片外弧侧(围岩方向)为泡沫混凝土，由于泡沫混凝土内部会产生大量的封闭气泡孔隙，从而使其具有较低的弹性模量、具有良好的延性，在地震冲击波作用下，可以自适应围岩在地震波作用下的变形，并在这个过程中吸收分散高强度冲击荷载作用，具备良好的减震性。
12.2、本实用新型所提到的泡沫混凝土—普通混凝土复合管片，具有强度高、稳定性
好等优点，有利于隧道结构的安全。
13.3、本实用新型所提到的泡沫混凝土，具有整体性好、吸水性低等优点，管片的防水性能优越。
14.4、本实用新型所提到的泡沫混凝土，由于其多孔性，预制成型的泡沫混凝土—普通混凝土复合管片具有重量轻，方便运输和安装等优点，可以进行大分块预制，对超大直径盾构隧道有一定的适用性。
附图说明
15.图1是本实用新型单环管片结构示意图。
16.图2是图1的纵断面图。
17.图3是本实用新型管片拼装成管片环的横截面图。
18.图4是本实用新型管片拼装平面图。
19.图中：1、普通混凝土层；2、泡沫混凝土层；3、减震橡胶垫；4、管片接缝防水橡胶密封垫；a、预留手孔；b、管片注浆孔；c、螺栓孔。
具体实施方式
20.下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明，但本实用新型不限于这些实施例。
21.实施例1
22.在图1～4中，本实用新型涉及的一种具有减震功能的泡沫混凝土盾构管片,管片由普通混凝土层1和泡沫混凝土层2连为一体组成，管片由管片预制场一次性浇筑预制而成，普通混凝土层1位于管片内弧侧由普通混凝土浇筑而成，泡沫混凝土层2位于管片外弧侧由泡沫混凝土浇筑而成，首先根据设计要求浇筑普通混凝土层1，达到设计厚度后，迅速浇筑泡沫混凝土层2，最终两层混凝土硬化成型，形成一个整体结构。普通混凝土层1内弧侧对称加工有预留手孔a，普通混凝土层1环缝接缝端和侧壁上均加工有螺栓孔c，螺栓孔c与预留手孔a相对应，通过螺栓孔c内安装的螺栓将相邻管片拼装成一个管片环。如图3所示的拼装完成后的管片环，可以看到管片环的外侧是一圈泡沫混凝土层2，在地震荷载作用时，这一圈泡沫混凝土层2可以通过自身的变形来适应围岩的变形，在这个过程中吸收和消耗地震波带来的能量，起到有效的减震、隔震作用，保证了隧道结构沿横向的稳定性。泡沫混凝土层2环缝接缝端和侧壁上均预留有第一凹槽，管片接缝防水橡胶密封垫4设置于第一凹槽内，管片接缝防水橡胶密封垫4起到很好的防水作用。普通混凝土层1和泡沫混凝土层2环缝接缝端预留有第二凹槽，减震橡胶垫3设置于第二凹槽内，且减震橡胶垫3位于管片接缝防水橡胶密封垫4内侧，减震橡胶垫3可以有效减轻沿着隧道纵向出现的地震作用，保证了隧道结构沿纵向的稳定性。同时密贴的减震橡胶垫3也可以起到进一步的防水作用。减震橡胶垫3上加工有与螺栓孔c相对应的通孔，以便管片拼装时穿螺栓用。管片中心位置加工有管片注浆孔b，注浆孔b用于拼装后注浆。本实用新型提到的管片形式可以保证隧道结构的整体稳定性。


技术特征：
1.一种具有减震功能的泡沫混凝土盾构管片,其特征在于：管片由普通混凝土层(1)和泡沫混凝土层(2)连为一体组成，普通混凝土层(1)位于管片内弧侧由普通混凝土浇筑而成，泡沫混凝土层(2)位于管片外弧侧由泡沫混凝土浇筑而成，普通混凝土层(1)内弧侧对称加工有预留手孔(a)，普通混凝土层(1)环缝接缝端和侧壁上均加工有螺栓孔(c)，螺栓孔(c)与预留手孔(a)相对应，管片中心位置加工有管片注浆孔(b)。2.根据权利要求1所述的一种具有减震功能的泡沫混凝土盾构管片，其特征在于：所述的泡沫混凝土层(2)环缝接缝端和侧壁上均预留有第一凹槽，管片接缝防水橡胶密封垫(4)设置于第一凹槽内。3.根据权利要求1所述的一种具有减震功能的泡沫混凝土盾构管片，其特征在于：所述的普通混凝土层(1)和泡沫混凝土层(2)环缝接缝端预留有第二凹槽，减震橡胶垫(3)设置于第二凹槽内，且减震橡胶垫(3)位于管片接缝防水橡胶密封垫(4)内侧。4.根据权利要求3所述的一种具有减震功能的泡沫混凝土盾构管片，其特征在于：所述的减震橡胶垫(3)上加工有与螺栓孔(c)相对应的通孔。

技术总结
一种具有减震功能的泡沫混凝土盾构管片,管片由普通混凝土层和泡沫混凝土层连为一体组成，普通混凝土层位于管片内弧侧由普通混凝土浇筑而成，泡沫混凝土层位于管片外弧侧由泡沫混凝土浇筑而成，普通混凝土层内弧侧对称加工有预留手孔，普通混凝土层环缝接缝端和侧壁上均加工有螺栓孔，螺栓孔与预留手孔相对应，管片中心位置加工有管片注浆孔；本实用新型所提到的泡沫混凝土和普通混凝土复合管片，具有强度高，稳定性好，有利于隧道结构的安全，管片外弧侧设置泡沫混凝土层，整体性好，吸水性低，管片的防水性能优越。管片的防水性能优越。管片的防水性能优越。


技术研发人员：吉艳雷 温小宝 刘小刚 崔晓 张秦 王斌
受保护的技术使用者：中铁第一勘察设计院集团有限公司
技术研发日：2022.09.02
技术公布日：2022/11/29