一種膨脹土地層的隧洞掘進機隧道的六邊形管片制造技術

本實用新型專利技術公開了一種膨脹土地層的隧洞掘進機隧道的六邊形管片，其構成是：所述的六邊形管片兩個端部均開有三個貫通孔，貫通孔的上端位于端部的上端面，貫通孔的下端位于端部的下端面；貫通孔內填充有橡膠棒，且橡膠棒的上端面、下端面與分別與六邊形管片端部的上端面、下端面齊平；與六邊形管片端部匹配的橡膠板粘結于六邊形管片端部上，橡膠板設有防水槽和與防水槽適配的防水條；且六邊形管片一端部粘結的橡膠板上的防水槽位于橡膠板的內側，六邊形管片另一端部粘結的橡膠板上的防水槽位于橡膠板的外側。該種六邊形管片能降低襯砌的等效剛度，減小襯砌上的膨脹力，以保證修建在膨脹土地層的隧洞掘進機隧道的的安全、可靠。

Hexagonal segment of tunnel boring machine tunnel in expansive soil layer

【技術實現步驟摘要】
一種膨脹土地層的隧洞掘進機隧道的六邊形管片
：本技術涉及一種隧洞掘進機隧道的六邊形管片。
技術介紹
：膨脹土地層(膨脹巖土)的粘粒成分主要由強親水性礦物蒙脫石和伊利石組成，這類礦物具有較強的與水結合的能力，吸水膨脹、失水收縮，并具往復脹縮的特性。膨脹土地層在吸水膨脹受到外部約束時，會在土體內產生膨脹力。因此，隧道修建在膨脹土地層中，土體一旦發生吸水膨脹，隧道的襯砌會承受較大的膨脹壓力，從而導致襯砌變形和破壞。全斷面掘進機又稱隧洞掘進機(TunnelBoringMachine，簡稱TBM)是一種靠旋轉并推進刀盤，通過盤形滾動刀破碎巖石，而使隧洞全斷面一次成形的隧洞工程施工機械。隧洞掘進機施工的最大優點就是成洞速度快，其中以采用六邊形管片構筑隧道襯砌的速度最快。六邊形管片實為鋼筋混凝土預制構件，從頂面看(俯視)呈扇環形；從正面看(正視)呈六邊形，即兩端呈凸起的“＞”形，上下側為“一”字形；故稱六邊形管片。六邊形管片的寬度(六邊形的兩條長邊間的距離)一般為隧洞掘進機的兩個沖程。管片的安裝作業在隧洞掘進機后護盾內，并與隧洞開挖同步進行，管片交錯咬合拼裝成圓環，形成隧道的襯砌結構。由于管片為咬合拼裝，管片間的間隙很小，如果在膨脹土地層仍然采用這樣的襯砌結構，膨脹巖的土體吸水膨脹會對襯砌產生較大的膨脹擠壓力，引起襯砌產生較大的內力，從而對襯砌的力學性能要求大大提高。雖可通過增加鋼筋量來提高襯砌的抗壓性能，但卻增大了管片的制備和拼裝成本。
技術實現思路
：本技術的目的是提供一種膨脹土地層的隧洞掘進機隧道的六邊形管片，該種六邊形管片能降低襯砌的等效剛度，有效減小作用在襯砌上的膨脹力，以保證修建在膨脹土地層的隧洞掘進機隧道的隧道結構的安全、可靠；并具有良好的防水性能。本技術實現其專利技術目的所采用的技術方案是，一種膨脹土地層的隧洞掘進機隧道的六邊形管片，其特征在于：所述的六邊形管片兩個端部均開有三個上下貫通的貫通孔，貫通孔的上端位于端部的上端面，貫通孔的下端位于端部的下端面；貫通孔內填充有橡膠棒，且橡膠棒的上端面、下端面分別與六邊形管片端部的上端面、下端面齊平；與六邊形管片端部匹配的橡膠板粘結于六邊形管片端部上，橡膠板設有防水槽和與防水槽適配的防水條；且六邊形管片一端部粘結的橡膠板上的防水槽與另一端部粘結的橡膠板上的防水條位于六邊形管片的同側。與現有技術相比，本技術的有益效果是：一、本技術的六邊形管片端部間的交錯咬合拼裝不再是混凝土之間的直接剛性拼接，而變為端部橡膠板之間的柔性連接。當膨脹土地層產生吸水膨脹，產生較大的膨脹力時，膨脹力能被柔性的橡膠板吸收，有效減小作用在襯砌上的膨脹力，避免對襯砌結構的破壞。當膨脹力作用很大時，管片端部的貫穿孔會因應力集中，發生局部開裂，形成可以進行維修加固的端頭破壞，加固修復后的隧道仍能正常使用。從而避免了管片整體結構受到破壞，不能進行維修加固，隧道只能報廢棄用的問題。總之，本技術降低了襯砌的等效剛度，有效減小了作用在襯砌上的膨脹力和對襯砌結構的破壞，保證了隧道結構的安全、可靠，提高了隧道的使用壽命。二、六邊形管片端部橡膠板防水槽與相鄰六邊形管片防水墊進行嵌合，可以有效阻隔水的進入，使得本技術的隧道結構具有良好的防水性能。三、本技術的六邊形管片的主體結構、尺寸沒有改變，制作時不用改變現有管片模板，其制備成本增加小，便于推廣實施。本技術的工作過程和使用方法是：a、在六邊形管片的模具的兩端部分別豎向固定3根圓弧形鋼管，再澆筑混凝土，混凝土成型后取出圓弧形鋼管，得到兩端部均開有三個上下貫通的貫通孔的六邊形管片；b、采用氯丁橡膠原料制成截面直徑與圓弧形鋼管的內徑相同的圓柱狀的橡膠棒，將橡膠棒插入貫通孔，并切削橡膠棒使其端部與六邊形管片的端面齊平；c、用氯丁橡膠原料制成與六邊形管片端部匹配的橡膠板，且橡膠板帶有防水槽和與防水槽適配的防水條；d、采用氯丁橡膠的膠粘劑將橡膠板粘結于六邊形管片端部上，且六邊形管片一端部粘結的橡膠板上的防水槽與另一端部粘結的橡膠板上的防水條位于六邊形管片橡膠板的同側。該方法操作簡單方便，成本低能快速構建出用于膨脹土地層的隧洞掘進機隧道的六邊形管片。下面結合附圖和具體實施方式對本技術作進一步的詳細說明。附圖說明圖1為本技術實施例的立體結構示意圖。圖2為本技術實施例去掉橡膠板后的立體結構示意圖。具體實施方式：圖1-2示出，一種膨脹土地層的隧洞掘進機隧道的六邊形管片，其特征在于：所述的六邊形管片1兩個端部均開有三個上下貫通的貫通孔2，貫通孔2的上端位于端部的上端面1a，貫通孔2的下端位于端部的下端面1b；貫通孔2內填充有橡膠棒3，且橡膠棒3的上端面、下端面分別與六邊形管片1端部的上端面1a、下端面1b齊平；與六邊形管片1端部匹配的橡膠板4粘結于六邊形管片1端部上，橡膠板4設有防水槽5和與防水槽5適配的防水條6；且六邊形管片1一端部粘結的橡膠板4上的防水槽5與另一端部粘結的橡膠板4上的防水條6位于六邊形管片1的同側。即：當且六邊形管片1一端部粘結的橡膠板4上的防水槽5位于六邊形管片1的扇環形的外側時；則該六邊形管片1另一端部粘結的橡膠板4上的防水條5須位于六邊形管片1的扇環形的外側；或者，六邊形管片1一端部粘結的橡膠板4上的防水槽5位于六邊形管片1的扇環形的內側時；則該六邊形管片1另一端部粘結的橡膠板4上的防水條5須位于六邊形管片1的扇環形的內側。本例的膨脹土地層的隧洞掘進機隧道的六邊形管片的構建方法，其步驟如下：a、在六邊形管片的模具的兩端部分別豎向固定3根圓弧形鋼管，再澆筑混凝土，混凝土成型后取出圓弧形鋼管，得到兩端部均開有三個上下貫通的貫通孔2的六邊形管片1；b、采用氯丁橡膠原料制成截面直徑與圓弧形鋼管的內徑相同的圓柱狀的橡膠棒3，將橡膠棒3插入貫通孔2，并切削橡膠棒3使其端部與六邊形管片1的端面齊平；c、用氯丁橡膠原料制成與六邊形管片1端部匹配的橡膠板4，且橡膠板4帶有防水槽5和與防水槽5適配的防水條6；d、采用氯丁橡膠的膠粘劑將橡膠板4粘結于六邊形管片1端部上，且六邊形管片1一端部粘結的橡膠板4上的防水槽5與另一端部粘結的橡膠板4上的防水條6位于六邊形管片1橡膠板4的同側。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種膨脹土地層的隧洞掘進機隧道的六邊形管片，其特征在于：所述的六邊形管片(1)兩個端部均開有三個上下貫通的貫通孔(2)，貫通孔(2)的上端位于端部的上端面(1a)，貫通孔(2)的下端位于端部的下端面(1b)；貫通孔(2)內填充有橡膠棒(3)，且橡膠棒(3)的上端面、下端面分別與六邊形管片(1)端部的上端面(1a)、下端面(1b)齊平；與六邊形管片(1)端部匹配的橡膠板(4)粘結于六邊形管片(1)端部上，橡膠板(4)設有防水槽(5)和與防水槽(5)適配的防水條(6)；且六邊形管片(1)一端部粘結的橡膠板(4)上的防水槽(5)與另一端部粘結的橡膠板(4)上的防水條(6)位于六邊形管片(1)的同側。

【技術特征摘要】
1.一種膨脹土地層的隧洞掘進機隧道的六邊形管片，其特征在于：所述的六邊形管片(1)兩個端部均開有三個上下貫通的貫通孔(2)，貫通孔(2)的上端位于端部的上端面(1a)，貫通孔(2)的下端位于端部的下端面(1b)；貫通孔(2)內填充有橡膠棒(3)，且橡膠棒(3)的上端面、下端面分別與六邊形管片(1)端部...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張志強，羅春，李欣，陳彬科，
申請(專利權)人：西南交通大學，
類型：新型
國別省市：四川,51