[发明专利]装配式超高性能混凝土盾构隧道管片及其制备方法

权利要求书

1.一种装配式超高性能混凝土盾构隧道管片，包括：

管片主体(1)，采用超高性能混凝土(3)，所述管片主体(1)为弧面片状结构，且所述管片主体内设有钢筋骨架(4)。

2.根据权利要求1所述的装配式超高性能混凝土盾构隧道管片，根据实际工程需要，还包括：

加劲肋(2)，设置在所述管片主体(1)顶部弧面上，所述加劲肋(2)沿隧道纵向设置至少1道，其顶部与管片主体(1)顶部弧面平行。

3.根据权利要求1所述的装配式超高性能混凝土盾构隧道管片，其中，相邻的管片主体(1)之间设置有相互匹配的榫(5)，管片主体(1)的边缘设有密封垫沟槽(6)、嵌缝槽(7)、环缝连接螺栓孔(8)，以及纵缝连接螺栓孔(9)，并且管片主体(1)的弧面上设有手孔(10)及注浆孔(11)兼吊装孔，其中，所述注浆孔(11)位于管片中间位置处，所述环缝连接螺栓孔(8)、纵缝连接螺栓孔(9)延伸至所述手孔(10)。

4.根据权利要求1或2所述的装配式超高性能混凝土盾构隧道管片，其中，

所述管片主体(1)厚度H1为200mm～500mm、宽度B1为1500mm～2000mm、长度L1为3000mm～6000mm；

所述加劲肋(2)的高度H2为H1的0.1～0.3倍、宽度B2为H2的0.5～1倍。

5.根据权利要求2所述的装配式超高性能混凝土盾构隧道管片，其中，

当加劲肋(2)设置1道时，其在管片主体(1)顶部弧面的中间环向布置，并在注浆孔(11)处断开，其内侧端部距注浆孔(11)的环向距离为50～200mm，其外侧端部距管片主体(1)端部的环向距离为50～200mm；

当加劲肋(2)设置2道时，其在管片主体(1)顶部弧面注浆孔(11)的前后对称布置，分别位于管片主体(1)宽度B1的1/4和3/4处，其外侧端部距管片主体(1)端部的距离均为50～200mm。

6.根据权利要求2所述的装配式超高性能混凝土盾构隧道管片，其中，所述加劲肋(2)为实体结构或底部设有间续布置的“∩”型或“∧”型凹槽(12)，所述“∩”型或“∧”型凹槽(12)的高度H3为H2的0.6～0.8倍，其下开口宽度B3为H3的1～1.5倍，间续布置的净间距D为H3的0.5～1倍。

7.根据权利要求1所述的装配式超高性能混凝土盾构隧道管片，其中，所述钢筋骨架(4)包括纵筋(13)、分布筋(14)、箍筋(15)和腰筋(16)，其中，纵筋采用高强钢筋HRB500级，配筋率为0.50％～3.0％。

8.根据权利要求1所述的装配式超高性能混凝土盾构隧道管片，其中，所述超高性能混凝土(3)基于细观力学和最大密实度理论进行材料选型、颗粒级配优化和配合比设计，其抗压强度≥120MPa、抗拉强度≥8MPa、抗弯强度≥20MPa、弹性模量≥40GPa、收缩≤500με、抗氯离子渗透系数≤0.2×10-12m2/s、抗冻等级不低于F500、抗渗等级不低于P12，其组分包括水泥、矿物掺合料、砂、碎石、钢纤维、PVA纤维、高效减水剂和水，其中，矿物掺合料包括硅粉、粉煤灰和矿粉。

9.根据权利要求8所述的装配式超高性能混凝土盾构隧道管片，其中，所述超高性能混凝土(3)的材料包括：

10.一种装配式超高性能混凝土盾构隧道管片的制备方法，包括以下步骤：

S1.钢筋骨架成型：按照配筋计算要求，准备钢筋材料，并在胎架上焊接纵筋、分布筋和箍筋以及腰筋制作成钢筋骨架；

S2.模具准备：清理管片钢模，并进行精度测量，宽度允许偏差±0.4mm；

S3.超高性能混凝土制备：将水泥、矿物掺合料、砂、碎石、钢纤维、PVA纤维进行干混预拌，将高效减水剂及水混合均匀后加入到干混预拌料中，搅拌3～5分钟得到超高性能混凝土3混合料；

S4.浇筑成型：将超高性能混凝土混合料浇筑到钢模内，并采取边布料边振动的方式进行，振捣时间2～3分钟；

S5.管片养护：将成型好的模具连同产品一并放入温度在80℃～90℃之间、湿度不低于95％的蒸汽环境中养护48小时，脱模制得装配式超高性能混凝土盾构隧道管片。