[实用新型]装配式超高性能混凝土盾构隧道管片

说明书

本实用新型公开了一种装配式超高性能混凝土盾构隧道管片，管片主体采用超高性能混凝土，管片主体为弧面片状结构，且管片主体内设有钢筋骨架。本实用新型装配式超高性能混凝土盾构隧道管片强度大、韧性高、厚度小、质量轻、耐久性好，能够有效减小隧道开挖截面尺寸，从而降低隧道开挖量；能够提高管片的抗冲击性能，降低其运输成本和施工过程中的损伤，提升管片拼装效率和施工质量，同时能够减小管片在运营期的开裂、漏水等病害问题。

技术领域

本实用新型涉及一种应用于隧道工程中的混凝土管片，特别是涉及一种装配式超高性能混凝土盾构隧道管片。

背景技术

盾构法具有施工环境良好、开挖安全、掘进速度快、对环境影响小等优点，已经成为我国修建地铁隧道、跨江隧道和海底隧道的主要施工方法。盾构隧道管片是隧道结构的受力主体，是直接影响着隧道结构的安全性和耐久性的重要结构。

目前，盾构隧道中通常采用C50或者C60的普通钢筋混凝土管片。但是，由于普通混凝土抗拉强度低、脆性大等原因，其在运输和拼装过程中易于出现崩边、崩角等破损和裂缝的现象。此外，普通钢筋凝土管片厚度大、质量重，这样不仅提高了运输成本，而且严重影响了管片拼装的效率与质量。同时，在隧道运营过程中，普通混凝土管片易出现开裂渗水等现象，从而导致普通混凝土管片抗冻融、抗有害离子侵蚀、抗碳化能力变差。对于设置凹凸榫的盾构管片，其目的是提高接缝刚度、控制不均匀沉降、改善接缝防水性能。但是，在拼装过程中凹凸榫位置易出现应力集中发生破损或开裂，影响了削弱了管片的防水性能。上述问题，严重影响了隧道的耐久性、降低了隧道结构的安全性、缩短了隧道的使用寿命，大大提高了隧道的运营维护成本。

为解决普通钢筋混凝土存在的上述问题，国内外还有学者在混凝土管片中加入钢纤维或者合成纤维，改善管片韧性。但是，由于混凝土基体的内部结构及密实性并未得到明显改善，不能从根本上提高管片的力学性能和耐久性，也不能实现管片厚度的大幅降低和轻型化。

此外，管片外弧面为平整光滑面，其与注浆层的粘结力较弱，二者形成的衬砌结构整体性能较弱，共同抵抗围岩荷载的能力较差。因此，亟须研究一种高强、高耐久性以及整体性能优良的衬砌结构。

针对目前现有技术存在的问题，需要一种能够有效减小隧道开挖直径，降低管片运输成本，减少管片在运输、拼装过程中的碰撞破损及开裂，提高拼装效率和准确性，提高隧道结构的耐久性，大幅降低隧道运营维护成本的装配式超高性能混凝土盾构隧道管片。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型提供了一种强度大、韧性高、耐久性好、质量轻的装配式超高性能混凝土盾构隧道管片，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本实用新型的一个方面，提供了一种装配式超高性能混凝土盾构隧道管片，包括：管片主体，采用超高性能混凝土，所述管片主体为弧面片状结构，且所述管片主体内设有钢筋骨架。

在本实用新型一些实施例中，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，设置在所述管片主体顶部弧面上，所述加劲肋沿隧道纵向设置至少1道，其顶部与管片主体顶部弧面平行。

在本实用新型一些实施例中，相邻的管片主体之间设置有相互匹配的榫，管片主体的边缘设有密封垫沟槽、嵌缝槽、环缝连接螺栓孔，以及纵缝连接螺栓孔，并且管片主体的弧面上设有手孔及注浆孔兼吊装孔，其中，所述注浆孔位于管片中间位置处，所述环缝连接螺栓孔、纵缝连接螺栓孔延伸至所述手孔。

在本实用新型一些实施例中，所述管片主体厚度H1为200mm～500mm、宽度B1为1500mm～2000mm、长度L1为3000mm～6000mm；所述加劲肋的高度H2为H1的0.1～0.3倍、宽度B2为H2的0.5～1倍。