[发明专利]一种基于高性能水泥基复合材料的隧道管片及其施工方法

说明书

本发明公开了一种基于高性能水泥基复合材料的管片及其施工方法，管片两侧边分别开设有两端封闭的凹槽，凹槽内布设有一组预埋钢筋，预埋钢筋伸出于凹槽外，隧道拼装时，相邻两管片的凹槽相对应扣合，形成封闭的管片连接槽，管片连接槽的端面开设有灌浆孔和出浆孔，通过灌浆孔和出浆孔向管片连接槽内灌注高性能水泥基复合材料，管片连接槽内预埋钢筋进行错位搭接连接。本发明通过错位搭接连接，无需精准定位，施工方便，管片钢筋经过这种可靠锚固再浇筑高强度的高性能水泥基复合材料，使得管片的整体性能和抗震性能显著提高。

技术领域

本发明涉及高性能水泥基复合材料和隧道管片技术领域，具体说是一种基于高性能水泥基复合材料的隧道管片及其施工方法。

背景技术

近年来，由于城市轨道交通的快速发展和城镇化进程的加快，我国对地下空间资源的需求越来越大，盾构隧道管片施工技术因其机械化程度高、施工速度快、环境影响小等优点，在当今城市地铁隧道以及大型隧道工程中被广泛采用。盾构法隧道是通过螺栓连接将多块预制管片现场拼装而形成的结构，由于是螺栓连接，所以管片之间形成的接缝（环缝和纵缝）以及螺栓孔部位容易出现渗漏水现象，为防止地下水渗漏到管片内，通常会在管片接缝处设置橡胶防水密封垫、在螺栓孔口处设置遇水膨胀橡胶密封圈，并进行注浆、嵌缝处理等。

采用螺栓连接基本都是人工作业，耗费大量时间和人力，施工速度慢、工期长。实际工程中螺栓采用防水橡胶圈并进行注浆和嵌缝处理后，出现渗漏水的现象依然普遍存在，管片内一旦出现渗漏，将严重威胁着隧道内的安全和运营，尤其对于电力隧道和地铁隧道将造成不可估量的生命和财产损失。

申请号201610708866.7公开了一种盾构法隧道管片螺栓孔防水构造和施工方法，通过二个防水垫圈提高了螺栓孔的防水压力，具有更好的耐久性，但是这种连接形式施工较为复杂，也不能避免防水垫圈的老化问题。

目前，国内大多数都是通过外加措施让螺栓孔增强防水能力，而无法避免使用螺栓连接。因此，寻找一种不通过螺栓连接，施工方便、抗渗性能和耐久性能好、连接可靠，造价低，能够有效地解决螺栓孔防水问题的新型隧道管片连接方式和施工方法是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术中的不足，提供一种基于高性能水泥基复合材料的隧道管片。

本发明的另一目的是提供一种基于高性能水泥基复合材料的隧道管片拼装施工方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于高性能水泥基复合材料的隧道管片，若干所述隧道管片进行拼装构成一圈隧道环，所述隧道管片两侧边分别开设有两端封闭的凹槽，所述凹槽内布设有一组预埋钢筋，所述预埋钢筋伸出于所述凹槽外，隧道拼装时，相邻两隧道管片的凹槽相对应扣合，形成封闭的管片连接槽，管片连接槽的端面开设有灌浆孔和出浆孔，通过灌浆孔和出浆孔向所述管片连接槽内灌注高性能水泥基复合材料，所述管片连接槽内预埋钢筋进行错位搭接连接。

本发明进一步的设计方案中，上述凹槽为V型凹槽或U型凹槽或弧形凹槽。

本发明进一步的设计方案中，上述预埋钢筋的直径不低于6mm，伸出的锚固长度不低于预埋钢筋直径的5倍。

本发明进一步的设计方案中，上述灌浆孔位于管片连接槽最低点，所述出浆孔位于管片连接槽的最高点。

本发明进一步的设计方案中，相扣合拼接的两隧道管片的凹槽口四周粘贴有一层止水垫。

本发明进一步的设计方案中，上述高性能水泥基复合材料的配合比为水泥：粉煤灰：硅灰：石英砂：水：减水剂：钢纤维=690:240:172:187.34:991.8:22.04:120，其中减水剂掺量为2.0%，钢纤维体积掺量为1.5%，砂胶比0.9，水胶比为0.17。

上述基于高性能水泥基复合材料的隧道管片的施工方法，包括以下具体步骤：