[实用新型]一种适应围岩大变形的管片衬砌结构

说明书

本实用新型公开了一种适应围岩大变形的管片衬砌结构，包括基础管片(1)和可缩式接头(6)，所述可缩式接头(6)包括内侧端面板(2)和外侧端面板(5)，所述内侧端面板(2)与所述基础管片(1)的一侧面进行固定连接，可缩式接头(6)具有多个可压缩层，该可压缩层设有可变形的压缩构件(3)。本实用新型的适应围岩大变形的管片衬砌结构，包括基础管片和可缩式接头两个部分，可缩式接头具有多个可压缩层，可压缩层设置有可变形的压缩构件，在围岩产生大变形时，可缩式接头受到两侧相邻管片的挤压作用，压缩构件发生压缩变形，为围岩变形提供了空间，释放了围岩应力，避免了隧道管片结构发生破坏。

技术领域

本实用新型属于隧道拼装式衬砌结构技术领域，更具体地，涉及一种适应围岩大变形的管片衬砌结构。

背景技术

护盾式掘进机法施工的隧道主要采用预制的管片衬砌，施工时，一定数量的管片衬砌块通过在掘进机内拼装成环，并采用环向螺栓连接，管片环与环之间采用纵向螺栓连接，最终形成封闭的衬砌结构。管片环一般由数块A型管片(或称标准块)、两块B型管片(或称邻接块)和一块可在最后封顶的K型管片(或称封顶块)组成，一般情况下，盾构隧道的直径越大，其管片环采用的管片块数越多。

由于受到外部围岩的约束作用，管片衬砌环的各块体之间处于紧压状态，在管片拼装成环后，其早期刚度较大，适应围岩变形的范围较小。当隧道穿越围岩大变形区域时，例如高地应力软岩大变形、膨胀性围岩大变形等，尤其在深埋软弱围岩中采用单护盾掘进机开挖拼装管片衬砌时，为减小作用在管片上的围岩压力，必须允许围岩有相对较大的变形，现有技术通过两种方式实现：一是采用掘进机(TBM)刀盘进行扩挖的方式，可扩挖量为5-10cm；二是通过管片背面与围岩之间填充的豆粒石层的压缩量来适应围岩变形，可适应的变形量为5cm左右。但是，上述技术中管片衬砌背后的允许变形量都较小，无法实现通过围岩变形释放其高地应力的目的，因而，在埋深较大的软弱围岩中，管片结构往往因压力过大而开裂变形。

专利文献CN102733852B公开了一种能适应围岩变形的混凝土管片衬砌结构的方法，通过在管片衬砌内壁向衬砌外部围岩沿径向打设锚杆，拆除部分管片，待围岩充分变形后浇筑钢筋混凝土进行封闭，该方法将封闭的管片衬砌转变为开口的管片衬砌与锚杆组合的结构，利用锚杆约束围岩变形，使组合结构与围岩达到力学平衡，进而释放地层挤压应力，使管片衬砌结构很好的适应地层挤压变形。但该混凝土管片衬砌结构的方法存在以下问题：1)打设锚杆与拆除管片工作量较大，且打设锚杆破坏管片结构的完整性；2)管片衬砌沿环向拆除长度难以确定，只能超量拆除。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供一种适应围岩大变形的管片衬砌结构，对于围岩大变形条件下的隧道管片衬砌，其管片衬砌由两部分组成，一部分为钢筋混凝土管片，另一部分为可缩式接头，衬砌环拼装一定数量该组合式衬砌块后，衬砌结构受到围岩变形挤压时，组合式衬砌块的可缩式接头内钢管被压变形，从而可缩式接头被压缩，隧道直径逐渐减小，实现管片结构对围岩大变形的适应性。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种适应围岩大变形的管片衬砌结构，包括：

基础管片，其采用实际工程中使用的标准块或邻接块进行尺寸改进制得；

可缩式接头，包括内侧端面板和外侧端面板，所述内侧端面板和外侧端面板构成可缩式接头的两侧端面，所述内侧端面板与所述基础管片的一侧面进行固定连接；且，

可缩式接头具有多个可压缩层，该可压缩层设有可变形的压缩构件，在围岩产生大变形时，该可缩式接头受到两侧相邻基础管片的挤压作用，迫使所述压缩构件发生压缩变形，为围岩变形提供空间，同时释放围岩应力。

进一步地，所述可压缩层包括连接板，多个所述压缩构件与连接板交替连接设置，共同形成可压缩层。

进一步地，所述压缩构件为圆形钢管压缩构件或螺旋形钢管压缩构件，其设于所述内侧端面板和外侧端面板之间；且，