[发明专利]一种装配式矩形隧道衬砌的接头结构及其安装方法

说明书

一种装配式矩形隧道衬砌的接头结构及其安装方法，包括隧道段和矩形隧道节段，所述的隧道段由若干个矩形隧道节段拼接而成，隧道段的径向截面形状为矩形，所述矩形隧道节段是将预制有圆柱形连接钢柱孔的矩形隧道节段端面朝上，竖直摆放，插入连接钢柱，钢柱孔内添加粘结材料，将预制有圆台形连接钢柱孔的矩形隧道节段端面朝下，向下对接拼装，在接头和连接钢柱的双重作用下，将上下矩形隧道节段紧密拼装为一个整体。本发明具有现场装配精度高、容易控制、施工快捷、工作量小和对周边环境影响小且环保的优点，在装配式隧道工程中能有效减少工期和成本。

技术领域

本发明涉及隧道工程接头技术领域，具体是一种装配式矩形隧道衬砌的接头结构及其安装方法。

背景技术

伴随着社会经济的不断发展，城市化进程的持续加快，如今城市隧道建设的数量与日俱增。市政隧道不但不占用地面空间，还能缓解地面交通压力，属于一种可靠又方便的地下通道结构，目前已在各城市中得到广泛应用。但隧道开挖与建造的过程中，经常需要在现有的城市路网下进行，建造时的地质条件和水文条件错综复杂，而且对地面交通的影响也很大，所以对施工时的防水、建造时的工期、对环境的影响等有严格的要求。现有的隧道安装技术主要为整体现浇、预制拼装两种，其中现场浇筑建造的隧道虽然整体性比较好，但仍存在工期长、现场浇筑工作量大、对交通影响大等缺点。

如今在城市地下空间开发和利用过程中，预制拼装隧道的类型也逐渐丰富，而且因为矩形模板容易加工，矩形断面的空间利用率大等优势，在市政隧道的建设中，用到的主要隧道类型是装配式矩形隧道。装配式矩形隧道一般采用钢柱连接管片，常采用短直钢柱、长直钢柱、弯钢柱、斜钢柱等。但是钢柱连接有一定的局限性，在接头的连接处存在结构连接处刚度和强度较弱、装配的精度较低以及施工质量难以控制等问题，具体表现为管片错台、接头破损和结构渗水等问题。

有鉴于此,我们根据现有存在的问题进行研究与改良，通过开发出一种装配式的接头，在提高作业效率和性价比的同时，减少钢柱手孔对管片截面的削弱和简单拼装使得接头强度弱等不利影响，通过该技术解决现今隧道接头上存在的某些问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种装配式矩形隧道衬砌的接头结构及其安装方法，既能解决现场浇筑建造存在工期长、现场浇筑工作量大、对交通影响大的问题，又能解决钢柱连接接头的连接处刚度和强度较弱、装配的精度较低以及施工质量难以控制的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种装配式矩形隧道衬砌的接头结构，包括隧道段和矩形隧道节段，所述的隧道段由若干个矩形隧道节段拼接而成，隧道段的径向截面形状为矩形，所述矩形隧道节段是将预制有圆柱形连接钢柱孔的矩形隧道节段端面朝上，竖直摆放，插入连接钢柱，钢柱孔内添加粘结材料，将预制有圆台形连接钢柱孔的矩形隧道节段端面朝下，向下对接拼装，在接头和连接钢柱的双重作用下，将上下矩形隧道节段紧密拼装为一个整体。

所述矩形隧道节段包括Π型矩形隧道节段、h型矩形隧道节段、H型多层矩形隧道节段和型多层矩形隧道节段，所述的Π型矩形隧道节段，以其径向的对称轴为切线，将是Π型矩形隧道节段平分为左右两半，两半的结构形式相同，并名其为h型矩形隧道节段。同样，以H型矩形隧道节段的对称轴为切线，将是H型矩形隧道节段平分为左右两半，两半的结构形式也相同，但区别于h型矩形隧道节段，并名其为型矩形隧道节段。

所述的Π型矩形隧道节段的末端都有接头，两侧为凸起相同大小的立方体，立方体的长为接头长度的1/4，宽与接头的宽相同，高度与长度相同。中间有立方体形状的缺口，缺口的体积为凸起体积的两倍，拼装时接头的每个凸起都插入一个缺口，一个缺口插入两个凸起，通过缺口与凸起，凸起与凸起侧面的挤压，将各Π型矩形隧道节段铆合。

所述的Π型矩形隧道节段有两种形式，拼装时位于隧道上层的矩形隧道节段接头，其凸起和缺口带有圆台形连接钢柱孔，每个凸起有一个圆台形连接钢柱孔，每个缺口有两个圆台形连接钢柱孔，等距直线分布，下层矩形隧道节段的接头带有圆柱形连接钢柱孔。