[实用新型]大断面机动车隧道防水型土压平衡矩形顶管管节

说明书

技术领域

本实用新型涉及地下工程施工领域，尤其涉及矩形隧道土压平衡顶管管节及施工方法，可应用于下穿市政道路、铁路或河道等其他构筑物的隧道工程土压平衡顶管施工中。

背景技术

国内外对土压平衡矩形顶管研究的最新进展在于市政过街通道和地下商业街人行通道的实施方面。目前，现有的土压平衡矩形顶管的截面为尺寸较小的矩形，其具有如下的缺陷：1.现有的土压平衡矩形顶管的顶部为平面设置，四角处为直角拐角，承载能力小。2.沿施工方向，前后顶管结合部的防水结构中的承插钢环等金属件在长年使用后容易因锈蚀而发生损毁，导致前后顶管结合部的防水结构不能作为永久防水结构，利用现有的土压平衡矩形顶管施工而成的隧道在长期使用后（20-30年）容易因此而产生管节节头漏水现象，影响隧道的正常使用，增加后期运营维护成本。隧道的设计寿命一般不少于100年，因此在隧道使用寿命的大部分周期内，利用现有土压平衡矩形顶管施工而成的隧道均遭受防水维护的困扰。当然，由于土压平衡矩形顶管在近年来才得到广泛应用，因此漏水现象还未大规模显现出来。3.现有土压平衡矩形顶管的力学结构决定了其截面较小，根据相关规范（城市道路工程设计规范CJJ37-2012）、各地规划部门对隧道机动车车道宽度和限高的要求，既有的矩形顶管断面尺寸也难以满足要求。4. 因现有矩形顶管管节接头均为柔性的承插式接头，对于不同管节承受竖向或侧向较大差异荷载时易产生管节错位，引起接头防水失效，甚至丧失使用功能。5. 现有土压平衡矩形顶管的应用在于市政过街通道和地下商业街人行通道，此类隧道具有长度短、无机动车通过因而没有不均衡动载的影响。现有大断面机动车隧道防水型土压平衡矩形顶管管节如果长期承受不均衡动载，则长期使用中顶管管节容易发生错位的现象。

总之，机动车隧道与地下人行通道相比具有断面较大、覆土和竖向荷载较大、隧道更长的特点，目前的土压平衡矩形顶管不能解决长期使用后的漏水问题，也不能确保长期使用后顶管管节之间不发生错位现象，不能运用到机动车隧道中来。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种大断面机动车隧道防水型土压平衡矩形顶管管节。

为实现上述目的，本实用新型的大断面机动车隧道防水型土压平衡矩形顶管管节设有两层防水结构；第一层防水结构设置在顶管管节的两端部；以顶管顶进的方向为前向，顶管管节圆周表面的后端设有预埋钢环槽，预埋钢环槽处连接有承插钢环，承插钢环根部处的管壁上设有与承插钢环紧密配合的止水钢环，预埋钢环槽的端部径向凹陷设有密封胶预留槽；顶管管节圆周表面的前端相邻设有两个台阶槽，两台阶槽由前向后分别是防水设置槽和承插槽，防水设置槽外径小于承插槽外径，防水设置槽内间隔设有防水保护钢圈，防水保护钢圈以外的防水设置槽内设有第一止水条，第一止水条用于与相邻顶管管节的承插钢环紧压配合；承插槽用于与相邻顶管管节上的承插钢环相插接；第二层防水结构包括连接在顶管管节前端的环形软木垫板、顶管管节后端设置的后环形槽以及顶管管节前端设置的前环形槽；环形软木垫板的中部设有垫板环形槽，后环形槽内设有后止水条，前环形槽内设有前止水条，垫板环形槽与所述后止水条和所述前止水条对应设置。

本实用新型具有如下的优点：

本实用新型的两层防水结构中，第一层防水结构设在顶管的外缘处，其具体结构中具有金属部件，将第一层防水结构的使用寿命限制在20－30年。当第一层防水结构损坏后，第二层防水结构将发挥其防水作用。由于第二层防水结构中没有金属部件，依靠止水条实现防水功能，因而其使用寿命在100年以上，能够保证隧道在其设计使用寿命之内都具有良好的防水性能。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是去掉承插钢环后图1的俯视图；

图3是图2中A处的放大图；

图4是图1的A－A截面图；

图5是顶管前后管节接缝处的结构示意图；

图6是图5中B处的放大图。

具体实施方式

本实用新型中，沿隧道长度方向，以顶管顶进的方向为前向，反之为后向。

如图1至图5所示（图2、图4和图5中箭头所示方向为施工时顶管的前进方向），本实用新型公开了一种大断面机动车隧道防水型土压平衡矩形顶管管节，所述顶管管节于外壁面中部沿周向间隔设有径向贯通管壁的注浆孔2，所述顶管管节的四个面的中部皆设有两个吊装孔1，所述顶管管节于外壁面前部沿周向间隔设有贯通管壁的径向触变泥浆压浆孔4。触变泥浆压浆孔4用于减少顶进阻力，为现有技术，因此图中未作放大显示。所述顶管管节的顶部呈拱形，所述管节的截面四角21皆为圆弧倒角结构。