[发明专利]一种盾构片防腐系统的收边及注浆结构

说明书

本发明公开了一种盾构片防腐系统的收边及注浆结构，包括若干盾构管片、连接在盾构管片内壁的防腐内衬，各个盾构管片相互堆砌连接形成管环，管环的盾构管片之间形成接缝，盾构管片和防腐内衬的中心设有注浆孔，盾构管片和防腐内衬设有螺栓手孔，其特征在于：盾构管片的周向和轴向四周嵌入收边条，注浆孔内壁连接有聚乙烯套管，聚乙烯套管指向管环圆心的一端连接有适应聚乙烯套管的密封结构，螺栓手孔处连接有封口板；收边条设有L形边条以及T形边条，T形边条呈卧倒姿态设置在L形边条的竖边一侧，T形边条与L形边条的底边位于同一侧；密封结构包括聚乙烯防水塞、连接在聚乙烯防水塞一侧的聚乙烯密封板；封口板包括丁基防水层以及聚乙烯层。

技术领域

本发明属于盾构片技术领域，具体涉及一种盾构片防腐系统的收边及注浆结构。

背景技术

盾构机，全名叫盾构隧道掘进机，是一种隧道掘进的专用工程机械，盾构机的所谓“盾”是指保持开挖面稳定性的刀盘和压力舱、支护周围土体的盾构钢壳，所谓“构”是指构成隧道衬砌的管片和壁后注浆体。现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术，而且要按照不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造，可靠性要求极高。盾构掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。

盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法，它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。

盾构管片是盾构施工的主要装配构件，是隧道的最内层屏障，承担着抵抗土层压力、地下水压力以及一些特殊荷载的作用。盾构管片的生产通常采用高强抗渗混凝土，以确保可靠的承载性和防水性能，生产主要利用成品管片模具在密封浇灌混凝土后即可成型(混凝土的耐腐蚀性能较差，容易被酸碱腐蚀)，盾构管片又是构成管片环的所有分块的统称，包括标准块，邻接块和封顶块三类，管片的分块数量因隧道直径(对应管片环的周长)的不同而不同，原则就是不宜做得太大，以便于运输和安装(由于整体的混凝土圆环在隧道内无法运输安装，因此混凝土圆环必须被分解成多块，分解运输，洞内拼装)。

由盾构法对隧道工程进行施工，其核心受力构件为盾构管片，盾构管片容易受到环境中带有腐蚀性的氯离子、硫酸铬离子或者地下水长期浸泡，导致管片自身受到腐蚀，特别是相邻管片之间的接缝处，即纵缝，沿盾构方向相邻管片之间接缝处，即环缝，腐蚀程度比较严重。

在盾构施工中，由于刀盘开挖直径与盾构管片外径间存在空隙，需要进行同步注浆，同步注浆的目的是为了尽快填充环形间隙使管片尽早支撑地层，防止地面变形过大而危及环境安全，同时作为盾构管片外防水和结构加强层，一般会通过盾构管片上的注浆孔完成同步注浆，注浆孔位于每块盾构管片管片(封顶块除外)内弧面的几何中心。

具体的，同步注浆有以下好处：

1、防止地层变形：随着盾构机的掘进，管片脱离盾尾时，该部位的地层出现临时无支撑的凌空状态，致使管片背面的间隙变形或者局部坍塌，随围岩松散范围扩大，地面就产生沉降，如果用浆液及时的填充此间隙，地层变形或坍塌就受到约束，可以有效的控制地面沉降；

2、促进管片衬砌早期稳定：盾构隧道是管片衬砌和围岩一体化的结构，在盾构掘进的过程中，管片背面的空隙需及时均匀的填充，确保管片所受外力均匀，无偏压或集中应力现象。如果管片背面的空隙得不到及时的填充，管片处于无支撑或失稳状态，在盾构机巨大的推力下，管片之间容易出现错台、倾斜，严重时导致管片开裂；

3、提高隧道的抗渗能力：背后填充注浆能够提高盾构隧道的抗渗能力。管片脱出盾尾时，在管片背面形成空壳，用浆液及时的填充，浆液凝固时会形成一道防线，控制地下水深入隧道。