[发明专利]一种用于盾构地中对接的衬砌结构连接形式及施工方法

权利要求书

1.一种用于盾构地中对接的衬砌结构连接及施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：两台盾构机相向掘进，洞内对接后，拆除盾壳（1）内的设备，保留盾壳（1）；

步骤2：两台盾构机拼装的预制衬砌段分别设为先行盾构段和后行盾构段，分别在先行盾构段和后行盾构段盾尾的盾壳（1）上沿环向焊接一圈角钢挡板（5），角钢挡板（5）的直角朝向盾尾内侧，角钢挡板（5）的一侧焊接在盾尾靠近最后一环砼管片（2）端面盾壳（1）内壁上，角钢挡板（5）的另一侧边长小于砼管片（2）外弧面与盾壳（1）之间的间隙，并且另一侧的延长线落在预制衬砌段盾尾最后一环的砼管片（2）内侧，且与该环砼管片（2）外边缘有一定距离；

步骤3：采用密封垫（4）分别对先行盾构段和后行盾构段的砼管片（2）外弧面与盾壳（1）之间的间隙端部、砼管片（2）纵缝、砼管片（2）与钢管片（3）环缝、钢管片（3）纵缝进行封堵；

步骤4：先行盾构段和后行盾构段之间作为现浇衬砌段，现浇衬砌段与预制衬砌段的两侧接头处分别通过盾构机拼装机拼装一环钢管片（3），使得钢管片（3）背板与盾壳（1）贴合，同时，用千斤顶顶力使钢管片（3）将密封垫（4）与角钢挡板（5）紧密接触；

步骤5：砼管片（2）和钢管片（3）上分别设有螺纹孔，螺栓（6）通过螺纹孔从砼管片（2）由下往上斜向上插入钢管片（3），并从钢管片（3）内穿出后连接螺母，螺纹孔的孔径大于螺栓（6）的直径；

步骤6：将钢管片（3）与盾壳（1）焊接，然后，在现浇衬砌钢管片（3）之外的剩余段进行钢筋绑扎和模筑混凝土的现浇作业。

2.根据权利要求1所述的一种用于盾构地中对接的衬砌结构连接及施工方法，其特征在于：由于盾壳（1）和砼管片（2）外弧面的间隙沿环向是不断变化的，因此密封垫（4）的高度有相应的调整，为了使密封垫与角钢挡板有足够的接触面积，进而产生足够的接触应力，故需要对角钢挡板（5）边长相应进行调整，具体的，角钢挡板（5）非焊接在盾壳（1）一侧的边长H_jg满足下述公式：

H_jg＜（R_E－R_T）/2±X

其中，R_E表示盾尾直径，R_T表示砼管片（2）的外径，X表示调节长度，是H_jg随着盾壳（1）和砼管片（2）外弧面之间的间隙变化而增加或者减少的长度，范围在±5~10mm。

3.根据权利要求1所述的一种用于盾构地中对接的衬砌结构连接及施工方法，其特征在于：密封垫（4）包括一体成型的密封垫主体（41）和密封垫延伸部（42），密封垫延伸部（42）呈长条形，位于密封垫主体（41）的侧下方，密封垫主体（41）上设有若干孔洞，密封垫主体（41）的高度小于砼管片（2）外弧面与盾壳（1）之间的间隙，便于密封垫（4）塞入砼管片（2）外弧面与盾壳（1）之间的间隙，密封垫延伸部（42）的长度大于钢管片（3）的厚度，从而利于将钢管片（3）与砼管片（2）环缝以及钢管片（3）整环之间的纵缝的渗流通道堵死，达到防水的效果。

4.根据权利要求3所述的一种用于盾构地中对接的衬砌结构连接及施工方法，其特征在于：密封垫主体（41）呈长条形，通过油缸将密封垫主体（41）沿着砼管片（2）外弧面与盾壳（1）之间的间隙的圆环面依次塞入，直至密封垫主体（41）首尾粘接成整环，提高密封性能。

5.根据权利要求3所述的一种用于盾构地中对接的衬砌结构连接及施工方法，其特征在于：密封垫（4）压紧之后接触面的接触应力需满足接触应力大于2倍水压，从而确保不会形成渗水通道。