专利名称：地铁区间盾构隧道管片衬砌纵向抗震接头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及盾构隧道管片衬砌的接头。
背景技术：
目前盾构隧道主要采用多个弧形的单层钢筋混凝土管片通过接头拼接成管片环， 再将管片环通过接头拼接成长管道。由于隧道采用了这种拼装的方式，隧道的安全稳固性 和防震性，在很大程度上取决于管片间及管片环间的接头的连接稳固性和抗震性。现有管片与管片间及管片环与管片环间的接头均为螺栓接头。管片外表面开有凹 槽形成手孔，两相邻管片的手孔之间周向穿孔，螺杆穿入周向孔，在两管片的手孔处的螺杆 端部拧紧螺母即完成管片之间的连接，从而拼接成管片环；这种形成管形成管片环的接头 为横向接头。同样在管片环的外表面开凹槽形成手孔，两相邻管片环的手孔之间纵向(轴 向)穿孔，螺杆穿入纵向孔内，在两管片环的手孔处的螺杆端部拧紧螺母即将管片环拼接 成纵向无限延伸的隧道砌衬，这种将管片环纵向连接在一起的接头为纵向接头。为起到更 好的紧固和防水的作用，螺杆两端从外到内还依次设有垫圈和胀水橡胶，其中胀水橡胶遇 水膨胀。盾构隧道衬砌的荷载主要来自横断面上，而纵向接头主要起到传递管片环间不平 衡力的作用，故在针对纵向接头进行检算时，主要进行抗剪检算。相对于其他方法修建的隧 道，盾构法隧道由于接头的存在，其刚度大大降低，有利于抗震，因此在通常情况下，盾构隧 道的纵向接头的抗震性能是足够的，不需要对管片纵向接头进行专门的抗震设计。但是，在 高烈度地震区，地震荷载产生的复杂作用力，从而使纵向接头承受很大的包括拉力在内的 复杂作用力。现有的盾构隧道管片衬砌的纵向接头抗拉变形能力有限，在地震时会造成接 头螺栓及衬砌结构的破坏。如1995年日本阪神地震中，大量的盾构隧道纵向接头遭到显 著破坏，影响了隧道的正常使用。2008年汶川大地震导致成都市多个区间盾构隧道纵向接 头附近发生管片开裂、较大错台等。由此看出，在高烈度地震区的城市地铁区间盾构法隧道 中，纵向接头及由纵向接头连接处的环缝是盾构隧道管片衬砌最薄弱的环节，其抗震能力 有待于提高。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种地铁区间盾构隧道管片衬砌纵向抗震接头，该纵向 抗震接头能降低衬砌结构纵向等效抗拉刚度，增大环缝的变形能力，减小地震时产生的纵 向拉力，提高盾构法隧道的抗震能力，尤其适用于高烈度地震区地铁区间盾构隧道使用，并 且无需改变现有隧道的结构，实施方便，易于推广。本实用新型实现其发明目的，所采用的技术方案是一种地铁区间盾构隧道管片 衬砌纵向抗震接头，包括螺杆、螺杆两端的螺母、螺母的内侧依次有垫圈、水胀橡胶，其结构 特点是所述的垫圈与螺母之间的螺杆上还套合有弹性装置。本实用新型的使用方法是将螺杆穿入两相邻管片环的手孔之间的纵向(轴向)穿孔内，在两管片环的手孔处的螺杆端从内到外依次套入水胀橡胶、垫圈、弹性装置后，再 拧紧螺母，即实现管片环间的拼接。本实用新型的纵向接头的力学原理分析发生地震时管片环随周围地层一起运动，环缝处会受到附加拉力和弯矩的共同作 用，当力和弯矩超过接头的抗变形能力时，便会引起衬砌结构及接头的破坏。地震时产生的 纵向附加拉力与盾构隧道衬砌结构纵向等效抗拉刚度成正比，故降低衬砌等效抗拉刚度可 以降低地震时产生的纵向附加拉力。等效抗拉刚度的计算公式为
权利要求1.一种地铁区间盾构隧道管片衬砌纵向抗震接头，包括螺杆(1)、螺杆(1)两端的螺母 O)、螺母O)的内侧依次有垫圈(3)、水胀橡胶(6)，其特征在于所述的螺母O)与垫圈 (3)之间的螺杆(1)上还套合有弹性装置G)。
2.根据权利要求1所述的一种地铁区间盾构隧道管片衬砌纵向抗震接头，其特征在 于所述的螺母⑵与弹性装置⑷之间套合有外垫圈(3’)。
3.根据权利要求1所述的一种地铁区间盾构隧道管片衬砌纵向抗震接头，其特征在 于所述的弹性装置(4)为弹簧。
专利摘要一种地铁区间盾构隧道管片衬砌纵向抗震接头，包括螺杆(1)、螺杆(1)两端的螺母(2)、螺母(2)的内侧依次有垫圈(3)、水胀橡胶(6)，螺母(2)与垫圈(3)之间的螺杆(1)上还套合有弹性装置(4)。该纵向抗震接头能降低衬砌结构纵向等效抗拉刚度，增大环缝的变形能力，减小地震时产生的纵向拉力，提高盾构法隧道的抗震能力，尤其适用于高烈度地震区地铁区间盾构隧道使用，并且无需改变现有隧道的结构，实施方便，易于推广。
文档编号E21D11/08GK201826853SQ20102026457
公开日2011年5月11日 申请日期2010年7月21日 优先权日2010年7月21日
发明者何川, 周济民, 方勇, 汪波, 王士民, 郭瑞, 高云龙 申请人:西南交通大学