一种装配式混凝土预制构件接头及其应用的制作方法

1.本发明属于装配式隧道工程领域，尤其涉及一种装配式混凝土预制构件接头及其应用。


背景技术：

2.明挖隧道是从地面开挖至设计标高，并在基坑中浇筑隧道结构，最后回填覆土的施工方法，被广泛应用于浅埋隧道中，具有历史悠久、应用广泛等特点。但是明挖隧道主体结构多为现场浇筑混凝土，施工速度慢，质量易受现场管理水平等影响。
3.装配技术是在工厂标准化生产预制构件，并运送至现场组装的技术，预制构件通过接头形成整体结构，具有工期短、机械化程度高、绿色环保等优点。但是接头结构属于薄弱环节，可能发生开裂、渗漏水病害，且后期维修困难。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种装配式混凝土预制构件接头及其应用，以解决预制装配式明挖隧道接头松动以及防水困难的问题。
5.本发明提供的技术方案具体如下：
6.一种装配式混凝土预制构件接头，包括：
7.至少一注浆钢管，其管壁沿纵向设有若干个注浆孔；所述注浆钢管横断面为两侧边向内收缩的束腰结构；和
8.至少一对条形注浆槽，成对的条形注浆槽分别设于两混凝土预制构件内并沿其所在混凝土预制构件纵向延伸，条形注浆槽开口朝向两混凝土预制构件的接缝并向内收缩，两混凝土预制构件对齐后，成对的条形注浆槽配合形成供注浆钢管插入的束腰型孔道。
9.采用以上技术方案，本发明将横断面为束腰结构的注浆钢管插入两条形注浆槽形成的束腰型孔道中，可将两混凝土预制构件连接起来，且从注浆孔压入的浆液能填充注浆钢管与束腰型孔道之间的缝隙，固化后能起到密封、防水的作用，且能增强接头强度，提升结构整体刚度。
10.在上述技术方案的基础上，两混凝土预制构件的接头处至少设有一对相互咬合的条形榫槽和条形榫头，条形榫槽和所述条形榫头沿其所在混凝土预制构件纵向延伸。采用以上技术方案，本发明利用相互咬合的条形榫槽和条形榫头防止两混凝土预制构件在横向上相对位移。
11.在上述技术方案的基础上，至少在所述条形榫槽和所述条形榫头的迎土侧设置一对条形注浆槽，防止水渗入榫槽，造成渗漏。
12.在上述技术方案的基础上，至少在两混凝土预制构件的水平接缝内设有连续或不连续的弹性衬垫。弹性衬垫在两混凝土预制构件起到缓冲作用，防止因安装时冲击力太大导致混凝土预制构件损坏。弹性衬垫不连续时，浆液可几乎充满接缝，能增强接头强度，提升结构整体刚度；弹性衬垫连续时，浆液被限制在弹性衬垫之间的区域内。
13.在上述技术方案的基础上，至少在所述接缝的迎土侧边缘设有一条平行于条形注浆槽的条形防水槽，条形防水槽内设有防水密封垫，以防止接头渗漏。
14.在上述技术方案的基础上，条形注浆槽为预埋入混凝土预制构件的金属槽，以便注浆钢管插入，且金属槽外壁焊接有锚固钢筋，以提高金属槽与基体之间的连接强度。
15.在上述技术方案的基础上，条形注浆槽为缩口的c型钢管槽，注浆钢管为8字形钢管。
16.在上述技术方案的基础上，装配式混凝土预制构件接头用于装配式明挖隧道结构，条形注浆槽沿隧道纵向延伸。
17.第二方面，本发明提供一种明挖隧道施工方法，采用上述装配式混凝土预制构件接头，包括：
18.将两混凝土预制构件在基坑内密贴对齐；
19.向束腰型孔道内插入注浆钢管；
20.通过注浆钢管向束腰型孔道压满浆液。
21.在上述技术方案的基础上，在将两混凝土预制构件密贴对齐之前，至少在水平接缝处安装弹性衬垫，并至少接缝的迎土侧边缘粘贴平行于条形注浆槽的防水密封垫。粘贴防水密封垫时，接缝的迎土侧边缘必须粘贴防水密封垫，背土侧可根据需要粘贴或不粘贴。
附图说明
22.图1为对齐的接头横断面示意图(右侧未安装注浆钢管)；
23.图2为图1中位于接缝上方的混凝土预制构件的横断面示意图；
24.图3为图1中位于接缝下方的混凝土预制构件的横断面示意图；
25.图4为图2中混凝土预制构件在条形注浆槽处的横断面示意图；
26.图5为注浆钢管的结构示意图；
27.图中：1、混凝土预制构件；2、条形注浆槽；3、注浆钢管；4、迎土侧；5、背土侧；6、条形榫槽；7、条形榫头；8、束腰型孔道；9、防水密封垫；10、弹性衬垫；11、锚固钢筋。
具体实施方式
28.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
29.如图1所示，本发明提供一种用于明挖隧道的装配式混凝土预制构件接头，两混凝土预制构件1和条形注浆槽2均沿隧道纵向延伸。两混凝土预制构件1的接头处设有一对相互咬合的条形榫槽6和条形榫头7，条形榫槽6和所述条形榫头7沿其所在混凝土预制构件1纵向延伸，相互咬合的条形榫槽6和条形榫头7两侧各设有一对条形注浆槽2，该对条形注浆槽2分别设于接缝两侧的两混凝土预制构件1内并沿其所在混凝土预制构件1纵向延伸；条形注浆槽2开口朝向两混凝土预制构件1的接缝并向内收缩，横断面呈缩口c字形；两混凝土预制构件1对齐后，成对的条形注浆槽2配合形成供所述注浆钢管3插入的束腰型孔道8，横断面呈8字形。该装配式混凝土预制构件接头还包括两个注浆钢管3，注浆钢管3的管壁沿其纵向均匀开设若干个注浆孔；注浆钢管3横断面为两侧边向内收缩的束腰结构；将注浆钢管
3插入束腰型孔道8后，刚好与束腰型孔道8紧贴。通过注浆钢管3压浆，浆液通过沿注浆钢管3纵向分布的注浆孔渗入注浆钢管3与条形注浆槽2之间的缝隙内，直至充满，将缝隙完全密封。浆液在注浆钢管3与条形注浆槽2之间的缝隙内固化后，能提高接头整体性能，并防止从迎土侧4渗入接缝的地下水进一步渗漏，避免其进入隧道内部。
30.如图2和图3所示，两混凝土预制构件1的水平接缝内设有连续或不连续的弹性衬垫10，弹性衬垫10主要分布在榫槽底部、条形注浆槽2两侧的水平接缝处，以防止两混凝土预制构件1之间的应力集中，避免安装时在两混凝土预制构件1接缝处形成裂纹。在接缝的两侧边缘设有一条平行于条形注浆槽2的条形防水槽，条形防水槽内填充有防水密封垫9，防水密封垫9能够阻止水通过接缝从迎土侧4向背土侧渗漏。优选地，防水密封垫9为三元乙丙橡胶密封垫。
31.如图4所示，条形注浆槽2为预埋入混凝土预制构件1的金属槽，金属槽内壁为缩口c型槽、外壁为方管形，其外壁上焊接有锚固钢筋11，锚固钢筋11向背向接缝的方向延伸。
32.如图5所示，注浆钢管3是横断面为8字形的钢管，管壁上沿其纵向均匀开设多个注浆孔。本发明的注浆钢管3不限于横断面为8字形的钢管，其横断面可以是两个共顶点的三角形、两个共上底的梯形、两个相交或相切的圆形或椭圆形等中间窄、两头宽的束腰形结构。
33.本发明提供的一种明挖隧道施工方法，采用以上装配式混凝土预制构件接头，包括：
34.在两混凝土预制构件1水平接缝面粘贴弹性衬垫10，并在两混凝土预制构件1两侧边缘的条形防水槽填充防水密封垫9；
35.将两混凝土预制构件1在基坑内密贴对齐；
36.向束腰型孔道8内插入注浆钢管3；
37.通过注浆钢管3向束腰型孔道8压满浆液。
38.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“成对”指的是接头对齐之后配合使用的两个，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
39.需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
40.以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发
明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。