一种可收缩隧道管片的制作方法

本实用新型属于隧道施工技术领域，具体涉及一种可收缩隧道管片。

背景技术：

国内外高地应力大变形隧道案例屡见不鲜，在此类隧道建设中，当初期支护采用刚度较大的拱架、钢管片或是钢筋混凝土管片时，往往出现初期支护结构在高地应力作用下发生开裂的现象，严重影响隧道施工安全。

在现有隧道建设当中，使用钢筋混凝土管片作为初期支护或最终支护的施工方法已屡见不鲜。但在高地应力隧道当中，由于钢筋混凝土管片支护刚度较大，基本不允许隧道围岩发生变形，使管片在较大的围岩压力作用下发生开裂。除使用钢筋混凝土管片进行初期支护外，目前也有采用可缩性拱架进行初期支护，可缩性拱架允许围岩发生进行收缩，降低围岩压力，使拱架和围岩在较小的围岩压力下达到受力平衡，从而达到稳定的初期支护。但此种方法在后期支护刚度相对于钢筋混凝土管片而言较小，安全系数相对较低。

因此，设计一种能在初期支护前期允许围岩收缩以降低围岩压力，同时在支护后期提供较大的支护刚度的管片，从而在高地应力隧道中形成安全稳定的初期支护非常有必要。

技术实现要素：

针对现有技术中高地应力隧道中钢筋混凝土管片容易开裂以及可缩性拱架后期支护刚度较低的问题，本实用新型提供一种可收缩隧道管片，其目的在于：避免混钢筋凝土管片开裂的同时提高后期支护刚度。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种可收缩隧道管片，包括数个钢筋混凝土管片和数个收缩装置，所述收缩装置位于相邻钢筋混凝土管片的连接处，所述收缩装置包括第一预埋钢板和第二预埋钢板，所述第一预埋钢板和第二预埋钢板分别与相邻的钢筋混凝土管片固定连接，所述第一预埋钢板与第二预埋钢板之间设置有数个承压钢管。

采用该技术方案后，钢筋混凝土管片拼装完成后在围岩压力作用下，承压钢管受压变形，钢筋混凝土管片整体发生径向收缩，使围岩充分发挥自承能力，降低围岩对钢筋混凝土管片的压力。当钢筋混凝土管片整体发生一定量的径向收缩后，其支护反力与围岩压力达到平衡，即形成稳定支护。当钢筋混凝土管片整体达到稳定后，将承压钢管与预埋钢板焊接固定，并使用混凝土将承压钢管周围空隙填满，最终形成完整的初期支护。本实用新型允许钢筋混凝土管片通过承压钢管的变形而发生径向收缩，从而降低围岩压力，防止钢筋混凝土管片开裂，后期支护刚度大，安全系数高。

作为优选，所述第一预埋钢板的截面形状为l形，所述第二预埋钢板位于第一预埋钢板的内侧。

采用该优选方案后，在钢筋混凝土管片发生径向收缩时，第二预埋钢板可以沿着第一预埋钢板滑动，避免出现错位。

作为优选，所述数个承压钢管的轴线方向与钢筋混凝土管片的切线方向垂直，并且承压钢管沿钢筋混凝土管片的轴线方向等间距设置。

采用该优选方案后，承压钢管沿钢筋混凝土管片的轴箱并排设置，可以增加承压钢管的稳定性。

作为优选，所述承压钢管包括平面段和弧面段，所述平面段分别与第一预埋钢板和第二预埋钢板螺栓连接，相邻承压钢管的间距不小于弧面段的长度与弧面段直径的差值。

采用该优选方案后，平面段便于承压钢管与预埋钢板连接，弧面段能够提供支护反力，限定相邻承压钢管之间的距离，可以防止相邻承压钢管被压扁之后互相干涉。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型允许钢筋混凝土管片通过承压钢管的变形而发生径向收缩，从而降低围岩压力，防止钢筋混凝土管片开裂，后期支护刚度大，安全系数高。

2.第一预埋钢板的截面形状为l形，在钢筋混凝土管片发生径向收缩时，第二预埋钢板可以沿着第一预埋钢板滑动，避免出现错位。

3.承压钢管沿钢筋混凝土管片的轴箱并排设置，可以增加承压钢管的稳定性。

4.平面段便于承压钢管与预埋钢板连接，弧面段能够提供支护反力，限定相邻承压钢管之间的距离，可以防止相邻承压钢管被压扁之后互相干涉。

附图说明

本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中a部分的放大图；

图3是收缩装置的主视图。

其中，1-钢筋混凝土管片，2-第一预埋钢板，3-第二预埋钢板，4-定位螺钉，5-承压钢管。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面结合图1～图3对本实用新型作详细说明。

一种可收缩隧道管片，包括数个钢筋混凝土管片1和数个收缩装置，钢筋混凝土管片1根据不同形状断面隧道定制。所述收缩装置位于相邻钢筋混凝土管片1的连接处，所述收缩装置包括第一预埋钢板2和第二预埋钢板3，所述第一预埋钢板2和第二预埋钢板3分别预埋在相邻的钢筋混凝土管片1中，所述第一预埋钢板2与第二预埋钢板3之间设置有数个承压钢管5。本实施例中，收缩装置的数量为四个，沿整个管片上下对称且左右对称设置。

本实施例中，所述第一预埋钢板2的截面形状为l形，所述第二预埋钢板3位于第一预埋钢板2的内侧，并与第一预埋钢板2活动连接。

本实施例中，承压钢管5的数量为三个，且承压钢管5的轴线方向与钢筋混凝土管片1的切线方向垂直，并且承压钢管5沿钢筋混凝土管片1的轴线方向等间距设置。

本实施例中，所述承压钢管5包括平面段和弧面段，所述平面段分别与第一预埋钢板2和第二预埋钢板3螺栓连接。假设相邻承压钢管5的间距为s，则为了保证相邻的承压钢管5被压扁之后不会发生相互干涉，则s的最小取值为s＝πr-2r，其中r为弧面段的半径。为了保证承压钢管5提供足够的支撑反力，s的最大值为πr-2r+2cm。

以下是本实用新型的具体使用流程：

步骤一：钢筋混凝土管片1在预制厂内制作，将第一预埋钢板2与第二预埋钢板3预埋在需要收缩的钢筋混凝土管片1端部。

步骤二：钢筋混凝土管片1在现场拼装前将承压钢管5通过螺钉安装到第一预埋钢板2或者第二预埋钢板3上，再进行钢筋混凝土管片整体拼装。拼装到位后通过定位螺钉4将承压钢管5与相邻管片上的预埋钢板连接。

步骤三：待钢筋混凝土管片1受压收缩至稳定后，使用混凝土将承压钢管5周围的空隙填满即可。

以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。