[发明专利]用于隧道预制混凝土管片的装配式快速接头及其应用方法

说明书

技术领域

本发明属于隧道施工领域，具体涉及一种用于隧道预制混凝土管片的装配式快速接头及其应用方法。

背景技术

管片接头是盾构隧道装配式衬砌管片的重要组成部分，接头的性能、经济性直接决定整个衬砌结构的性能发挥和建设成本。目前国内盾构隧道衬砌基本全都使用螺栓作为连接件，包括短直螺栓、长直螺栓、弯螺栓、斜螺栓等。

螺栓作为连接件安装直观可靠，可以保证要求的紧固力，但是也存在着很多问题：1 )使用螺栓作为连接件需要在管片上设置手孔，手孔对混凝土管片造成了削弱，在施工和使用中容易发生管片局部开裂的问题，进而导致渗漏水，影响正常使用和衬砌的耐久性；2 )螺栓的紧固基本都是人工作业，耗费大量时间和人力，施工速度慢、工期长。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种用于隧道预制混凝土管片的装配式快速接头及其应用方法，该装配式快速接头通过将可相互插接锁止的接头连接结构分别预埋于预制混凝土管片两侧的块间拼接端面上以及前后两端的环间拼接端面上，从而实现管片之间以及管节之间的快速可靠拼装，解决了使用螺栓作为连接件存在的问题。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种用于隧道预制混凝土管片的装配式快速接头，涉及环间装配式快速接头以及块间装配式快速接头，所述环间装配式快速接头包括环间公接头以及环间母接头；所述环间公接头的一端为公接头连接件，其另一端为变截面插头；所述环间母接头的一端开设有与所述变截面插头相适配的连接凹槽，其另一端设置有母接头连接件；所述连接凹槽的内壁设置有若干楔形滑块；所述连接凹槽的底部设置有楔形滑块推动机构。

所述公接头连接件垂直埋设于隧道预制混凝土管片的环间拼接端面内，所述公接头连接件的端部设置有与所述隧道预制混凝土管片内的结构连接筋相适配的内螺纹。

所述变截面插头包括与所述公接头连接件固定连接的柱体部分以及截面自内向外逐渐变大的变截面端头，所述变截面端头呈四棱锥形。

所述连接凹槽自外向内依次包括呈四棱锥形的变截面凹槽以及定截面凹槽，所述变截面凹槽的截面自外向内逐渐扩大，构成滑动斜坡面；所述楔形滑块设置于所述变截面凹槽内壁与所述变截面端头外壁面之间的间隙内，所述楔形滑块的小厚度端朝向所述变截面凹槽的开口，所述楔形滑块的大厚度端抵靠在位于所述定截面凹槽内的所述楔形滑块推动机构上。

所述楔形滑块推动机构包括挡板以及推动弹簧；所述推动弹簧设置在所述挡板以及所述定截面凹槽的底面之间。

所述环间母接头垂直埋设于隧道预制混凝土管片的环间拼接端面内，所述母接头连接件的端部设置有与所述隧道预制混凝土管片内的结构连接筋相适配的内螺纹。

所述块间装配式快速接头包括块间公接头以及块间母接头，所述块间公接头的底端垂直埋设在隧道预制混凝土管片的块间拼接端面内；所述块间公接头的顶面设置有T型接头；所述块间母接头的顶面开设有与所述T型接头相适配的T型凹槽；所述块间母接头的底端垂直埋设在隧道预制混凝土管片的块间拼接端面内。

一种用于隧道预制混凝土管片的装配式快速接头的应用方法，其特征在于包括以下步骤：在制作隧道预制混凝土管片的过程中，分别将块间装配式快速接头以及环间装配式快速接头预埋在块间拼接端面以及环间拼接端面内；将相邻隧道预制混凝土管片的块间公接头以及块间母接头连接在一起，形成环形的隧道预制混凝土管节；将相邻的所述隧道预制混凝土管节之间的环间公接头以及所述环间母接头连接在一起，在连接过程中将相应的变截面插头插入连接凹槽内部。

在所述变截面插头插入所述连接凹槽的过程中，所述变截面插头的端面将楔形滑块以及楔形滑块推动机构向所述连接凹槽的底部推动；当所述变截面插头插设至指定位置的过程中，所述变截面插头与所述连接凹槽内的变截面凹槽内壁之间的间隙逐渐增大，所述楔形滑块推动机构的挡板在其所抵靠的推动弹簧的回弹力作用下推动各所述楔形滑块插入所述变截面插头的侧面和所述连接凹槽内壁之间的空隙内，并形成锁死结构。

本发明的优点是，通过块间装配式快速接头以及环间装配式快速接头可以快速的将隧道预制混凝土管片拼装成隧道；采用插接的连接结构可以包容一定程度的施工误差，且插接的连接结构具有良好的承载弯矩的能力，有利于提高管片环向刚度。

附图说明

图1为本发明中的隧道预制混凝土管节的连接处的局部剖视图；

图2为本发明中的隧道预制混凝土管片的连接处的局部剖视图；

图3为本发明中的图1中A处的局部放大图；