一種盾構隧道襯砌玻璃纖維筋混凝土管片及製作方法與流程

2023-05-05 10:49:36 4

本發明涉及的是隧道施工技術領域，具體涉及一種盾構隧道襯砌玻璃纖維筋混凝土管片及製作方法。

背景技術：

作為世界先進的地下隧道施工工藝——盾構法隧道掘進法，具有施工速度快、襯砌質量高，對環境影響小等優點，廣泛用於目前的地下施工工程。作為重要的襯砌部件，盾構隧道預製管片生產工藝是隨著隧道施工工藝，特別是盾構施工工藝的發展而發展的，盾構管片是盾構施工的主要裝配構件，是隧道的最內層屏障，承擔著抵抗土層壓力、地下水壓力以及一些特殊荷載的作用。盾構管片是盾構法隧道的永久襯砌結構，盾構管片質量直接關係到隧道的整體質量和安全，影響隧道的防水性能及耐久性能，盾構隧道管片就截面形式有圓形、橢圓形、矩形、復圓形等；就管片材質而言，目前基本上是鋼筋混凝土管片和金屬管片兩種。金屬管片成本高，重量大，抗氧化腐蝕性差，且由於其金屬性能使得盾構法施工的施工進度緩慢，基於此，設計一種盾構隧道襯砌玻璃纖維筋混凝土管片及製作方法尤為必要。

技術實現要素：

針對現有技術上存在的不足，本發明目的是在於提供一種盾構隧道襯砌玻璃纖維筋混凝土管片及製作方法，結構設計合理，強度高，重量輕，成本低，抗氧耐腐蝕，大大提高管片使用壽命，提高構法施工的施工進度，易於推廣使用。

為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現：一種盾構隧道襯砌玻璃纖維筋混凝土管片，包括混凝土和多種形狀玻璃纖維筋組成的玻璃纖維筋籠，玻璃纖維筋籠中澆築有混凝土，混凝土表面設置有連接孔和吊裝孔，所述玻璃纖維筋籠由長方形玻璃纖維筋、三角形玻璃纖維筋、正方形玻璃纖維筋、有弧度的長方形玻璃纖維筋、有弧度的玻璃纖維筋、開口的長方形玻璃纖維筋、有弧度的短玻璃纖維筋以及捆綁用的玻璃纖維筋構成，長方形玻璃纖維筋、有弧度的長方形玻璃纖維筋、有弧度的玻璃纖維筋、開口的長方形玻璃纖維筋作為主玻璃纖維筋編製成玻璃纖維筋籠的主體，主體間支撐有三角形玻璃纖維筋、正方形玻璃纖維筋，連接孔、吊裝孔與玻璃纖維筋籠連接處的增強筋採用有弧度的短玻璃纖維筋固定，各玻璃纖維筋之間的連接通過捆綁用的玻璃纖維筋固定為一體。

作為優選，所述吊裝孔中的吊裝孔預埋件採用由金屬、改性工程塑料或玻璃纖維複合材料製作而成的空心內外都有螺紋的螺紋管。

作為優選，所述的各玻璃纖維筋之間的連接採用金屬或玻璃纖維筋打結、金屬螺栓扣連接或它們的組合方式連接。

作為優選，所述的主玻璃纖維筋單排布置或多排布置，主玻璃纖維筋也可採用玻璃纖維筋束，主玻璃纖維筋之間的駁接採用搭接、螺栓連接的方式或它們的組合連接。

作為優選，所述玻璃纖維筋混凝土管片管壁厚度可以漸變或突變。

作為優選，所述管片可為各種目的而使用的襯砌管片，包括標準塊、鄰接塊和封閉塊，管片可以製成各種款式的凹凸榫頭。

作為優選，所述的混凝土添加材料可以是各種目的特製的添加劑，如強化、早強、減水、膨脹、防腐蝕劑等，也可以是各種材料製作的纖維製品。

一種盾構隧道襯砌玻璃纖維筋混凝土管片的製作方法，其步驟為：

(1)按照設計製作主玻璃纖維筋和箍筋組合成的玻璃纖維筋籠；

(2)玻璃纖維筋籠內安置並連接各種預埋件和各種構造配筋；

(3)混凝土、添加材料計量、混合攪拌；

(4)玻璃纖維筋籠裝入鋼模內，向鋼模內澆築混凝土，完成管片雛形；

(5)上述裝有管片雛形的鋼模通過附著式振動器振搗，輔以人工振搗，使得混凝土擠密、成型；

(6)採用常壓蒸汽養護或高壓蒸汽養護或它們的各種順序的組合或脫模之後再次蒸汽養護；

(7)堆倉。

本發明的有益效果：抗拉強度高，可以大大降低運輸成本，玻璃纖維筋抗氧化耐腐蝕、抗高溫，大大提高了管片的使用壽命，提高其可靠性；另外，玻璃纖維筋的盾構機可切割性能，大大提高了盾構法施工的施工進度。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式來詳細說明本發明；

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明的三位剖開示意圖；

圖3為本發明長方形玻璃纖維筋的結構示意圖；

圖4為本發明三角形玻璃纖維筋的結構示意圖；

圖5為本發明正方形玻璃纖維筋的結構示意圖；

圖6為本發明有弧度的長方形玻璃纖維筋的結構示意圖；

圖7為本發明有弧度的玻璃纖維筋的結構示意圖；

圖8為本發明開口的長方形玻璃纖維筋的結構示意圖；

圖9為本發明有弧度的短玻璃纖維筋的結構示意圖；

圖10為本發明捆綁用的玻璃纖維筋的結構示意圖；

圖11為本發明螺紋管的結構示意圖。

具體實施方式

為使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體實施方式，進一步闡述本發明。

參照圖1-11，本具體實施方式採用以下技術方案：一種盾構隧道襯砌玻璃纖維筋混凝土管片，包括混凝土1和多種形狀玻璃纖維筋組成的玻璃纖維筋籠2，玻璃纖維筋籠2中澆築有混凝土1，混凝土1表面設置有連接孔3和吊裝孔4，所述玻璃纖維筋籠2由長方形玻璃纖維筋201、三角形玻璃纖維筋202、正方形玻璃纖維筋203、有弧度的長方形玻璃纖維筋204、有弧度的玻璃纖維筋205、開口的長方形玻璃纖維筋206、有弧度的短玻璃纖維筋207以及捆綁用的玻璃纖維筋208構成，長方形玻璃纖維筋201、有弧度的長方形玻璃纖維筋204、有弧度的玻璃纖維筋205、開口的長方形玻璃纖維筋206作為主玻璃纖維筋編製成玻璃纖維筋籠的主體，支撐筋由三角形玻璃纖維筋202、正方形玻璃纖維筋203組成，主體間支撐有三角形玻璃纖維筋202、正方形玻璃纖維筋203，連接孔3、吊裝孔4與玻璃纖維筋籠2連接處的增強筋採用有弧度的短玻璃纖維筋207固定，各玻璃纖維筋之間的連接通過捆綁用的玻璃纖維筋208固定為一體。

值得注意的是，所述管片的基本材料為混凝土和玻璃纖維筋，該管片結構包括以下材料和構件：混凝土、各種異形件，如矩形、正方形、弧形、三角形(或波紋形)或其它任何形狀玻璃纖維筋組成的玻璃纖維筋籠，各玻璃纖維筋之間的連接採用金屬或玻璃纖維筋打結、金屬螺栓扣連接或它們的組合方法連接。

所述玻璃纖維筋混凝土管片連接孔布置相應的玻璃纖維筋增強連接孔的承載力、在吊裝孔預埋由金屬、改性工程塑料或玻璃纖維複合材料通過磨具製作而成的空心內外都有螺紋的螺紋管209。

所述的玻璃纖維筋混凝土管片內的主玻璃纖維筋可用鋼絲纏繞、螺栓連接的方式或它們的組合連接；玻璃纖維筋混凝土管片內主玻璃纖維筋可以是單排布置，也可多排布置，主玻璃纖維筋也可採用玻璃纖維筋束，主玻璃纖維筋之間的駁接採用搭接、螺栓連接的方式或它們的組合連接。

所述玻璃纖維筋混凝土管片管壁厚度可以漸變或突變。

所述管片可為各種目的而使用的襯砌管片，包括標準塊、鄰接塊和封閉塊，管片可以製成各種款式的凹凸榫頭。

此外，所述混凝土添加材料可以是各種目的特製的添加劑，如強化、早強、減水、膨脹、防腐蝕劑等，也可以是各種材料製作的纖維製品。

本具體實施方式盾構隧道襯砌玻璃纖維筋管片的製作方法包括如下主要步驟：

(1)按照設計製作主玻璃纖維筋和箍筋組合成的玻璃纖維筋籠；

(2)玻璃纖維筋籠內安置並連接各種預埋件和各種構造配筋；

(3)混凝土、添加材料計量、混合攪拌；

(4)玻璃纖維筋籠裝入鋼模內，向鋼模內澆築混凝土，完成管片雛形；

(5)上述裝有管片雛形的鋼模通過附著式振動器振搗，輔以人工振搗，使得混凝土擠密、成型；

(6)採用常壓蒸汽養護或高壓蒸汽養護或它們的各種順序的組合或脫模之後再次蒸汽養護；

(7)堆倉。

本具體實施方式管片所採用的玻璃纖維筋作為增強筋材，抗拉強度比常規鋼筋要高出10-20%，玻璃纖維筋籠的重量只有常規鋼筋籠重量的25%，可以大大降低運輸成本；玻璃纖維筋抗氧化耐腐蝕、抗高溫的特點，大大提高了管片的使用壽命，提高其可靠性；另外，玻璃纖維筋的盾構機可切割性能，大大提高了盾構法施工的施工進度，具有廣闊的市場應用前景。

以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。