管片作为盾构施工的主要装配构件,是隧道的最外层屏障,其质量直接关系隧道结构的安全。根据施工工况不同,应用的管片也随之不同。今天,小编为大家介绍一种HCCP复合管片,既可以应对内水压大、急曲线等工况,又可以耐震防渗。
HCCP管片的由来
随着施工技术的发展,越来越多的隧道施工需要在软弱地层或急曲线的工况下进行。传统的混凝土管片已无法满足特殊工况下的结构要求。日本早在20世纪90年代就研制了高耐力的SSPC复合管片(Steel Segment with Pre-filled Concrete,填充混凝土钢管片)应对这些复杂工况。
该种管片是以钢壳作为基本结构,在钢壳中用纵向肋板设置间隔,填充混凝土后制成的复合管片。但这种结构仅能通过钢壳对抗水土压力等外力,因此在外力较大的情况下,其钢壳厚度也需要相应增加,成本也随之上升。为此,从2008年开始研发新型的HCCP(Hybrid & Composite Concrete Packed)管片。
HCCP管片的结构
HCCP管片是在原有的SSPC管片结构基础上进行了改良,其结构除隧道内表面侧以外的5面皆为钢壳、内部填充混凝土,也称为“填充混凝土复合管片”。管片的钢壳和填充混凝土形成整体对抗水土压力,具有更高的强度和经济性能。根据强度不同,HCCP分成标准强度-NS(Normal Strength)和超高强度-SS(Super Strength)两种型号。
HCCP-NS型管片使用了加工成“く”形的纵肋,防止钢壳和填充混凝土沿隧道径向/轴向偏移,实现钢壳与填充混凝土整体化。此外,“く”形纵肋能够确保良好的混凝土填充性能。
HCCP-SS型则是在纵肋上设置了开孔,使埋设在填充混凝土内、作为主要受拉构件的钢筋可从中穿过,实现了钢壳与填充混凝土的整体化。此外,纵肋形成的隔板结构能够加强填充混凝土的抗剪能力,因此在使用较多的主筋时可采用最小程度的抗剪加强筋。
HCCP管片的性能
耐震及防水
与普通混凝土管片相比,HCCP管片具有高耐冲击性和高止水性。
防腐蚀性
采用了2种方法确保管片防腐蚀性能:
• 1)根据隧道内部的腐蚀环境,参照混凝土标准示方书,以标准管片为基准设定钢壳内的混凝土填筑量。
• 2)根据隧道内部的腐蚀环境,以ISO标准等作为基准,对包括钢壳内缘在内的必要区域采用重防腐涂覆。
接头性能
HCCP管片的接头可使用螺栓接合式或机械式接头。
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