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日本户田建设和HUME 联合开发出一种管片快速接头———HGA 接头,目前已在一项盾构隧道工程(内径2 800 mm)中投入应用。该接头能够取代以往的螺栓连接方式,实现管片分块间的快速拼接,从而提高施工效率,并且利用接头的高紧固力提升盾构隧道质量。通过此次工程应用,验证了该快速接头的施工性能和优势。
开发背景
传统盾构隧道管片拼装通常采用螺栓接头,需要进行封堵螺栓手孔等作业,存在后续工序施工时间较长等问题。对此,日本开发了多种仅需轴向滑动即可完成拼装的管片快速接头,具有缩短拼装时间、省略后续工序等优点,从而提升了施工效率。基于免二次衬砌和施工快速化、自动化理念,今后这类快速接头在管片拼装中的应用将会进一步增多。然而,以往快速接头在使用过程中,会因施工荷载或地震时外部荷载等作用造成接头连接松弛、管环间产生间隙,存在隧道内部发生渗漏水等风险。因此,为了加强环间抗拉拔力,开发了新型HGA 快速接头。
HGA 接头技术概要
HGA 接头是利用盾构推进油缸对管片施加的轴向作用力完成环间接头连接,通过高紧固力提升环与环之间的整体性效果。接头结构如图1 所示,由承口、轴构件(夹片段、螺纹段)、用于扩张轴构件的锚锥和用于固定在管片上的锚固筋(异形钢筋)构成。
管片拼装前,先把轴构件(螺纹段)拧入雄接头侧锚固筋; 然后,在对管片施加轴向作用力时,在轴构件前端(夹片段)安装圆锥形的锚锥。由于夹片段设有开槽,锚锥受到顶推时能够在紧固过程中使轴构件前端扩张,产生高紧固力。
HGA 接头特点
1)管环间的抗拉拔力较高(达到普通接头的1. 5~2. 0 倍),即使在施工过程中或地震时承受较大作用力的情况下,隧道环与环之间也不易产生间隙。
2)完成紧固后立即产生抗力,可防止管片拼装后极易出现的松弛现象。
3)免去螺栓拧紧作业,适用于自动化施工。
4)可以缩短管片拼装时间,省去后续工序, 达到缩短工期、降低成本的效果。
(摘自《盾构隧道科技》 2021-02 期)