CN105257319A - 一种盾构隧道管片接缝弹性密封垫 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种盾构隧道管片接缝弹性密封垫，包括沿管片接缝弹性密封垫片中心轴左右对称设置的凹槽和通孔，通孔由圆角三角通孔、圆角四边形通孔和异形通孔组成，异形通孔分上下两排，每排3个，两排异形通孔大小形状相同呈上下对称设置，上排异形通孔的左右两侧各设置一个圆角四边形通孔，下排异形通孔的左右两侧各设置一个圆角三角通孔。通过相应的耐水压与力学试验得到了该断面形式的防水性能和力学性能。本发明适用于大直径高外水压盾构隧道管片接缝防水用途。
Description
技术领域
本发明属于盾构隧道工程领域，更具体涉及一种盾构隧道管片接缝弹性密封垫，适用于水下盾构隧道的管片接缝防水工程。
背景技术
盾构法隧道衬砌管片之间存在大量的接缝，目前在实际工程中采用三元乙丙弹性密封垫作为主要的防水材料。工程中将三元乙丙弹性密封垫粘贴在管片预制的沟槽内，在管片拼装时通过挤压分别贴在两块管片上的弹性密封垫获得防水功能。但是由于新建盾构隧道埋深逐渐加大，对弹性密封垫的防水能力要求不断提高。因此对于弹性密封垫防水能力的要求越来越高，同时由于出于实际施工和结构安全性的考虑，弹性密封垫的装配力有必须满足一定的限制。因此需要提供新型的弹性密封垫断面形式，使其能满足高水压下盾构隧道管片接缝的防水要求，同时保证装配力能满足施工和设计要求。
发明内容
本发明的目的是在于提供了一种盾构隧道管片接缝弹性密封垫，结构简单，使用方便，通过改进通孔的形状、相应尺寸及排布方式的设计优化，得到了防水性能和力学性能最优的结构，特别适用于大直径高外水压盾构隧道管片接缝防水用途。
为了实现上述的目的，本发明采用如下技术措施：
一种盾构隧道管片接缝弹性密封垫，包括沿管片接缝弹性密封垫片中心轴左右对称设置的凹槽和通孔，通孔由圆角三角通孔、圆角四边形通孔和异形通孔组成，异形通孔分上下两排，每排2－4个，两排异形通孔大小形状相同呈上下对称设置，上排异形通孔的左右两侧各设置一个圆角四边形通孔，下排异形通孔的左右两侧各设置一个圆角三角通孔；所述的异形通孔的形状为半圆形和长方形组成，半圆形的直径与长方形的一条长边重合，长方形的另一条长边端点所在的两角处倒圆角。
所述的圆角三角通孔的形状为直角等腰三角形在其各角上倒圆角而成。
所述的圆角四边形通孔的形状为直角梯形四角倒圆角而成。
优选地，所述的的异形通孔上下两排的个数均为3个。
本发明与现有断面形式相比较，具有以下优点和效果：
A、结构简单，使用方便；
B、有效提高了弹性密封垫的防水能力，同时其装配力较小；
C、适用于大直径、高水压盾构隧道管片接缝防水。
本发明所提出密封垫断面形式，具备较高防水能力，同时其装配力较小的优点。
附图说明
图1为一种盾构隧道管片接缝弹性密封垫断面形式示意图。
图2为一种实施实例选用的盾构隧道管片接缝弹性密封垫断面形式示意图。
图3为一种实施实例选用的异形通孔示意图。
图4为一种实施实例选用的圆角三角通孔示意图。
图5为一种实施实例选用的圆角四边形通孔示意图。
图6为一种实施实例选用的密封垫对应不同错动量、张开量条件下的密封垫防水性能测试结果图。
图7为一种实施实例选用的密封垫不同张开量条件下的拼装力测试结果图。
其中：1—凹槽，2—异形通孔，3—圆角三角形通孔，4—圆角四边形通孔。
具体实施方式
下面结合实施案例对本发明作进一步详细描述：
实施例1：
如图1所示，一种盾构隧道管片接缝弹性密封垫，包括凹槽1和通孔，凹槽1（数量为4或5或6个）和通孔沿管片接缝弹性密封垫片中心轴左右对称设置，通孔由圆角三角通孔3、圆角四边形通孔4和异形通孔2组成，异形通孔2分上下两排，每排2或3或4个，两排异形通孔2大小形状相同呈上下对称设置，上排异形通孔的左右两侧各设置一个圆角四边形通孔，下排异形通孔的左右两侧各设置一个圆角三角通孔。
如图3所示，所述的异形通孔2的形状为半径2.5mm的半圆形和长5mm、宽1.75mm的长方形组成，半圆形的直径与长方形的一条长边重合，长方形的另一条长边端点所在的两角处倒角半径为1mm的圆角而成，异性通孔2左右对称。
如图4所示，所述的圆角三角通孔3的形状为直角边长为5mm的直角等边三角形在其各角上倒角半径为0.5mm的圆角而成。
如图5所示，所述的圆角四边形通孔4的形状为直角梯形四角上倒角半径为0.5mm的圆角而成，直角梯形的上、下底边分别为3.4mm、6.452mm，高为2.4mm，斜边为4.596mm。
如图2所示，优选地，异性通孔2上下两排各3个，上下两排异形通孔2的底边和顶边之间的间距为1.8mm，单排相邻异形通孔2的对称轴的间距为8.4mm，上排异形通孔2的左右两侧各设置一个圆角四边形通孔4，圆角四边形通孔4上靠近上排异性通孔2的一条边与上排异形通孔2的对称轴之间的间距为5.6mm，下排异形通孔2的左右两侧各设置一个圆角三角通孔3，圆角三角通孔3上靠近下排异性通孔2的一条边与下排异形通孔2的对称轴之间的间距为5.6mm；凹槽1呈U型，数量为5个，U型开口端的尺寸为5.6mm，相邻两个U型开口端部的间距为2.8mm。
密封垫橡胶材料硬度为邵氏70度，密封垫错动量分别为0mm、15mm，对密封垫在张开量为2mm至11mm条件下的防水能力进行测试，结果如附图6所示。
接缝错动0mm和15mm的防水试验结果表明，错动量为0mm和15mm时防水能力差别较大，错动0mm时的防水能力高于错动15mm时的防水能力。
在接缝错动15mm时，接缝张开量为8.0mm时，防水能力为0.77MPa，张开量为7.0mm时防水能力为0.95MPa，张开量为6.1mm时，防水能力为1.28MPa。
弹性密封垫要求在装配时可使用盾构设备将密封垫压至闭合状态，闭合状态即接缝张开量为0mm，性能良好的弹性密封垫应同时具备在闭合状态条件下对应的装配力较小的性能，以保证管片混凝土沟槽的稳定性，同时降低对盾构设备拼装能力的要求。
弹性密封垫拼装力测试结果显示，闭合状态下的装配力小于80kN/m，如附图7所示。
Claims (4)
1.一种盾构隧道管片接缝弹性密封垫，包括沿管片接缝弹性密封垫片中心轴左右对称设置的凹槽（1）和通孔，其特征在于：通孔由圆角三角通孔（3）、圆角四边形通孔（4）和异形通孔（2）组成，异形通孔（2）分上下两排，每排2-4个，两排异形通孔（2）大小形状相同呈上下对称设置，上排的异形通孔（2）左右两侧各设置一个圆角四边形通孔（4），下排的异形通孔（2）左右两侧各设置一个圆角三角通孔（3）；所述的异形通孔（2）的形状为半圆形和长方形组成，半圆形的直径与长方形的一条长边重合，长方形的另一条长边端点所在的两角处倒圆角。
2.根据权利要求1所述的一种盾构隧道管片接缝弹性密封垫，其特征在于：所述的圆角三角通孔（3）的形状为直角等腰三角形在其各角上倒圆角而成。
3.根据权利要求1所述的一种盾构隧道管片接缝弹性密封垫，其特征在于：所述的圆角四边形通孔（4）的形状为直角梯形四角倒圆角而成。
4.根据权利要求1所述的一种盾构隧道管片接缝弹性密封垫，其特征在于：所述的异形通孔（2）上下两排的个数均为3个。
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