CN106050275B - 一种盾构隧道管片螺栓孔密封防水装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种盾构隧道管片螺栓孔密封防水装置，用于在相邻的第一管片和第二管片间的接缝中部螺栓孔的防水，该装置包括以接缝中部螺栓孔为中心，由内向外依次设置的第一密封组件和第二防水组件，所述的第一密封组件位于第二防水组件形成的第二密封腔体中，所述的螺栓孔位于第一密封组件形成的第一密封腔体中。与现有技术相比，本发明具有密封防水、效果好、科学合理等优点。
Description
技术领域
本发明涉及盾构隧道接缝防水工程领域，尤其是涉及一种具有双道防水密封垫的盾构隧道管片中部螺栓孔处的密封防水装置。
背景技术
近年来，随着我国地下空间的陆续开发，以及城市轨道交通网络的不断完善，盾构工法以其机械化程度高、施工速度快、环境影响小等优点，在当今城市地铁隧道以及大型水下隧道工程中被广泛采用。据调查显示，盾构隧道渗漏水已成为影响盾构隧道安全及运营的主要病害之一，尤其对于电力隧道、污水隧道以及地铁隧道等，渗漏水不仅对日常的运营带来重重安全隐患。随着高水压越江或者跨海隧道的不断出现，单道接缝防水已不能满足现有的设计要求，双道、甚至多道防水在盾构管片接缝防水设计中不断被采用。
根据国内某地铁隧道的长期监测及病害检测情况，在调查中发现，除了在衬砌管片接缝(环缝及纵缝)处发生渗漏水之外，螺栓孔处的渗漏病害也普遍存在，表明螺栓孔也是渗漏水发生的主要位置之一。然而在现行的盾构隧道的设计工作中，针对螺栓的防水处理，通常仅在螺栓手孔处采用注浆嵌缝等处理方式。实际工程中，根据调查表明，螺栓手孔处的渗漏水病害广泛普遍存在，表明现行的螺栓孔处防水处理方式不佳，亟待进一步完善，并进行针对性的科学合理设计。
对于越江跨海的高水压隧道，以及电力隧道、输水隧道等，对于管片接缝防水，具有很高的防水能力和防水安全系数要求。往往采用双道防水密封垫的设计形式，通过设置两道弹性密封垫，对压形成双道防水防线，确保管片接缝即使在一侧张开的情况下，也能至少有一道防水密封垫能承受较高的水压。大大提高了管片接缝防水的安全系数及防水能力稳定性。然后，在管片接缝中存在连接螺栓，螺栓孔与管片之间存在空隙，螺栓手孔处进行了注浆封堵处理，实际情况表明，螺栓手孔处注浆封堵等一般的处理方式防水效果不佳，防水能力远远小于弹性密封垫。因此，当双道防水防线中，第一道防水失效，水压作用下水进入中心腔体，此时处于中心腔体内的螺栓孔成了防水最脆弱部位，在水压作用下被迅速击穿，接缝整体防水失效，然而，第二道防水在此情形下，几乎不发挥作用而毫无意义。故对于双道防水的盾构隧道管片接缝，中部螺栓孔处的防水成为双道防水能否有效发挥作用的关键，目前国内外均尚无此部分的设计和装置。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种密封防水、效果好、科学合理的盾构隧道管片螺栓孔密封防水装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种盾构隧道管片螺栓孔密封防水装置，用于在相邻的第一管片和第二管片间的接缝中部螺栓孔的防水，该装置包括以接缝中部螺栓孔为中心，由内向外依次设置的第一密封组件和第二防水组件，所述的第一密封组件位于第二防水组件形成的第二密封腔体中，所述的螺栓孔位于第一密封组件形成的第一密封腔体中。
所述的第一密封组件包括嵌设在第一管片接缝面上环形凹槽内的第一封闭弹性密封圈和嵌设在第二管片接缝面上环形凹槽内的第二封闭弹性密封圈，所述的第一封闭弹性密封圈和第二封闭弹性密封圈相互密封形成第一密封腔体。
所述的第二防水组件包括嵌设在第一管片接缝面上直线凹槽内的第一防水单元和嵌设在第二管片接缝面上直线凹槽内的第二防水单元，所述的第一防水单元和第二防水单元相互密封形成第二密封腔体。
所述的第一封闭弹性密封圈和第二封闭弹性密封圈均为三元乙丙橡胶制成的弹性密封圈。
所述的第一封闭弹性密封圈和第二封闭弹性密封圈均为带有拱门槽开口截面的环形或矩形密封垫圈。
所述的第一防水单元和第二防水单元均为弹性密封垫或遇水膨胀条。
所述的环形凹槽内缘与螺栓孔外缘的间距不小于10mm。
所述的第一封闭弹性密封圈和第二封闭弹性密封圈通过防水强力胶粘结在环形凹槽或矩形凹槽内。
所述的第一管片和第二管片通过直螺栓、弯螺栓或斜螺栓相互连接。
所述的第一管片和第二管片为混凝土管片、铸铁管片或钢纤维管片。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
一、密封防水，效果好：原有的盾构隧道管片间仅采用直线密封的方式，来防止隧道管片外部渗水，而螺栓孔处则仅采用注浆嵌缝的方式来防止螺栓孔漏水，本发明采用环形或矩形封闭密封圈的形式对管片接缝处的螺栓孔处进行第一道密封，同时在管片的内外两侧均设置直线密封形式的密封圈进行第二道密封，既能有效的防止管片外部的向内渗水，又能防止螺栓孔的漏水，防水效果好。
二、科学合理：结合具体螺栓孔处防水性能试验，可精确地量测本装置的防水能力，并科学合理地进行接缝双道防水设计，对实际工程具有很强的指导意义。
附图说明
图1为相邻管片接缝处的结构示意图。
图2为图1中1-1的剖面结构示意图。
图3为相邻管片接缝处凹槽内缘与螺栓孔外缘的间距示意图。
图4为实施例中一种封闭弹性密封垫圈的断面示意图。
图5为实施例中另一种封闭弹性密封垫圈的断面示意图。
其中，1、第一管片，2、第二管片，3、第一封闭弹性密封圈，4、第二封闭弹性密封圈，5、第一防水单元，6、第二防水单元，7、中部螺栓。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1至图2所示为本发明涉及的双道防水盾构隧道管片接缝中部螺栓孔防水装置实例。其特征在于，该装置包括第一管片1、第二管片2、第一封闭弹性密封圈3、第二封闭弹性密封圈4、第一防水单元5、第二防水单元6、中部螺栓7。如图所示，第一封闭弹性密封垫圈3粘贴于第一管片1表面，所述第二封闭弹性密封圈4粘贴于第二管片2表面；所述的第一防水单元5、第二防水单元6上下布置于第一管片1、第二管片2的接缝中；所述第一封闭弹性密封垫圈3、第二封闭弹性密封圈4将中部螺栓包围在内部；所述中部螺栓7介于第一防水单元5和第二防水单元6所形成的中心腔体中，连接第一管片1和第二管片2。
本实例中采用混凝土管片，但本发明不限于此类型，可为混凝土管片、铸铁管片或钢纤维管片等的一种。
根据设计尺寸在管片接缝表面预制与封闭弹性密封垫圈对应的沟槽，用于固定密封垫圈位置，并用防水胶将密封垫圈粘贴于管片的沟槽位置。
本实例中封闭弹性密封垫圈为环形，但本发明不限于此类形式，可为环形、矩形、方形或多边形框的一种，其实施步骤同本实例。
本实例中第一防水单元5、第二防水单元6采用两条弹性密封垫压密防水方式，但本发明不限于此类型，可采用遇水膨胀等多种单一或组合防水的方式。
如图1所示，本实例中螺栓孔密封垫圈为封闭圆环。但本发明不限于此类型式，可为封闭圆环、或者封闭框体、封闭多边形的一种，其实施步骤同本实例。
如图2所示，本实例中螺栓为斜螺栓。但本发明不限于此类型式，可为直螺栓、弯螺栓或斜螺栓的一种，其实施步骤同本实例。
如图3所示，密封垫圈沟槽内轮廓与螺栓孔外轮廓之间，距离为10mm，用于防止沟槽和螺栓孔处的应力集中破损及管片接缝错动影响。
如图4和5所示，本实例中封闭弹性密封垫圈为三元乙丙橡胶制成的超弹性材料，耐久性良好，其断面具有拱门槽开口截面的圆环密封垫圈，由橡胶压制工艺制成，制作工艺简单，适应性强，但本发明不限于此类型式，可为一个、多个拱门槽开口、或中部带小孔截面的密封垫圈的一种，其实施步骤同本实例。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (7)
1.一种盾构隧道管片螺栓孔密封防水装置，用于在相邻的第一管片(1)和第二管片(2)间的接缝中部螺栓孔的防水，其特征在于，该装置包括以接缝中部螺栓孔为中心，由内向外依次设置的第一密封组件和第二防水组件，所述的第一密封组件位于第二防水组件形成的第二密封腔体中，所述的螺栓孔位于第一密封组件形成的第一密封腔体中，所述的第一密封组件包括嵌设在第一管片(1)接缝面上环形凹槽内的第一封闭弹性密封圈(3)和嵌设在第二管片(2)接缝面上环形凹槽内的第二封闭弹性密封圈(4)，所述的第一封闭弹性密封圈(3)和第二封闭弹性密封圈(4)相互密封形成第一密封腔体，所述的第二防水组件包括嵌设在第一管片(1)接缝面上直线凹槽内的第一防水单元(5)和嵌设在第二管片(2)接缝面上直线凹槽内的第二防水单元(6)，所述的第一防水单元(5)和第二防水单元(6)相互密封形成第二密封腔体，所述的第一封闭弹性密封圈(3)和第二封闭弹性密封圈(4)均为三元乙丙橡胶制成的弹性密封圈。
2.根据权利要求1所述的一种盾构隧道管片螺栓孔密封防水装置，其特征在于，所述的第一封闭弹性密封圈(3)和第二封闭弹性密封圈(4)均为带有拱门槽开口截面的环形或矩形密封垫圈。
3.根据权利要求1所述的一种盾构隧道管片螺栓孔密封防水装置，其特征在于，所述的第一防水单元(5)和第二防水单元(6)均为弹性密封垫或遇水膨胀条。
4.根据权利要求1所述的一种盾构隧道管片螺栓孔密封防水装置，其特征在于，所述的环形凹槽内缘与螺栓孔外缘的间距不小于10mm。
5.根据权利要求1所述的一种盾构隧道管片螺栓孔密封防水装置，其特征在于，所述的第一封闭弹性密封圈(3)和第二封闭弹性密封圈(4)通过防水强力胶粘结在环形凹槽或矩形凹槽内。
6.根据权利要求1所述的一种盾构隧道管片螺栓孔密封防水装置，其特征在于，所述的第一管片(1)和第二管片(2)通过直螺栓、弯螺栓或斜螺栓相互连接。
7.根据权利要求1所述的一种盾构隧道管片螺栓孔密封防水装置，其特征在于，所述的第一管片(1)和第二管片(2)为混凝土管片、铸铁管片或钢纤维管片。
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