CN110107584B - 一种盾构隧道螺栓接头的防水密封装置 - Google Patents

Abstract

一种盾构隧道螺栓接头的防水密封装置，属于盾构隧道防水工程技术领域。所述盾构隧道螺栓接头的防水密封装置，包括密封圈固定装置和防水盖帽，密封圈固定装置包括依次同轴设置的第一套筒、第二套筒和第三套筒，第一套筒的两端和第三套筒的两端均分别设有凹槽，凹槽内均设有弹性防水密封圈，第二套筒的两端均设有与邻近的凹槽对应的凸起，第一套筒、第二套筒和第三套筒的外壁均分别设置至少两个滑槽，防水盖帽设置在密封圈固定装置的外部，防水盖帽内壁中部设有弹簧，弹簧与垫片连接，垫片与螺栓头接触，防水盖帽的内壁设有与滑槽对应的滑块。所述盾构隧道螺栓接头的防水密封装置，安装方便、防水效果持久，提升了整体螺栓体系稳定性。

Description

一种盾构隧道螺栓接头的防水密封装置

技术领域

本发明涉及盾构隧道防水工程技术领域，特别涉及一种盾构隧道螺栓接头的防水密封装置。

背景技术

随着经济的快速发展，城市轨道交通也紧跟步伐，不仅直接关系到城市居民的出行、工作和生活，而且低污染、低能耗的特点也提升了城市现代化的形象，因此，城市轨道交通被称为“绿色生命交通”。在当前隧道施工方法中，盾构法凭借着施工质量高、全机械化等优点，在北京、上海等各大城市中普遍应用。据有关调查显示，隧道的渗漏水是地下建筑出现病害的主要原因，不仅影响城市交通形象也影响着地下隧道运营安全。结合相关地铁隧道的水灾害调查发现，除了最常见的环缝，纵缝之间会发生渗漏水，螺栓孔处也会发生渗漏水，在目前的隧道防水设计中，使用注浆嵌缝的传统方法在后期也会出现渗漏水的病害，现有的螺栓孔防水设计需要进一步完善。

在地铁隧道中，对于隧道防水要求很高，而在螺栓孔处防水设计还是比较匮乏，结合当前有关隧道工程使用遇水膨胀橡胶垫圈在螺栓孔处进行防水的研究发现，采用弹性垫圈取代传统的钢制垫圈用于接头螺栓的组装，一方面可以减小接头的刚度，能够避免螺栓发生破坏，另一方面还可以有效的防水，但当单一使用防水橡胶垫圈时，在安装螺栓时可能会造成损坏，当受力不均匀时防水橡胶垫圈易造成偏心导致防水性能下降，造成螺栓孔处渗漏水，对有大量电线设备的地铁隧道，电力隧道等造成极大的安全隐患。

发明内容

为了解决现有技术中存在的隧道螺栓孔处易漏水、螺栓孔防水结构防水效果不好等技术问题，本发明提供了一种盾构隧道螺栓接头的防水密封装置，安装方便、防水效果持久，提升了整体螺栓体系稳定性。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种盾构隧道螺栓接头的防水密封装置，包括密封圈固定装置和防水盖帽；

所述密封圈固定装置包括依次同轴设置的第一套筒、第二套筒和第三套筒，所述第一套筒的两端和第三套筒的两端均分别设有凹槽，所述凹槽内均设有弹性防水密封圈，所述第二套筒的两端均设有与邻近的凹槽对应的凸起，所述第一套筒、第二套筒和第三套筒的外壁均分别设置至少两个滑槽；

所述防水盖帽设置在密封圈固定装置的外部，其为一端开口的圆柱筒结构，所述防水盖帽靠近第一套筒一侧的内壁中部设有弹簧，所述弹簧与垫片连接，所述垫片与螺栓头接触，所述防水盖帽的内壁设有与所述滑槽对应的滑块，所述滑块沿滑槽滑动将防水盖帽安装在密封圈固定装置上。

所述滑槽包括依次连接的进入段、环绕段和固定段，所述进入段均设置在所述第一套筒、第二套筒和第三套筒靠近螺栓头的一侧，所述环绕段沿所述第一套筒、第二套筒和第三套筒的周向设置，所述固定段为弧形、U形、V形或者W形结构，所述固定段远离环绕段的一端设有与滑块配合的卡槽，所述滑块卡在卡槽内。

所述弹性防水密封圈通过防水强力胶粘结在第一套筒和第三套筒的凹槽内。

所述第一套筒、第二套筒和第三套筒的外径依次递增。

所述防水盖帽的外壁设有防腐蚀涂料。

所述盾构隧道螺栓接头的防水密封装置适用于直螺栓、斜螺栓或者弯螺栓。

本发明的有益效果：

(1)有效的防水性能：1)通过弹性防水密封圈与第一套筒、第二套筒和第三套筒组合，使弹性防水密封圈处于三向受压状态，将弹性防水密封圈的变形约束在第一套筒、第二套筒和第三套筒的凹槽内，防止受力不均匀使弹性防水密封圈易造成偏心导致防水性能下降，采用体积膨胀率较小的弹性防水密封圈即可达到较好的防水效果，极大的改善螺栓孔的防水能力；2)通过第二套筒两侧的凸起与第一套筒和第三套筒凹槽内的弹性防水密封圈配合能保持紧密挤压状态，保证了螺栓接头处防水的长期稳定性和耐久性。

(2)施工操作方便，由于弹性防水密封圈设置在第一套筒和第三套筒的凹槽内，所以弹性防水密封圈在螺栓安装时不易损坏；涂抹防腐蚀涂料的防水盖帽起到固定第一套筒、第二套筒和第三套筒的作用，并且阻止外界因素对螺栓的侵蚀，提升整体螺栓体系的稳定性，整体设计对螺栓接头进行科学的防水保护，在工程中具有很强的指导性。

附图说明

图1是本发明提供的盾构隧道螺栓接头的防水密封装置的结构示意图；

图2是本发明提供的密封圈固定装置的爆炸图；

图3是本发明提供的弹性防水密封圈安装在密封圈固定装置内的剖视示意图；

图4是本发明提供的防水盖帽的结构示意图；

图5是本发明提供的图2中A的局部放大图。

图中，1-第一套筒；2-第二套筒；3-第三套筒；4-弹性防水密封圈；5-第一凹槽；6-第二凹槽；7-第三凹槽；8-第四凹槽；9-第一凸起；10-第二凸起；11-滑块；12-进入段；13-环绕段；14-固定段；15-弹簧；16-垫片；17-弹簧固定槽；18-螺栓头；19-滑槽；20-卡槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

为了解决现有技术存在的问题，如图1至图5所示，本发明提供了一种盾构隧道螺栓接头的防水密封装置，包括密封圈固定装置和防水盖帽，密封圈固定装置包括依次同轴设置的第一套筒1、第二套筒2和第三套筒3，第一套筒1、第二套筒2和第三套筒3的外径依次递增，第一套筒1的两端和第三套筒3的两端均分别设有凹槽，凹槽内均设有弹性防水密封圈4，弹性防水密封圈4通过防水强力胶粘结在第一套筒1和第三套筒3的凹槽内，第二套筒2的两端均设有与邻近的凹槽对应的凸起，第一套筒1、第二套筒2和第三套筒3的外壁均分别设置至少两个滑槽19。防水盖帽设置在密封圈固定装置的外部，其为一端开口的圆柱筒结构，防水盖帽的外壁设有防腐蚀涂料，防水盖帽靠近第一套筒1一侧的内壁中部设有弹簧15，弹簧15与垫片16连接，垫片16与螺栓头18接触，防水盖帽的内壁设有与滑槽19对应的滑块11，滑块11沿滑槽19滑动将防水盖帽安装在密封圈固定装置上。滑槽19包括依次连接的进入段12、环绕段13和固定段14，进入段12设置在第一套筒1、第二套筒2和第三套筒3靠近螺栓头18的一侧，环绕段13沿第一套筒1、第二套筒2和第三套筒3的周向设置，固定段14远离环绕段13的一端设有卡槽20，滑块11卡在卡槽20内，如图5所示，滑块11与卡槽20形状对应，配合使用。固定段14为弧形、U形、V形或者W形，在实际使用中，只要能够与弹簧15配合保证防水盖帽与密封圈固定装置相对位置不变的形状都可以替换使用。

本实施例中，如图1至图3所示，第一套筒1的两端和第三套筒3的两端均分别设有凹槽，凹槽内均设有弹性防水密封圈4，具体设置方式为：第一套筒1远离第二套筒2的一端设有第一凹槽5，第一套筒1靠近第二套筒2的一端设有第二凹槽6，第三套筒3远离第二套筒2的一端设有第三凹槽7，第三套筒3靠近第二套筒2的一端设有第四凹槽8，第一凹槽5、第二凹槽6、第三凹槽7和第四凹槽8内均通过防水强力胶粘结有弹性防水密封圈4，第二套筒2的两端均设有与邻近的凹槽对应的凸起，具体设置方式为：第二套筒2靠近第一套筒1的一端设有与第二凹槽6对应的第一凸起9，第二套筒2靠近第三套筒3的一端设有与第四凹槽8对应的第二凸起10。第一套筒1的外壁对称设置有两个滑槽19，每个滑槽19包括依次连接的进入段12、环绕段13和固定段14，进入段12设置在靠近螺栓头18的一侧，环绕段13沿第一套筒1的周向设置，固定段14为弧形，固定段14远离环绕段13的一端设有卡槽20，滑块11卡在卡槽20内；第二套筒2和第三套筒3上的滑槽结构、设置位置和数量均与第一套筒1上的滑槽19相同，每个滑槽19都包括依次连接的进入段12、环绕段13和固定段14，第二套筒2滑槽19的进入段12设置在靠近第一套筒1的一侧，环绕段13沿第二套筒2的周向设置，固定段14为弧形，固定段14远离环绕段13的一端设有卡槽20，滑块11卡在卡槽20内，第三套筒3滑槽19的进入段12设置在靠近第二套筒2的一侧，环绕段13沿第三套筒3的周向设置，固定段14为弧形，固定段14远离环绕段13的一端设有卡槽20，滑块11卡在卡槽20内。通过防水盖帽内侧的6个滑块11和第一套筒1、第二套筒2和第三套筒3外壁上6个滑槽19配合，并且滑块11卡在滑槽19末端的卡槽20内，通过弹簧15以及滑块11和卡槽20的配合，将密封圈固定装置和防水盖帽固定，保证其防水密封效果。防水盖帽设有弹簧固定槽17，弹簧15的一端与弹簧固定槽17固定连接，弹簧15的另一端与垫片16固定连接，垫片16与螺栓头18接触，用于加强螺栓盖帽的滑块11与密封圈固定装置上卡槽20之间的咬合力。进入段12与环绕段13所在平面的夹角为90度，以保证密封圈固定装置和防水盖帽连接的稳定性。

本实施例中，盾构隧道螺栓接头的防水密封装置应用在斜螺栓上，密封圈固定装置内粘结体积膨胀率较小的弹性防水密封圈4，密封圈固定装置内各个弹性防水密封圈4的大小结构均相同，且与套筒同轴设置，各个套筒之间采用凸头和凹口相插入式拼接，最后并通过配套的防水盖帽完成拼装，第一套筒1的外径小于第二套筒2的外径，第二套筒2的外径小于第三套筒3的外径，如图4所示，防水盖帽内壁设有分别与第一套筒1、第二套筒2和第三套筒3配合的阶梯结构，三个套筒的外径大小不同，分别与防水盖帽内壁的阶梯结构配合，方便使用，防水盖帽内壁还设有与第一套筒1、第二套筒2和第三套筒3外壁滑槽19配合的滑块11，滑块11经过进入段12、环绕段13和固定段14，最后滑块11卡在卡槽20中，卡槽20所在的平面与弹簧15的方向垂直，以保证弹簧15将滑块11在卡槽20内的稳定，也保证了密封圈固定装置和防水盖帽连接的稳定性。防水盖帽的外壁涂抹无溶剂环氧树脂阻止外界因素对螺栓的侵蚀，提升整体螺栓体系稳定性的作用。

本发明中盾构隧道螺栓接头的防水密封装置的使用方法，将弹性防水密封圈4通过防水强力胶粘结在第一套筒1和第三套筒3的凹槽内，从左至右依次将第一套筒1、第二套筒2和第三套筒3同轴设置好，安装螺栓，将防水盖帽的滑块11滑入对应的滑槽19中，经过进入段12、环绕段13和固定段14，最后滑块11卡在卡槽20中，检查防水盖帽连接的稳定性，完成盾构隧道螺栓接头的防水密封装置的安装。本实施例安装时，如图3所示，弹性防水密封圈4的厚度与第一凹槽5的深度、第三凹槽7的深度均相等；第二凹槽6的深度与第一凸起9的高度和弹性防水密封圈4的厚度的和相等，第四凹槽8的深度与第二凸起10的高度和弹性防水密封圈4的厚度的和相等。

当发生漏水情况时，水渗入到接头位置，弹性防水密封圈4膨胀，弹性防水密封圈4会压紧接头处的缝隙，使其具有多重防水性能，第一套筒1、第二套筒2和第三套筒3中的弹性防水密封圈4处于三向受压状态，将弹性防水密封圈4的变形约束在套筒内，使其受力均匀提高其防水能力；通过第二套筒2两端的凸起与对应的凹槽配合使弹性防水密封圈4保持紧密挤压状态，保证了螺栓接头处防水的长期稳定性和耐久性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种盾构隧道螺栓接头的防水密封装置，包括密封圈固定装置，所述密封圈固定装置包括依次同轴设置的第一套筒和第三套筒，所述第一套筒的两端和第三套筒的两端均分别设有凹槽，所述凹槽内均设有弹性防水密封圈，其特征在于，所述盾构隧道螺栓接头的防水密封装置还包括防水盖帽；

所述密封圈固定装置还包括与第一套筒和第三套筒同轴设置的第二套筒，所述第二套筒的两端均设有与邻近的凹槽对应的凸起，所述第一套筒、第二套筒和第三套筒的外壁均分别设置至少两个滑槽；

所述防水盖帽设置在密封圈固定装置的外部，其为一端开口的圆柱筒结构，所述防水盖帽靠近第一套筒一侧的内壁中部设有弹簧，所述弹簧与垫片连接，所述垫片与螺栓头接触，所述防水盖帽的内壁设有与所述滑槽对应的滑块，所述滑块沿滑槽滑动将防水盖帽安装在密封圈固定装置上。

2.根据权利要求1所述的盾构隧道螺栓接头的防水密封装置，其特征在于，所述滑槽包括依次连接的进入段、环绕段和固定段，所述进入段均设置在所述第一套筒、第二套筒和第三套筒靠近螺栓头的一侧，所述环绕段沿所述第一套筒、第二套筒和第三套筒的周向设置，所述固定段为弧形、U形、V形或者W形结构，所述固定段远离环绕段的一端设有与滑块配合的卡槽。

3.根据权利要求1所述的盾构隧道螺栓接头的防水密封装置，其特征在于，所述弹性防水密封圈通过防水强力胶粘结在第一套筒和第三套筒的凹槽内。

4.根据权利要求1所述的盾构隧道螺栓接头的防水密封装置，其特征在于，所述第一套筒、第二套筒和第三套筒的外径依次递增。

5.根据权利要求1所述的盾构隧道螺栓接头的防水密封装置，其特征在于，所述防水盖帽的外壁设有防腐蚀涂料。

6.根据权利要求1所述的盾构隧道螺栓接头的防水密封装置，其特征在于，所述盾构隧道螺栓接头的防水密封装置适用于直螺栓、斜螺栓或者弯螺栓。

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