CN115370396A - 一种盾构隧道螺栓孔防水方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种盾构隧道螺栓孔防水方法，涉及盾构隧道技术领域，包括：多个管片；多个所述管片组合成圆形封闭结构，管片的接缝处为拼接面；连接孔，设置在管片的拼接面上，用于固定管片；连接件，设置在连接孔的内部；本发明的有益效果是：通过在管片螺栓内外侧的外槽口和内槽口铺贴内密封垫和外密封垫，隧道接缝受力合理、力学性能影响小，在此前提下，外密封垫局部失效漏水时，连接孔密封圈及内密封垫的组合防水，仍然能保证隧道结构的防水稳定性；同时，通过设置在连接孔外沿的密封圈，能有效防止水对钢制螺栓的腐蚀，提高螺栓的耐久性能；密封圈构造简单，功能明确且使用简便，对结构力学性能基本无影响，防水效率相对现有方案提升明显。

Description

一种盾构隧道螺栓孔防水方法

技术领域

本发明涉及盾构隧道技术领域，具体是涉及一种盾构隧道螺栓孔防水方法。

背景技术

在水下盾构隧道防水设计中，由于水压高，需要着重控制地下水渗漏进入隧道，一般会在隧道管片接缝处设置多道防水密封垫，特别对于内外侧布置双道密封垫的设计，为防止外侧密封垫失效后水体沿螺栓孔渗入隧道内，常用的方法是：在螺栓中套入一个遇水膨胀橡胶圈，随着螺栓拧紧，橡胶圈被螺帽压紧与手孔处混凝土密贴，以达到阻水效果；

螺帽处布置橡胶圈的防水理念，在螺栓的紧固力作用下能压实密封垫与混凝土密切接触，螺栓孔的防水性能在短时间内有一定的保证率，但随着管片拼装错台螺栓难以完全紧固、运营期振动荷载及后期隧道变形使得螺栓松动，则螺帽处密封垫与混凝土的接触压力变小甚至消失，逐渐失去防水效果，难以保证螺栓孔的防水密封性。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种盾构隧道螺栓孔防水方法。

第一方面，本发明提供一种盾构隧道螺栓孔防水结构，包括：多个管片；

多个所述管片组合成圆形封闭结构，管片的接缝处为拼接面；

连接孔，设置在管片的拼接面上，用于固定管片；

连接件，设置在连接孔的内部，用于支撑管片；

手孔，设置在管片的内壁，用于连接件的施工及固定；

所述管片的拼接面固定连接有多道密封防水结构。

进一步地，所述管片拼接面包括第一接面，第二接面，第三接面，第四接面；

所述连接孔开设于隧道接缝两侧的管片内。

进一步地，所述连接孔包括第一螺纹孔、第二螺纹孔；

第一螺纹孔开设在第一接面和第二接面上；

第二螺纹孔开设在第三接面和第四接面上.

进一步地，所述连接件包括螺栓和螺母；

螺母，设置在第一螺纹孔的内部；

螺栓，依次倾斜插入第二螺纹孔和第一螺纹孔内部。

进一步地，所述手孔包括多个，多个手孔横向分布和纵向分布，与第二螺纹孔相连通。

进一步地，所述管片拼接面开设有纵向隧道接缝和环向隧道接缝用于开设外槽口和内槽口。

进一步地，所述密封结构包括密封圈、外密封垫、内密封垫、环形槽口、外槽口和内槽口；

所述外槽口和内槽口开设在拼接面上；

所述外密封垫和内密封垫铺设于外槽口和内槽口内部。

所述密封圈铺设于环形槽口内部。

进一步地，所述密封圈包括多个，固定于第一螺纹孔和第二螺纹孔的外沿处，密封圈的内径与第一螺纹孔和第二螺纹孔外径相吻合。密封圈厚度大于环形槽口深度。

一种盾构隧道螺栓孔防水方法，包括如权利要求1-8任一项所述的盾构隧道螺栓孔防水结构，还包括以下步骤：

在拼接之前，需要对拼接面上的外槽口和内槽口内部预先铺贴外密封垫和内密封垫，并且将密封圈安装在连接孔外周预先开设的环形槽口内；

在拼装的过程中，将多个管片组合成圆形封闭的结构，各管片间存在纵向隧道接缝、环向隧道接缝，开设外槽口和内槽口；

使用螺栓，将螺栓由手孔插入与预埋在管片内的螺母连接预紧，从而使得隧道管片在盾构机拼装压力、螺栓预紧力及后期水土压力共同作用下对密封圈、外密封垫、内密封垫进行挤压，完成安装。

与现有技术相比，本发明的优点如下：通过在管片螺栓内外侧的外槽口和内槽口铺贴内密封垫和外密封垫，隧道接缝受力合理、力学性能影响小，在此前提下，外密封垫局部失效漏水时，连接孔密封圈及内密封垫的组合防水，仍然能保证隧道结构的防水稳定性；同时，通过设置在连接孔外沿的密封圈，能有效防止水对钢制螺栓的腐蚀，提高螺栓的耐久性能；密封圈构造简单，功能明确且使用简便，对结构力学性能基本无影响，防水效率相对现有方案提升明显。

附图说明

图1是本发明隧道管片示意图。

图2是本发明单管片展开主视示意图。

图3是本发明接缝布置示意图。

图4是本发明接缝局部单螺栓布置正视示意图。

图5是本发明管片拼装完成后接缝剖面示意图。

图6是本发明两块管片的连接孔密封垫圈拼装前后示意图。

图中：

1、密封圈；

2、外密封垫；

3、内密封垫；

4、外槽口；

5、内槽口；

6、连接孔；

7、螺母；

8、螺栓；

9、隧道接缝；901、第一接面；902、第二接面；903、第三接面；904、第四接面；

10、管片；

11、手孔；

12、环形槽口。

具体实施方式

现在将详细参照本发明的具体实施例，在附图中例示了本发明的例子。尽管将结合具体实施例描述本发明，但将理解，不是想要将本发明限于所述的实施例。相反，想要覆盖由所附权利要求限定的在本发明的精神和范围内包括的变更、修改和等价物。应注意，这里描述的方法步骤都可以由任何功能块或功能布置来实现，且任何功能块或功能布置可被实现为物理实体或逻辑实体、或者两者的组合。

为了使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

注意：接下来要介绍的示例仅是一个具体的例子，而不作为限制本发明的实施例必须为如下具体的步骤、数值、条件、数据、顺序等等。本领域技术人员可以通过阅读本说明书来运用本发明的构思来构造本说明书中未提到的更多实施例。

螺帽处布置橡胶圈的防水理念，在螺栓的紧固力作用下能压实密封垫与混凝土密切接触，螺栓孔的防水性能在短时间内有一定的保证率，但随着管片拼装错台螺栓难以完全紧固、运营期振动荷载及后期隧道变形使得螺栓松动，则螺帽处密封垫与混凝土的接触压力变小甚至消失，逐渐失去防水效果，难以保证螺栓孔的防水密封性。

为了解决上述盾构隧道螺栓孔存在的问题，本发明提出的盾构隧道螺栓孔防水方法，包括：多个管片10；多个管片10组合成圆形封闭结构，管片10的接缝处为拼接面；连接孔6，设置在管片10的拼接面上，用于固定管片10；连接件，设置在连接孔6的内部，用于支撑管片10；手孔11，设置在管片10的内壁，用于连接件的施工及固定；管片10的拼接面固定连接有多道密封防水结构。

管片10拼接面包括第一接面901，第二接面902，第三接面903，第四接面904；连接孔6开设于隧道接缝9两侧的管片10内；螺栓8孔包括第一螺纹孔、第二螺纹孔；第一螺纹孔开设在第一接面901和第二接面902上；第二螺纹孔开设在第三接面903和第四接面904上，连接件包括螺栓8和螺母7；螺母7，设置在第一螺纹孔的内部；螺栓8，依次倾斜插入第二螺纹孔和第一螺纹孔内部；手孔11包括多个，多个手孔11横向分布和纵向分布，与第二螺纹孔相连通。管片10拼接面开设有纵向隧道接缝9和环向隧道接缝9，用于开设外槽口4和内槽口5，起到了便于开设外槽口4和内槽口5，同时在拼接的过程中，密封防水结构有缓冲的空间，工作人员可通过连接件的螺栓8，将螺栓8通过手孔11，拧入到连接孔6的内部，使螺栓8依次进入到第二螺纹孔和第一螺纹孔的内部，并且拧入到螺母7的内部，对管片10进行拼接。

密封结构包括密封圈1、外密封垫2、内密封垫3、环形槽口12、外槽口4和内槽口5；外槽口4和内槽口5开设在拼接面上；外密封垫2和内密封垫3铺设于外槽口4和内槽口5内部，密封圈1铺设于环形槽口12内部，密封圈1包括多个，固定于第一螺纹孔和第二螺纹孔的外沿处，密封圈1的内径与第一螺纹孔和第二螺纹孔外径相吻合，密封圈1厚度大于环形槽口12深度；内外侧两道防水能更好保证高水压盾构隧道的防水密封性，当外密封垫2局部失效漏水时，内密封垫3仍然具有防水能力，同时连接孔6周圈布置密封圈1保证连接孔6的密封性，防止水体沿连接孔6渗入隧道内，提升隧道的整体防水能力。

一种盾构隧道螺栓孔防水方法，还包括以下步骤：

在拼接之前，需要对拼接面上的外槽口4和内槽口5内部预先铺贴外密封垫2和内密封垫3，并且将密封圈1安装在连接孔6外周预先开设的环形槽口12内；

在拼装的过程中，将多个管片10组合成圆形封闭的结构，各管片10间存在纵向隧道接缝9、环向隧道接缝9，开设外槽口4和内槽口5；

使用螺栓8，将螺栓8由手孔11插入与预埋在管片10内的螺母7连接预紧，从而使得隧道管片10在盾构机拼装压力、螺栓8预紧力及后期水土压力共同作用下对密封圈1、外密封垫2、内密封垫3进行挤压，完成安装。

在使用本发明时：先将每一个管片10的外槽口4和内槽口5内铺设外密封垫2和内密封垫3，然后将密封圈1固定在连接孔6外沿环形槽口12内，在管片10拼装贴合的过程中，两个管片10的密封圈1、外密封垫2、内密封垫3会相贴合，形成完整的防水结构；

然后使用螺栓8，从手孔11的内部插入，使螺栓8依次进入到第一螺纹孔和第二螺纹孔的内部，最终与螺母7连接，对管片10进行组合。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所发明的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种盾构隧道螺栓孔防水结构，其特征在于，包括：多个管片(10)；

多个所述管片(10)组合成圆形封闭结构，管片(10)的接缝处为拼接面；

连接孔(6)，设置在管片(10)的拼接面上，用于固定管片(10)；

连接件，设置在连接孔(6)的内部，用于支撑管片(10)；

手孔(11)，设置在管片(10)的内壁，用于连接件的施工及固定；

所述管片(10)的拼接面固定连接有多道密封防水结构。

2.如权利要求1所述的盾构隧道螺栓孔防水结构，其特征在于，所述管片(9)拼接面包括第一接面(901)，第二接面(902)，第三接面(903)，第四接面(904)；

所述连接孔(6)开设于隧道接缝两侧的管片(10)内。

3.如权利要求2所述的盾构隧道螺栓孔防水结构，其特征在于，所述连接孔(6)包括第一螺纹孔、第二螺纹孔；

第一螺纹孔开设在第一接面(901)和第二接面(902)上；

第二螺纹孔开设在第三接面(903)和第四接面(904)上。

4.如权利要求3所述的盾构隧道螺栓孔防水结构，其特征在于，所述连接件包括螺栓(8)和螺母(7)；

螺母(7)，设置在第一螺纹孔的内部；

螺栓(8)，依次倾斜插入第二螺纹孔和第一螺纹孔内部。

5.如权利要求4所述的盾构隧道螺栓孔防水结构，其特征在于，所述手孔(11)包括多个，多个手孔(11)横向分布和纵向分布，与第二螺纹孔相连通。

6.如权利要求1所述的盾构隧道螺栓孔防水结构，其特征在于，所述管片(10)拼接面开设有纵向隧道接缝(9)和环向隧道接缝(9)用于开设外槽口(4)和内槽口(5)。

7.如权利要求1所述的盾构隧道螺栓孔防水结构，其特征在于，所述密封结构包括密封圈(1)、外密封垫(2)、内密封垫(3)、环形槽口(12)、外槽口(4)和内槽口(5)；

所述外槽口(4)和内槽口(5)开设在拼接面上；

所述外密封垫(2)和内密封垫(3)铺设于外槽口(4)和内槽口(5)内部。

所述密封圈(1)铺设于环形槽口(12)内部。

8.如权利要求7所述的盾构隧道螺栓孔防水结构，其特征在于，所述密封圈(1)包括多个，固定于第一螺纹孔和第二螺纹孔的外沿处，密封圈(1)的内径与第一螺纹孔和第二螺纹孔外径相吻合。密封圈(1)厚度大于环形槽口(12)深度。

9.一种盾构隧道螺栓孔防水方法，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的盾构隧道螺栓孔防水结构，还包括以下步骤：

在拼接之前，需要对拼接面上的外槽口(4)和内槽口(5)内部预先铺贴外密封垫(2)和内密封垫(3)，并且将密封圈(1)安装在连接孔(6)外周预先开设的环形槽口(12)内；

在拼装的过程中，将多个管片(10)组合成圆形封闭的结构，各管片(10)间存在纵向隧道接缝(9)、环向隧道接缝(9)，开设外槽口(4)和内槽口(5)；

使用螺栓(8)，将螺栓(8)由手孔(11)插入与预埋在管片(10)内的螺母(7)连接预紧，从而使得隧道管片(10)在盾构机拼装压力、螺栓(8)预紧力及后期水土压力共同作用下对密封圈(1)、外密封垫(2)、内密封垫(3)进行挤压，完成安装。

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