CN207598255U - 一种盾构隧道管片接缝弹性密封垫 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于高水压盾构隧道管片接缝处防水设计技术领域，具体的讲涉及一种新型盾构隧道管片接缝弹性密封垫。其主要技术方案：包括其横截面为顶底两端部窄、中间腰部宽的弹性密封垫本体，所述弹性密封垫本体顶端为密封垫对接面，所述弹性密封垫本体底端为管片接触面，所述管片接触面设置于盾构隧道管片接缝的安装槽内，其特征在于：所述弹性密封垫本体下部斜面具有与所述安装槽侧壁密封卡合的倒刺状凸片，用于防止弹性密封垫本体脱离所述安装槽。该弹性密封垫具有结构优化、装配力较小和高水压密封防水效果好的特点。
Description
技术领域
本实用新型属于高水压盾构隧道管片接缝处防水设计技术领域，具体的讲涉及一种新型盾构隧道管片接缝弹性密封垫。
背景技术
盾构法隧道衬砌管片之间存在大量的接缝，在工程中采用三元乙丙弹性密封垫作为主要的防水材料。使用时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三元乙丙弹性密封垫获得防水功能。
现有的盾构隧道管片防水密封垫在高水压作用下极易发生张开或被水压击穿，从而导致管片防水失效。在水压力足够大或相邻管片的相互挤压力不足时，隧道外侧水极易透过防水密封垫而导致结构防水失效。此外，在管片结构变形过程中，管片接头不可避免地发生一定的张开使防水密封垫之间的相互挤压力减小，甚至防水密封垫之间的相互挤压力为零或防水密封垫之间产生一定缝隙，从而导致管片接头防水失效。因此需要改进弹性密封垫断面形式，使其同时保证防水性能和装配力均能满足施工和设计要求。
实用新型内容
本实用新型的目的就是提供一种结构优化、装配力较小和高水压密封防水效果好的新型盾构隧道管片接缝弹性密封垫。
为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：
一种盾构隧道管片接缝弹性密封垫，包括其横截面为顶底两端部窄、中间腰部宽的弹性密封垫本体，所述弹性密封垫本体顶端为密封垫对接面，所述弹性密封垫本体底端为管片接触面，所述管片接触面设置于盾构隧道管片接缝的安装槽内，其特征在于：所述弹性密封垫本体下部斜面具有与所述安装槽侧壁密封卡合的倒刺状凸片，用于防止弹性密封垫本体脱离所述安装槽。
构成上述一种盾构隧道管片接缝弹性密封垫的附加技术特征还包括：
——所述密封垫对接面的两端部设置凸棱；
——所述弹性密封垫本体的上部包括多个依照所述弹性密封垫本体横截面的中心线对称设置第一异形通孔，所述弹性密封垫本体的上部还包括多个依照所述弹性密封垫本体横截面的中心线对称设置的第二异形通孔；
——所述第一异形通孔位于远离所述弹性密封垫本体横截面的中心线的一端，所述第一异形通孔的形状为与所述弹性密封垫本体上部斜面平行的倾斜水滴状；所述第二异形通孔由与所述弹性密封垫本体上部斜面同方向倾斜的弦和下圆弧构成；
——所述弹性密封垫本体的下部包括多个依照所述弹性密封垫本体横截面的中心线对称设置第一凹槽，所述弹性密封垫本体的下部还包括其中轴线与所述弹性密封垫本体横截面的中心线重合的第二凹槽；
——所述第一凹槽和第二凹槽均呈倒“U”型，所述第一凹槽远离所述弹性密封垫本体横截面的中心线的一端，所述第二凹槽的深度不小于所述第一凹槽的深度；
——所述密封垫对接面顶端设置遇水膨胀橡胶，所述弹性密封垫本体为三元乙丙橡胶。
本实用新型所提供的一种盾构隧道管片接缝弹性密封垫与现有技术相比，具有以下优点：其一，由于该弹性密封垫包括横截面为顶底两端部窄、中间腰部宽的弹性密封垫本体，其顶端为密封垫对接面，底端为管片接触面，管片接触面设置于盾构隧道管片接缝的安装槽内，弹性密封垫本体下部斜面具有与安装槽侧壁密封卡合的倒刺状凸片，用于防止弹性密封垫本体脱离安装槽，具有构造简单、结构优化的特点；其二，由于密封垫对接面的两端部设置凸棱，当管片接缝处相邻密封垫对接后，凸棱挤压向外侧凸出，抵抗高水压冲击，具有的自密封性强特点；其三，由于弹性密封垫本体的上部包括多个依照其横截面的中心线对称设置第一异形通孔和多个依照该中心线对称设置的第二异形通孔，既降低了密封垫的压缩所需装配力，又能提供有效形变使凸棱向密封垫对接面外侧同时凸出；其四，由于弹性密封垫本体的下部包括多个依照其横截面的中心线对称设置第一凹槽和中轴线与弹性密封垫本体横截面的中心线重合的第二凹槽，实现了弹性密封垫在满足一定压缩量情况下，尽可能的增大管片接缝处密封垫接触面的应力峰值，使应力峰值的范围和大小符合弹性密封垫的高水压防水能力，同时装配力较小。
附图说明
图1为本实用新型的盾构隧道管片接缝弹性密封垫的结构示意图；
图2为该弹性密封垫对接安装在管片接缝处的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型所提供的一种盾构隧道管片接缝弹性密封垫的结构和工作原理作进一步的详细说明。
如图1所示，为本实用新型所提供的一种盾构隧道管片接缝弹性密封垫的结构示意图。构成该弹性密封垫的结构包括其横截面为顶底两端部窄、中间腰部宽的弹性密封垫本体1，高度为16mm，弹性密封垫本体1顶端为密封垫对接面2，长度为24mm，弹性密封垫本体1底端为管片接触面3，长度为33mm，弹性密封垫本体1中间腰部宽为36mm，管片接触面3设置于盾构隧道管片A接缝的安装槽B内，弹性密封垫本体1下部斜面40具有与安装槽B侧壁密封卡合的倒刺状凸片4，尾端厚度为5mm，用于防止弹性密封垫本体1脱离安装槽B。
其工作原理为：如图2所示，将该弹性密封垫本体1的管片接触面3置于管片A接缝的安装槽B内，由于弹性密封垫本体1下部斜面40具有倒刺状凸片4，因此在将其下部斜面40按压入安装槽B内时，倒刺状凸片4与安装槽B侧壁构成了密封卡合，弹性密封垫本体1在管片安装槽B内固定牢靠。
在构成上述一种盾构隧道管片A接缝弹性密封垫的结构中，
——为了提高弹性密封垫本体1对抗高水压的自密封效果，上述密封垫对接面2的两端部设置凸棱5，凸棱5的高度为6.5mm，即当密封垫对接面2挤压后，其两端部的凸棱5同时向外凸出，在不影响密封垫对接面2的水平度的前提下，凸棱5防止管片接缝两侧高水压的冲击；
——为了降低弹性密封垫本体1的装配力，上述弹性密封垫本体1的上部包括2个依照弹性密封垫本体1横截面的中心线对称设置第一异形通孔6，弹性密封垫本体1的上部还包括2个依照弹性密封垫本体1横截面的中心线对称设置的第二异形通孔7，第一异形通孔6和第二异形通孔7的高度均为6mm；
——上述第一异形通孔6位于远离弹性密封垫本体1横截面的中心线的一端，第一异形通孔6的形状为与弹性密封垫本体1上部斜面60平行的倾斜水滴状，其下部圆弧直径为4.5mm；第二异形通孔7由与弹性密封垫本体1上部斜面60同方向倾斜的弦和下圆弧构成，下圆弧的直径为6.5mm，弦的圆心角为100度；
——在满足弹性密封垫本体1装配力较小的前提下，提高密封垫对接面2和管片接触面3的应力值，实现最佳的密封防水效果，上述弹性密封垫本体1的下部包括2个依照弹性密封垫本体1横截面的中心线对称设置第一凹槽8，弹性密封垫本体1的下部还包括其中轴线与弹性密封垫本体1横截面的中心线重合的第二凹槽9，第一凹槽8开口长度为6.5mm，第二凹槽9开口长度为8mm；
——上述第一凹槽8和第二凹槽9均呈倒“U”型，第一凹槽8远离弹性密封垫本体1横截面的中心线的一端，第一凹槽8与弹性密封垫本体1底部外侧的距离为3.5mm，第二凹槽9与第一凹槽8的底部距离为2.5mm，第二凹槽9的深度为7mm，第一凹槽8的深度为6mm；
——为了进一步的提高弹性密封垫本体1的防水性能，上述密封垫对接面2顶端设置1mm厚的遇水膨胀橡胶，弹性密封垫本体1为三元乙丙橡胶。
弹性密封垫要求在装配时可使用盾构拼装设备将密封垫压至闭合状态，在本实例中即双道弹性密封垫本体1压缩量达到12mm时为闭合状态。在闭合状态下对应的装配力较小以保证混凝土沟槽（即管片的安装槽）的稳定性，适用于高水压盾构隧道接缝防水的弹性密封垫必须控制其装配力数值在一定范围内，以适应现有盾构机的拼装能力。
Claims (7)
1.一种盾构隧道管片接缝弹性密封垫，包括其横截面为顶底两端部窄、中间腰部宽的弹性密封垫本体，所述弹性密封垫本体顶端为密封垫对接面，所述弹性密封垫本体底端为管片接触面，所述管片接触面设置于盾构隧道管片接缝的安装槽内，其特征在于：所述弹性密封垫本体下部斜面具有与所述安装槽侧壁密封卡合的倒刺状凸片，用于防止弹性密封垫本体脱离所述安装槽。
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：所述密封垫对接面的两端部设置凸棱。
3.根据权利要求1或2所述的一种盾构隧道管片接缝弹性密封垫，其特征在于：所述弹性密封垫本体的上部包括多个依照所述弹性密封垫本体横截面的中心线对称设置第一异形通孔，所述弹性密封垫本体的上部还包括多个依照所述弹性密封垫本体横截面的中心线对称设置的第二异形通孔。
4.根据权利要求3所述的一种盾构隧道管片接缝弹性密封垫，其特征在于：所述第一异形通孔位于远离所述弹性密封垫本体横截面的中心线的一端，所述第一异形通孔的形状为与所述弹性密封垫本体上部斜面平行的倾斜水滴状；所述第二异形通孔由与所述弹性密封垫本体上部斜面同方向倾斜的弦和下圆弧构成。
5.根据权利要求3所述的一种盾构隧道管片接缝弹性密封垫，其特征在于：所述弹性密封垫本体的下部包括多个依照所述弹性密封垫本体横截面的中心线对称设置第一凹槽，所述弹性密封垫本体的下部还包括其中轴线与所述弹性密封垫本体横截面的中心线重合的第二凹槽。
6.根据权利要求5所述的一种盾构隧道管片接缝弹性密封垫，其特征在于：所述第一凹槽和第二凹槽均呈倒“U”型，所述第一凹槽远离所述弹性密封垫本体横截面的中心线的一端，所述第二凹槽的深度不小于所述第一凹槽的深度。
7.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：所述密封垫对接面顶端设置遇水膨胀橡胶，所述弹性密封垫本体为三元乙丙橡胶。
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