CN208518682U - 一种预留注浆孔的高水压盾构隧道管片接缝多道防水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种预留注浆孔的高水压盾构隧道管片接缝多道防水装置，用以对相邻的第一盾构隧道管片与第二盾构隧道管片之间的接缝进行防水密封，其特征在于，该结构包括设置在接缝外道的第一道弹性密封垫防水结构、设置在接缝内道的第二道弹性密封垫防水结构以及设置在第一道弹性密封垫防水结构与第二道弹性密封垫防水结构形成的防水密封空间内的第三道注浆层防水结构。与现有技术相比，本实用新型具有多道防水体系、降低成本、弹性密封垫设计指标可调等优点。

Description

一种预留注浆孔的高水压盾构隧道管片接缝多道防水装置

技术领域

本实用新型涉及盾构隧道防水工程领域，尤其是涉及一种预留注浆孔的高水压盾构隧道管片接缝多道防水装置。

背景技术

随着地下空间的不断开发，人类活动的空间范围不断扩大，盾构隧道因其施工速度快、机械化程度高、施工影响小等优点被广泛应用于城市轨道交通隧道和越江跨海隧道中。随着技术水平的不断提高、使用需求的不断提升，盾构隧道不断地向着长距离、大断面、高水压的方向发展，因而面临的技术挑战难度也越来越大。

防水设计作为影响盾构隧道长期性能的一部分主要工作，因日前盾构隧道渗漏水问题病害频发而引起了许多学者和专家的重视。因设计水压的不断增大，最初小直径盾构隧道中的仅用单道防水设计，而目前的大直径高水压盾构隧道中普遍采用双道防水设计方案。

然而，在不远的未来，设计水压仍将不断提高，若按照传统的双道防水设计方案考虑，需不断提高密封垫的厚度、宽度和硬度，随之而来的是密封垫的闭合压缩力不断提高，此举对于管片角部抗剪以及盾构隧道长期性能极为不利。目前的技术存在以下几方面的局限：

(1)盾构机装配力不足以满足密封垫闭合压缩力

高水压意味着对压的密封垫需要更高的接触应力峰值，因而密封垫所需的闭合压缩力也随之增加。双道密封垫的设计方案更是意味着对盾构机的装配力要求大幅提高。在密封垫断面和硬度优化设计的过程中，常常受到闭合压缩力的限制。

(2)管片角部局部剪切力大

密封垫需要高接触应力，意味着管片角部的沟槽处也受到了较大的角部剪切应力，实际工程中因施工不当，极易造成管片角部破损，直接影响管片接缝防水效果。

(3)因考虑长期性能影响的安全系数过大

就一般水压而言，根据规范通常安全系数取为2.0，然而当面临1.0MPa甚至更高的实际水压时，2.0的安全系数将大大提高了管片接缝设计水压的要求。给密封垫断面优化设计工作带来了很大的挑战。

如何才能合理地进行管片接缝的防水设计，如何才能合理地考虑盾构隧道100 年的设计周期等，是未来长距离、大断面、高水压盾构隧道设计中不得不考虑的问题。因此，需要设计一种既能满足盾构隧道接缝短期防水设计要求，又能考虑接缝长期防水性能的设计方法。

实用新型内容

本实用新型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预留注浆孔的高水压盾构隧道管片接缝多道防水装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种预留注浆孔的高水压盾构隧道管片接缝多道防水装置，用以对相邻的第一盾构隧道管片与第二盾构隧道管片之间的接缝进行防水密封，其特征在于，该结构包括设置在接缝外道的第一道弹性密封垫防水结构、设置在接缝内道的第二道弹性密封垫防水结构以及设置在第一道弹性密封垫防水结构与第二道弹性密封垫防水结构形成的防水密封空间内的第三道注浆层防水结构。

所述的第一道弹性密封垫防水结构包括设置在第一盾构隧道管片上的第一外道密封垫沟槽、粘贴在第一外道密封垫沟槽内的第一外道弹性密封垫、设置在第二盾构隧道管片上的第二外道密封垫沟槽以及粘贴在第二外道密封垫沟槽内的第二外道弹性密封垫，所述的第一外道弹性密封垫和第二外道弹性密封垫相对设置并压合密封。

所述的第二道弹性密封垫防水结构包括设置在第一盾构隧道管片上的第一内道密封垫沟槽、粘贴在第一内道密封垫沟槽内的第一内道弹性密封垫、设置在第二盾构隧道管片上的第二内道密封垫沟槽以及粘贴在第二内道密封垫沟槽内的第二内道弹性密封垫，所述的第一内道弹性密封垫和第二内道弹性密封垫相对设置并压合密封。

所述的第三道注浆层防水结构包括设置在第一盾构隧道管片上的第一预埋注浆管道以及设置在第二盾构隧道管片上的第二预埋注浆管道，所述的第一预埋注浆管道与第二预埋注浆管道分别与防水密封空间连通，用以向防水密封空间加注注浆材料。

所述的第一外道弹性密封垫和第二外道弹性密封垫为三元乙丙橡胶密封垫。

所述的第一内道弹性密封垫和第二内道弹性密封垫为三元乙丙橡胶密封垫。

所述的注浆材料为聚氨酯和丙烯酸盐。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

一、多道体系共同承担长期运营风险：

第三道注浆层防水体系增加了长期防水设计的灵活性，可通过预埋的注浆管道，随时调整注浆量和注浆位置。多道体系共同承担了接缝防水的长期风险。

二、注浆修复便利，运营维护成本降低：

因预埋管道的设计，为今后的注浆治理提供了便利的通道。大大降低了打孔注浆的时间成本和施工成本。

三、弹性密封垫设计指标可适当降低对长期性能的考虑：

因预留注浆体系的存在，减轻了密封垫长期性能的风险危害，故密封垫的安全系数可适当调整，综合考虑长期性能，一般取值为2.0左右，针对高水压的盾构隧道接缝防水性能指标也可适当降低。因而装配力受限、管片局部剪切等问题可得到适当的解决

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型第一道弹性密封垫防水结构的示意图。

图3为本实用新型第二道弹性密封垫防水结构的示意图。

图4为本实用新型三维结构示意图。

图中标记说明：

1、第一盾构隧道管片，2、第二盾构隧道管片，3、第一道弹性密封垫防水结构，4、第二道弹性密封垫防水结构，5、第三道注浆层防水结构，11、第一外道密封垫沟槽，12、第一内道密封垫沟槽，13、第一预埋注浆管道，21、第二外道密封垫沟槽，22、第二内道密封垫沟槽，23、第二预埋注浆管道，31、第一外道弹性密封垫，32、第二外道弹性密封垫，41、第一内道弹性密封垫，42、第二内道弹性密封垫。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，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实用新型的其他优点与功效。本实用新型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，在没有背离本实用新型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，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，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，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

实施例1：

如图1-4所示，本实用新型的预留注浆孔的高水压盾构隧道管片接缝多道防水装置包括：第一盾构隧道管片(1)、第二盾构隧道管片(2)、第一道弹性密封垫防水结构(3)、第二道弹性密封垫防水结构(4)和第三道注浆层防水结构(5)组成。第一盾构隧道管片(1)上设有第一外道密封垫沟槽(11)、第一内道密封垫沟槽(12) 和第一预埋注浆管道(13)。第二盾构隧道管片(2)设有第二外道密封垫沟槽(21)、第二内道密封垫沟槽(22)和德尔预埋的注浆管道(23)。

第一道弹性密封垫防水结构(3)由粘贴于第一盾构隧道管片(1)的第一外道密封垫沟槽(11)上的第一外道弹性密封垫(31)和粘贴于第二盾构隧道管片(2) 的第二外道密封垫沟槽(21)上的第二外道弹性密封垫(32)对压而成。

第二道弹性密封垫防水结构(4)由粘贴于第一盾构隧道管片(1)的第一内道密封垫沟槽(12)上的第一内道弹性密封垫(41)和粘贴于第二盾构隧道管片(2) 的第二内道密封垫沟槽(22)上的第二外道弹性密封垫(42)对压而成。

弹性密封垫本体为由三元乙丙橡胶材料制成的密封垫本体，具有很高的耐久性。其断面型式根据工程情况形状尺寸各异。

第三道注浆层防水结构(5)由通过预埋于第一盾构隧道管片(1)、第二盾构隧道管片(2)中的注浆管道注浆而成

注浆材料包括但不仅限于聚氨酯、丙烯酸盐等材料。

本实用新型的具体使用过程如下：

(1)预埋件的制作与设计：根据管片尺寸，制作如图所示，可联通接缝中间腔体的预埋管道，但形状不限于图中所示；

(2)将预埋件与钢筋笼共同绑扎，并浇注于衬砌管片中；

(3)当接缝防水有效的情况下，预埋注浆管道接口关闭；当接缝防水失效时，将注浆防水修复材料通过预埋注浆管道注入接缝腔体；

(4)接缝渗漏水得到有效治理后，再次将预埋注浆管道接口关闭。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，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实用新型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，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

本实用新型公开了一种预留注浆孔的高水压盾构隧道管片接缝多道防水装置，为应对目前盾构隧道面临的越来越复杂的水文地质条件和不断增大的设计水压所带来的挑战提供了防水方案设计思路和解决方法。预留注浆孔的多道防水存在于相邻的两块盾构隧道管片之间，包括由衬砌外侧第一道弹性密封垫防水体系、衬砌内侧第二道弹性密封垫防水体系以及通过预埋的注浆管注浆而成的第三道注浆层防水体系。该方法的每块管片中均设有两道密封垫沟槽和一根预埋的注浆管道。本实用新型在目前高水压盾构隧道中普遍采用的双道防水设计方案的基础上，通过在管片中预埋注浆管道，在管片接缝中增设了一道防水措施，为将来面临的更高水压盾构隧道提供了新的设计思路和技术储备。相对于单道或双道密封垫防水，本实用新型增加了一道防水储备，同时也为后期的接缝渗漏水治理提供了预留通道，大大节约了运营维护的成本。

Claims (6)

1.一种预留注浆孔的高水压盾构隧道管片接缝多道防水装置，用以对相邻的第一盾构隧道管片(1)与第二盾构隧道管片(2)之间的接缝进行防水密封，其特征在于，该结构包括设置在接缝外道的第一道弹性密封垫防水结构(3)、设置在接缝内道的第二道弹性密封垫防水结构(4)以及设置在第一道弹性密封垫防水结构(3)与第二道弹性密封垫防水结构(4)形成的防水密封空间内的第三道注浆层防水结构(5)。

2.根据权利要求1所述的一种预留注浆孔的高水压盾构隧道管片接缝多道防水装置，其特征在于，所述的第一道弹性密封垫防水结构(3)包括设置在第一盾构隧道管片(1)上的第一外道密封垫沟槽(11)、粘贴在第一外道密封垫沟槽(11)内的第一外道弹性密封垫(31)、设置在第二盾构隧道管片(2)上的第二外道密封垫沟槽(21)以及粘贴在第二外道密封垫沟槽(21)内的第二外道弹性密封垫(32)，所述的第一外道弹性密封垫(31)和第二外道弹性密封垫(32)相对设置并压合密封。

3.根据权利要求1所述的一种预留注浆孔的高水压盾构隧道管片接缝多道防水装置，其特征在于，所述的第二道弹性密封垫防水结构(4)包括设置在第一盾构隧道管片(1)上的第一内道密封垫沟槽(12)、粘贴在第一内道密封垫沟槽(12)内的第一内道弹性密封垫(41)、设置在第二盾构隧道管片(2)上的第二内道密封垫沟槽(22)以及粘贴在第二内道密封垫沟槽(22)内的第二内道弹性密封垫(42)，所述的第一内道弹性密封垫(41)和第二内道弹性密封垫(42)相对设置并压合密封。

4.根据权利要求1所述的一种预留注浆孔的高水压盾构隧道管片接缝多道防水装置，其特征在于，所述的第三道注浆层防水结构(5)包括设置在第一盾构隧道管片(1)上的第一预埋注浆管道(13)以及设置在第二盾构隧道管片(2)上的第二预埋注浆管道(23)，所述的第一预埋注浆管道(13)与第二预埋注浆管道(23)分别与防水密封空间连通，用以向防水密封空间加注注浆材料。

5.根据权利要求2所述的一种预留注浆孔的高水压盾构隧道管片接缝多道防水装置，其特征在于，所述的第一外道弹性密封垫(31)和第二外道弹性密封垫(32) 为三元乙丙橡胶密封垫。

6.根据权利要求3所述的一种预留注浆孔的高水压盾构隧道管片接缝多道防水装置，其特征在于，所述的第一内道弹性密封垫(41)和第二内道弹性密封垫(42)为三元乙丙橡胶密封垫。