CN216429620U - 一种用于盾构隧道管片的螺栓密封防水垫圈 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种用于盾构隧道管片的螺栓密封防水垫圈，其包括橡胶垫圈和金属垫圈；橡胶垫圈的横截面呈由上至下依次减小的多台阶结构，橡胶垫圈部分位于螺栓孔内，金属垫圈设置于橡胶垫圈的顶部，金属垫圈的下表面设置有环形凸起，橡胶垫圈的顶部镶嵌于环形凸起内，在螺母向下压紧的作用下，橡胶垫圈顶部的圆周外壁与环形凸起的内壁紧密接触，金属垫圈的下表面与橡胶垫圈的上表面紧密接触，橡胶垫圈产生变形后，橡胶垫圈的两侧边界紧密贴合螺栓孔内壁和螺栓外壁，达到堵截高水压通过螺栓孔向隧道内渗透的目的，金属垫圈约束橡胶垫圈的变形，减小体积损失，并且环形凸起与凹槽结合，堵截高水压通过管片边界向隧道内渗透。
Description
技术领域
本实用新型涉及盾构隧道工程技术领域，特别涉及一种用于盾构隧道管片的螺栓密封防水垫圈。
背景技术
在隧道中，管片渗漏水是对隧道安全运营的一个重大威胁。管片的渗漏水主要由螺栓孔空隙密封不完全和接缝处橡胶防水垫密封不完全两大原因引起的，现有技术中，对接缝处防水措施较为完善，如在接缝处填充密封胶，达到接缝处防水的目的，但是对于对螺栓孔的防水措施较少。
目前国内盾构隧道螺栓连接主要还是以金属垫圈为主，垫圈的形式主要有平垫圈、弹簧垫圈、齿状垫圈，其中又以平垫圈使用最为广泛。垫圈的主要作用是增大螺栓与混凝土表面的接触面积，分散螺帽的挤压应力以保护混凝土的安全稳定。
在盾构隧道螺栓孔处，地下水主要有两个路径进入隧道内部，一个是沿着螺杆表面，经由螺帽纹路渗透进入隧道，另一个是沿着混凝土内壁从垫圈与管片的交界面渗透进入隧道。现有仅增加一个平面的橡胶垫片时，并不能有效的堵截地下水的渗流。
实用新型内容
针对上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种用于盾构隧道管片的螺栓密封防水垫圈，解决现有的平面配合螺栓连接件安装在隧道管片接缝处，不能有效的堵截地下水的渗流的问题。
为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案如下：
提供了一种用于盾构隧道管片的螺栓密封防水垫圈，其包括橡胶垫圈和金属垫圈；橡胶垫圈的横截面呈由上至下依次减小的多台阶结构，橡胶垫圈的中部设置有外径与螺栓外径匹配的通孔，橡胶垫圈部分位于螺栓孔内，橡胶垫圈的底部位于螺栓孔内，橡胶垫圈的顶部位于螺栓孔外部；
金属垫圈设置于橡胶垫圈的顶部，金属垫圈的下表面设置有环形凸起，橡胶垫圈的顶部镶嵌于环形凸起内，在螺母向下压紧的作用下，橡胶垫圈顶部的圆周外壁与环形凸起的内壁紧密接触，金属垫圈的下表面与橡胶垫圈的上表面紧密接触。
本方案中螺栓密封防水垫圈的使用方法为：首先在管片的螺栓孔处需预留与橡胶垫圈、金属垫圈和环形凸起相对应的凹槽，橡胶垫圈和金属垫圈均嵌套于螺栓，然后将橡胶垫圈部分放置在螺栓孔内，将金属垫圈放置于橡胶垫圈顶部，且让环形凸起的内壁与橡胶垫圈顶部外壁紧密接触，形成镶嵌状态，螺母位于金属垫片上侧，最后通过向下拧动螺母，向下运动的螺母的下表面抵紧金属垫圈上表面，进而挤压橡胶垫圈，使得橡胶垫圈的两侧边界紧密贴合螺栓孔内壁和螺栓外壁，达到堵截高水压通过螺栓孔向隧道内渗透的目的；同时金属垫圈约束橡胶垫圈的变形，减小体积损失，并且环形凸起与凹槽结合，堵截高水压通过管片边界向隧道内渗透。
进一步地，为了限制橡胶垫圈的受压变形量，避免橡胶垫圈受压损坏，增加整个螺栓密封防水垫圈的使用寿命，橡胶垫圈的顶部高度高出螺栓孔顶部5mm～10mm。
进一步地，橡胶垫圈的顶部外径大于螺母外径，可以减缓螺母下压造成对橡胶垫圈的顶部的压力，避免出现橡胶垫圈因承受过大的压力而造成自身损坏的现象。
进一步地，环形凸起与金属垫圈为一体化结构，整体性更好，加工为更方便快捷。
进一步地，作为橡胶垫圈的一种具体设置方式，橡胶垫圈的高度为螺栓孔直径的1/2～2/3。
进一步地，作为橡胶垫圈具体参数的设置，橡胶垫圈包括由上至下外径依次减小的第一密封环、第二密封环和第三密封环；
第一密封环的底面与管片表面平齐，第一密封环的厚度为整个橡胶垫圈高度的1/9；
第二密封环的顶面与第一密封环的底面相接且管片表面平齐，第二密封环的厚度为整个橡胶垫圈高度的2/9；
第三密封环位于螺栓孔内，第三密封环的顶面与第二密封环的底面相接，第三密封环的厚度为整个橡胶垫圈高度的2/3；第一密封环、第二密封环和第三密封环为一体化结构。
本实用新型的有益效果为：1、本方案中的橡胶垫圈在螺母的向下挤压作用下产生变形，橡胶垫圈的两侧边界紧密贴合螺栓孔内壁和螺栓外壁，达到堵截高水压通过螺栓孔向隧道内渗透的目的，金属垫圈约束橡胶垫圈的变形，减小体积损失，并且环形凸起与凹槽结合，堵截高水压通过管片边界向隧道内渗透。
2、本方案中的螺栓密封防水垫圈，结构简单，造价经济，可广泛的运用于隧道施工中。
附图说明
图1为本方案中螺栓密封防水垫圈连接在管片上的剖视结构示意图。
图2为橡胶垫圈的三维结构示意图。
图3为金属垫圈的三维结构示意图。
其中，1、金属垫圈；101、环形凸起；2、橡胶垫圈；201、第一密封环；202、第二密封环；203、第三密封环；3、螺栓；4、螺母；5、管片。
具体实施方式
下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。
如图1～图3所示，本实用新型提供的一种用于盾构隧道管片的螺栓密封防水垫圈，其包括橡胶垫圈2和金属垫圈1；橡胶垫圈2的横截面呈由上至下依次减小的多台阶结构，橡胶垫圈2的中部设置有外径与螺栓3外径匹配的通孔，橡胶垫圈2部分位于螺栓孔内，橡胶垫圈2的底部位于螺栓孔内，橡胶垫圈2的顶部位于螺栓孔外部。作为橡胶垫圈2的一种具体设置方式，橡胶垫圈2的高度为螺栓孔直径的1/2～2/3。
优选但不局限地，橡胶垫圈2包括由上至下外径依次减小的第一密封环201、第二密封环202和第三密封环203；第一密封环201的底面与管片5表面平齐，第一密封环201的厚度为整个橡胶垫圈2高度的1/9；第二密封环202的顶面与第一密封环201的底面相接且管片5表面平齐，第二密封环202的厚度为整个橡胶垫圈2高度的2/9；第三密封环203位于螺栓孔内，第三密封环203的顶面与第二密封环202的底面相接，第三密封环203的厚度为整个橡胶垫圈2高度的2/3；第一密封环201、第二密封环202和第三密封环203为一体化结构。
金属垫圈1设置于橡胶垫圈2的顶部，金属垫圈1的下表面设置有环形凸起101，橡胶垫圈2的顶部镶嵌于所述环形凸起101内，在螺母4向下压紧的作用下，橡胶垫圈2顶部的圆周外壁与环形凸起101的内壁紧密接触，金属垫圈1的下表面与橡胶垫圈2的上表面紧密接触。环形凸起101与金属垫圈1为一体化结构，整体性更好，加工为更方便快捷。
优选但不局限地，橡胶垫圈2的顶部高度高出螺栓孔顶部5mm～10mm，限制橡胶垫圈2的受压变形量，避免橡胶垫圈2受压损坏，增加整个螺栓密封防水垫圈的使用寿命。
橡胶垫圈2的顶部外径大于螺母4外径，可以减缓螺母4下压造成对橡胶垫圈2的顶部的压力，避免出现橡胶垫圈2因承受过大的压力而造成自身损坏的现象。
本方案中螺栓密封防水垫圈的使用方法为：首先在管片5的螺栓孔处需预留与橡胶垫圈2、金属垫圈1和环形凸起101相对应的凹槽，橡胶垫圈2和金属垫圈1均嵌套于螺栓3，然后将橡胶垫圈2部分放置在螺栓孔内，将金属垫圈1放置于橡胶垫圈2顶部，且让环形凸起101的内壁与橡胶垫圈2顶部外壁紧密接触，形成镶嵌状态，螺母4位于金属垫片上侧，最后通过向下拧动螺母4，向下运动的螺母4的下表面抵紧金属垫圈1上表面，进而挤压橡胶垫圈2，使得橡胶垫圈2的两侧边界紧密贴合螺栓孔内壁和螺栓3外壁，达到堵截高水压通过螺栓孔向隧道内渗透的目的；同时金属垫圈1约束橡胶垫圈2的变形，减小体积损失，并且环形凸起101与凹槽结合，堵截高水压通过管片5边界向隧道内渗透。
Claims (6)
1.一种用于盾构隧道管片的螺栓密封防水垫圈，其特征在于，包括金属垫圈和橡胶垫圈；所述橡胶垫圈的横截面呈由上至下依次减小的多台阶结构，橡胶垫圈的中部设置有外径与螺栓外径匹配的通孔，橡胶垫圈部分位于螺栓孔内，橡胶垫圈的底部位于螺栓孔内，橡胶垫圈的顶部位于螺栓孔外部；
所述金属垫圈设置于橡胶垫圈的顶部，金属垫圈的下表面设置有环形凸起，橡胶垫圈的顶部镶嵌于所述环形凸起内，在螺母向下压紧的作用下，橡胶垫圈顶部的圆周外壁与环形凸起的内壁紧密接触，金属垫圈的下表面与橡胶垫圈的上表面紧密接触。
2.根据权利要求1所述的用于盾构隧道管片的螺栓密封防水垫圈，其特征在于，所述橡胶垫圈的顶部高度高出螺栓孔顶部5mm～10mm。
3.根据权利要求2所述的用于盾构隧道管片的螺栓密封防水垫圈，其特征在于，所述橡胶垫圈的顶部外径大于螺母外径。
4.根据权利要求3所述的用于盾构隧道管片的螺栓密封防水垫圈，其特征在于，所述环形凸起与金属垫圈为一体化结构。
5.根据权利要求1所述的用于盾构隧道管片的螺栓密封防水垫圈，其特征在于，所述橡胶垫圈的高度为螺栓孔直径的1/2～2/3。
6.根据权利要求5所述的用于盾构隧道管片的螺栓密封防水垫圈，其特征在于，所述橡胶垫圈包括由上至下外径依次减小的第一密封环、第二密封环和第三密封环；
所述第一密封环的底面与管片表面平齐，第一密封环的厚度为整个橡胶垫圈高度的1/9；
所述第二密封环的顶面与第一密封环的底面相接且管片表面平齐，第二密封环的厚度为整个橡胶垫圈高度的2/9；
第三密封环位于螺栓孔内，第三密封环的顶面与第二密封环的底面相接，第三密封环的厚度为整个橡胶垫圈高度的2/3；第一密封环、第二密封环和第三密封环为一体化结构。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN116273349A (zh) * | 2023-01-04 | 2023-06-23 | 中国神华煤制油化工有限公司 | 用于磨煤机的耐磨衬板与筒体的连接装置和磨煤机 |
| CN119412119A (zh) * | 2025-01-06 | 2025-02-11 | 中铁第六勘察设计院集团有限公司 | 一种盾构隧道预埋式螺栓孔高强gina防水垫圈及施工方法 |
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