CN220487613U - 一种超大断面矩形顶管管节环缝防水结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超大断面矩形顶管管节环缝防水结构，属于地下通道施工工程技术领域；一种超大断面矩形顶管管节环缝防水结构，包括承口管节、承口钢套环、插口管节、插口钢环、楔形止水橡胶圈、橡胶密封垫，所述承口钢套环由锚固钢筋固定在承口管节端部外侧；两道所述楔形止水橡胶圈与两道插口钢环交替布置在插口管节端部外表面；所述承口管节和插口管节接缝内侧设置止水凹槽，所述止水凹槽内粘贴橡胶密封垫，所述插口管节接缝面设置凸榫，所述承口管节接缝面设置凹榫槽，所述凹榫槽内设置注浆孔和排气孔；本实用新型具有多层防水结构密封效果好、减少管节纵向沉降的优点。

Description

一种超大断面矩形顶管管节环缝防水结构

技术领域

本实用新型涉及地下通道施工工程技术领域，尤其涉及一种超大断面矩形顶管管节环缝防水结构。

背景技术

随着城市建设进程加快，各种市政管线越来越多。顶管作为一种非开挖技术，因无需地面开挖，无需迁改管线，不干扰交通，断面利用率高等优点，在市政工程中得到广泛应用，具有良好的社会经济效益。但是在顶管施工使用过程中，由于施工不当，施工错缝、止水橡胶质量差、管节接头张开等原因，会造成管节接头渗水漏水，而对于超大矩形断面结构，横向跨度较大，其管节环缝防水更是需要重点分析的问题。

目前顶管管节接头主要有：承插式、企口式、平口式连接等，其中，平口式连接又分T型和F型。承插式和企口式接头构造简单，安装止水圈比较容易，止水性好，成本低，但无钢套环，密封性差，接触面积小，纠偏幅度小，顶推力过大时易导致开裂 。T型接口的形式适用范围比较广，接口有钢套环和齿形橡胶圈，密封止水性能好，但接口张开有一定缝隙，不太适用于砂性土中。F型接头克服T型接头的缺点，接口张角较小，但是在应用于超大端面的管节接缝处时，仍需要改进。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中的超大断面顶管环缝仅使用单层防水结构密封效果一般的问题，而提出的一种超大断面矩形顶管管节环缝防水结构。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种超大断面矩形顶管管节环缝防水结构，包括承口管节、承口钢套环、插口管节、插口钢环、楔形止水橡胶圈、橡胶密封垫，所述承口钢套环由锚固钢筋固定在承口管节端部外侧；

两道所述楔形止水橡胶圈与两道插口钢环交替布置在插口管节端部外表面；

所述承口管节和插口管节接缝内侧设置止水凹槽，所述止水凹槽内粘贴橡胶密封垫，所述插口管节接缝面设置凸榫，所述承口管节接缝面设置凹榫槽，所述凹榫槽内设置注浆孔和排气孔。

进一步地，所述承口钢套环的表面设置有环氧富锌底漆层，所述环氧富锌底漆层的表面设置有环氧沥青面漆层。

进一步地，所述楔形止水橡胶圈包括水膨胀橡胶圈，所述水膨胀橡胶圈外侧设置有氯丁橡胶圈，所述水膨胀橡胶圈的内侧与插口管节粘接。

进一步地，两个所述楔形止水橡胶圈之间设置有堵漏孔，所述堵漏孔设置在插口钢环内侧。

进一步地，所述凸榫与凹榫槽之间的接缝空隙内填装改性环氧注浆。

进一步地，所述承口管节和插口管节接缝内侧设置有胶合板。

进一步地，所述承口管节的端部与承口钢套环之间的嵌缝处设置有低模量聚氨酯密封胶圈，所述承口管节和插口管节的环向内侧的嵌缝处设置有高模量聚氨酯密封胶圈。

进一步地，所述楔形止水橡胶圈的斜面上和承口钢套环的斜口上均涂装有硅油层。

与现有技术相比，本实用新型提供了一种超大断面矩形顶管管节环缝防水结构，具备以下有益效果：

本实用新型一种超大断面矩形顶管管节环缝防水结构，当两段管节对接完成后，楔形止水橡胶圈和承口钢套环紧密贴合形成外层防水体系，管节对接面上的橡胶密封垫形成中层防水体系，在管节接缝处的凹凸榫内注浆形成内层防水体系，整体形成三层防水结构，密封止水效果好、防水性能得到大大提高。

本实用新型的其他优点、目标和特征，在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述；并且在某种程度上，基于对下文的考察研究，对本领域技术人员而言将是显而易见的；或者，可以从本实用新型的实践中得到教导。

附图说明

图1为本实用新型的管节环缝防水结构示意图；

图2为本实用新型的管节剖面结构示意图；

图3为本实用新型的管节侧面结构示意图；

图4为本实用新型的管节的上下管片结构立体示意图。

图中：

1、承口管节；2、承口钢套环；3、插口管节；4、凹凸榫；41、凸榫；42、凹榫槽；7、锚固钢筋；8、低模量聚氨酯密封胶圈；9、多层胶合板；10、插口钢环；11、楔形止水橡胶圈； 13、高模量聚氨酯密封胶圈； 15、堵漏孔；20、注浆孔；201、排气孔；22、改性环氧注浆；23、弹性密封圈；24、止水凹槽。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-4，本实用新型一种超大断面矩形顶管管节环缝防水结构，采用F型承插式3道防水体系，包括承口管节1、承口钢套环2、插口管节3、插口钢环10、楔形止水橡胶圈11、凹凸榫4、橡胶密封垫23，具体来说，每一环管节的两端分别为承口管节1和插口管节3，施工时，插口管节3朝向顶进方向（图1中箭头方向），承口管节1背离顶进方向，顶进时，上一环管节的承口管节1与下一环管节的插口管节3对接，并形成管节环峰，本结构即用于该管节环峰处的防水；

其中，承口钢套环2和插口钢环10均由锚固钢筋7固定在承口管节1端部外侧，锚固钢筋7嵌入在承口管节1内；

两道楔形止水橡胶圈11与两道插口钢环10交替布置在插口管节3端部外表面，顶进时，承口钢套环2挤压楔形止水橡胶圈11变形，形成外层防水结构；

承口管节1和插口管节3接缝内侧设置止水凹槽24，止水凹槽24内粘贴橡胶密封垫23，橡胶密封垫23位于管节的内壁面上，形成内层方式结构；

凹凸榫4包括凸榫41和凹榫槽42，凹凸榫4的长度为95mm，插口管节3接缝面预留凸榫41，承口管节1接缝面预留有与凸榫41对应的凹榫槽42，相邻两环管节之间采用凹凸榫4连接，凹榫槽42内设置注浆孔20和排气孔201，当管节对接到位以后，从管节内部从注浆孔20向凹凸榫4内部灌入改性环氧浆液22弥合接缝，形成中层防水结构，并且可以传递咬合剪力，保证管节接头耐久性好，有效作用年限长；

承口钢套环2的表面设置有环氧富锌底漆层，环氧富锌底漆层的表面设置有环氧沥青面漆层，承口钢套环2厚度为16mm,环宽450mm，采用环氧富锌底漆二度，每度30μm，环氧沥青面漆二度，每度80μm，对承口钢套环2起到防锈防腐作用，承口钢套环2位于每环管节顶进方向的后端，其开口方向与顶进方向相反，可使上一环管节上的承口钢套环2与下一环管节上的插口管节3表面的楔形止水橡胶圈结合密贴，避免产生渗漏；

楔形止水橡胶圈11包括水膨胀橡胶圈，水膨胀橡胶圈外侧设置有氯丁橡胶圈，水膨胀橡胶圈的内侧与插口管节3粘接，楔形止水橡胶圈11由一层4mm厚水膨胀橡胶和一层24mm厚氯丁橡胶组成，其中水膨胀橡胶与插口管节3外壁面的混凝土直接粘贴，从而产生较大的抗水压力，形成不透水的可塑性胶体；

两个楔形止水橡胶圈11之间预留有堵漏孔15，堵漏孔15在插口管节3上位于插口钢环10内侧的混凝土上，具体的，插口管节3外壁端部第二道插口钢环10内侧隔1.6m布置一圈阴极堵漏孔15，在插入承口钢套环2的过程中，楔形止水橡胶圈11被挤压，从堵漏孔15注入浆液填补插口钢环10、楔形止水橡胶圈11、承口钢套环2之间的空隙，使楔形止水橡胶圈1与承口钢套环2紧密贴合，形成良好的防水防渗体系；

承口管节1和插口管节3接缝处的对接面之间采用中等硬度的木质材料的胶合板9作为衬垫，板接头处以企口方式相接。可有效避免顶进时相邻两环管节接触不均匀受力遭到破坏，同时也能防止橡胶密封垫23过度变形失效；

在插口管节3顶进承口管节1之前，在承口管节1的端部与承口钢套环2之间的嵌缝处（此处预留有环状的C型凹槽）灌注形成低模量聚氨酯密封胶圈8，在插口管节3顶进承口管节1之后，承口管节1和插口管节3的环向内侧的嵌缝处（此处预留有环状的开口向管节中心方向的凹槽）灌注有高模量聚氨酯密封胶圈13，防止因管节回弹产生接缝漏水问题；

楔形止水橡胶圈11的斜面上和承口钢套环2的斜口上均涂装有硅油层，主要是润滑作用，为防止楔形止水橡胶圈11在顶推拼装时由于反向摩擦力而发生错位或卷起。

施工方法及工作原理：

1、由于本结构属于超大断面，因此每环管节由上下左右四块管片组成（其中上下管片结构如图4所示，左右管片为混凝土板结构），在制作混凝土管节时预埋承口钢套环2和两道插口钢环10，在插口管节3表面预留放置楔形止水橡胶圈11的凹槽，同时在管节与管节对接的面上预留放置弹性密封圈23的凹槽；

2、混凝土管节脱模养护达到龄期后，将弹性密封圈23用管片专用粘贴胶粘贴在对应凹槽位置；

3、在管节与管节的对接面上粘贴2cm厚的胶合板9作为传力衬垫，胶合板9的粘贴应避开弹性密封圈23和吊装孔位置；

4、管节下井拼装成环后，开始粘贴楔形止水橡胶圈11，楔形止水橡胶圈11的安装要从下往上安装，因楔形橡胶圈尺寸大，重量大，从下往上安装避免了楔形止水橡胶圈11因重力导致的拉伸变形，能够保证楔形止水橡胶圈11的四个角与整环管节的四个角相契合，下部水平方向楔形止水橡胶圈11粘贴完成后，依次粘贴垂直两侧的，最后粘贴顶部水平方向的；

5、楔形止水橡胶圈11安装完成后，在楔形止水橡胶圈11斜面上和承口钢套环2斜口上均涂刷一层硅油，为防止在顶推拼装时由于反向力而发生错位或卷起；

6、然后进行本环管节与上环管节对接顶推，本环管节的楔形止水橡胶圈11插入上环管节的承口钢套环2内侧，楔形止水橡胶圈11被挤压，形成良好的防水体系；

7、在顶推过程中位于环与环对接面上的胶合板9被挤压，有效的保护了管节混凝土和弹性密封圈不被压坏；

8、从管节内侧，通过注浆孔20向凹凸榫4位置的环缝处灌注改性环氧浆液22弥合接缝；

9、从管节内侧，通过堵漏孔15注入浆液填补插口钢环10、楔形止水橡胶圈11、承口钢套环2之间的空隙，使楔形止水橡胶圈1与承口钢套环2紧密贴合；

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种超大断面矩形顶管管节环缝防水结构，包括承口管节（1）、承口钢套环（2）、插口管节（3）、插口钢环（10）、楔形止水橡胶圈（11）、橡胶密封垫（23），其特征在于，所述承口钢套环（2）由锚固钢筋（7）固定在承口管节（1）端部外侧；

两道所述楔形止水橡胶圈（11）与两道插口钢环（10）交替布置在插口管节（3）端部外表面；

所述承口管节（1）和插口管节（3）接缝内侧设置止水凹槽（24），所述止水凹槽（24）内粘贴橡胶密封垫（23），所述插口管节（3）接缝面设置凸榫（41），所述承口管节（1）接缝面设置凹榫槽（42），所述凹榫槽（42）内设置注浆孔（20）和排气孔（201）。

2.根据权利要求1所述的一种超大断面矩形顶管管节环缝防水结构，其特征在于，所述承口钢套环（2）的表面设置有环氧富锌底漆层，所述环氧富锌底漆层的表面设置有环氧沥青面漆层。

3.根据权利要求1所述的一种超大断面矩形顶管管节环缝防水结构，其特征在于，所述楔形止水橡胶圈（11）包括水膨胀橡胶圈，所述水膨胀橡胶圈外侧设置有氯丁橡胶圈，所述水膨胀橡胶圈的内侧与插口管节（3）粘接。

4.根据权利要求1所述的一种超大断面矩形顶管管节环缝防水结构，其特征在于，两个所述楔形止水橡胶圈（11）之间设置有堵漏孔（15），所述堵漏孔（15）设置在插口钢环（10）内侧。

5.根据权利要求1所述的一种超大断面矩形顶管管节环缝防水结构，其特征在于，所述凸榫（41）与凹榫槽（42）之间的接缝空隙内填装改性环氧注浆。

6.根据权利要求1所述的一种超大断面矩形顶管管节环缝防水结构，其特征在于，所述承口管节（1）和插口管节（3）接缝内侧设置有胶合板（9）。

7.根据权利要求1所述的一种超大断面矩形顶管管节环缝防水结构，其特征在于，所述承口管节（1）的端部与承口钢套环（2）之间的嵌缝处设置有低模量聚氨酯密封胶圈（8），所述承口管节（1）和插口管节（3）的环向内侧的嵌缝处设置有高模量聚氨酯密封胶圈（13）。

8.根据权利要求1所述的一种超大断面矩形顶管管节环缝防水结构，其特征在于，所述楔形止水橡胶圈（11）的斜面上和承口钢套环（2）的斜口上均涂装有硅油层。