一种盾构隧道管片接缝弹性密封垫的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于盾构隧道工程领域，更具体涉及一种盾构隧道管片接缝弹性密封垫，适用于水下盾构隧道的管片接缝防水工程。
【背景技术】
[0002]盾构法隧道衬砌管片之间存在大量的接缝，目前在实际工程中采用三元乙丙弹性密封垫作为主要的防水材料。工程中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弹性密封垫获得防水功能。但是由于新建盾构隧道埋深逐渐加大，对弹性密封垫的防水能力要求不断提高。因此对于弹性密封垫防水能力的要求越来越高，同时由于出于实际施工和结构安全性的考虑，弹性密封垫的装配力有必须满足一定的限制。因此需要提供新型的弹性密封垫断面形式，使其能满足高水压下盾构隧道管片接缝的防水要求，同时保证装配力能满足施工和设计要求。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是在于提供了一种盾构隧道管片接缝弹性密封垫，结构简单，使用方便，通过改进通孔的形状、相应尺寸及排布方式的设计优化，得到了防水性能和力学性能最优的结构，特别适用于大直径高外水压盾构隧道管片接缝防水用途。
[0004]为了实现上述的目的，本发明采用如下技术措施:
一种盾构隧道管片接缝弹性密封垫，包括沿管片接缝弹性密封垫片中心轴左右对称设置的凹槽和通孔，凹槽沿密封垫中心轴对称设置于密封垫底部，形状为U字型，共计4 一 6个；通孔分为上排圆角三角通孔和下排圆角三角通孔，上排圆角三角通孔3 — 5个，下排圆角三角通孔4 - 6个，上下通孔相间隔设置，管片接缝弹性密封垫左右对称。
[0005]所述的上排圆角三角通孔小于下排圆角三角通孔。
[0006]优选地,所述的凹槽为5个，上排圆角三角通孔4个，下排圆角三角通孔5个。
[0007]所述的圆角三角由等边三角形在其各角上倒圆角而成。
[0008]所述的上排圆角三角通孔设置为倒三角，其顶边与弹性密封垫顶面相平行，下排圆角三角通孔为正向设置的三角形，其底边与弹性密封垫底边相平行。
[0009]本发明与现有技术相比较，具有以下优点和效果:
A、结构简单，使用方便；
B、有效提高了弹性密封垫的防水能力，同时其装配力较小；
C、适用于大直径、高水压盾构隧道管片接缝防水。
[0010]因此，本发明所提出密封垫断面形式，具备较高防水能力，同时其装配力较小的优点。
【附图说明】
[0011]图1为一种盾构隧道管片接缝弹性密封垫断面形式示意图。
[0012]图2为一种实施实例选用的盾构隧道管片接缝弹性密封垫断面形式示意图。
[0013]图3为一种实施实例选用的上排圆角三角通孔示意图。
[0014]图4为一种实施实例选用的下排圆角三角通孔示意图。
[0015]图5为一种实施实例选用的密封垫对应不同错动量、张开量条件下的密封垫防水性能测试结果图。
[0016]图6为一种实施实例选用的密封垫不同张开量条件下的拼装力测试结果图。
[0017]其中:1 一凹槽，2—上排圆角三角通孔，3—下排圆角三角通孔。
【具体实施方式】
[0018]下面结合实施案例对本发明作进一步详细描述:
实施例1:
根据图1所示，一种盾构隧道管片接缝弹性密封垫，包括凹槽1和通孔，其特征在于:凹槽1设置在密封垫底部，形状为U字型，凹槽1有4或5或6个沿密封垫中心轴左右对称设置，通孔由圆角三角组成，分为上排圆角三角通孔2和下排圆角三角通孔3，上排圆角三角通孔2数量为3或4或5个，下排圆角三角通孔3为4或5或6个，上排圆角三角通孔2和下排圆角三角通孔3相互间隔布置，管片接缝弹性密封垫左右对称。
[0019]所述的上排圆角三角通孔小于下排圆角三角通孔。
[0020]所述的圆角三角由等边三角形在其各角上倒圆角而成。
[0021]所述的上排圆角三角通孔设置为倒三角，其顶边与弹性密封垫顶面相平行，下排圆角
三角通孔为正向设置的三角形，其底边与弹性密封垫底边相平行。
[0022]优选地，如图2所示，上排圆角三角通孔2有4个，沿垫片中心轴左右对称设置，上排圆角三角通孔2的中心点的间距为8.4mm。上排圆角三角通孔2的圆角三角顶边离弹性密封垫顶面的距离为1.8mm。上排圆角三角通孔的尺寸如附图3所示，由边长为2.1mm的等边三角形，在其各角上的倒角半径为1mm圆角而成。
[0023]优选地，如图2所示，下排圆角三角通孔3有5个，沿垫片中心轴左右对称设置，最中间的一个下排圆角三角通孔3的中心点与其相邻的下排圆角三角通孔3的中心点的间距为8.4mm，端部的两个下排圆角三角通孔3的中心点与之相邻的下排圆角三角通孔3的中心点的间距为7.7mm。下排圆角三角通孔3的圆角三角底边离上排圆角三角通孔2的圆角三角的顶边距离为10.7_。下排圆角三角通孔3的尺寸如附图4所示，由边长为2.73_的等边三角形，在其各角上的倒角半径为1.4mm圆角而成。
[0024]密封垫橡胶材料硬度为邵氏70度，密封垫错动量分别为0mm、15mm,对密封垫在张开量为2mm至11mm条件下的防水能力进行测试，结果如图5。
[0025]错动量取0mm、15mm对应的防水能力趋势相一致，错动量大小对防水能力指标影响小，张开量对防水能力指标影响大。
[0026]错动15mm情况下，不同张开量的防水能力为:
接缝张开量8mm，密封垫的防水能力约为0.80MPa。
[0027]接缝张开量7mm，密封垫的防水能力约为1.0MPa。
[0028]接缝张开量6mm，密封垫的防水能力约为1.25MPa。
[0029]弹性密封垫要求在装配时可使用盾构设备将密封垫压至闭合状态，闭合状态即接缝张开量为0mm，性能良好的弹性密封垫应同时具备在闭合状态条件下对应的装配力较小的性能，以保证管片混凝土沟槽的稳定性，同时降低对盾构设备拼装能力的要求。
[0030]弹性密封垫拼装力测试结果显示，闭合状态下的装配力小于160kN/m，如图6。
【主权项】
1.一种盾构隧道管片接缝弹性密封垫，包括沿管片接缝弹性密封垫片中心轴左右对称设置的凹槽(1)和通孔，其特征在于:凹槽(1)沿密封垫中心轴对称设置于密封垫底部，形状为U字型，共计4 一 6个，通孔分为上排圆角三角通孔(2)和下排圆角三角通孔(3)，上排圆角三角通孔(2) 3-5个，下排圆角三角通孔(3) 4-6个，上下通孔相间隔设置，管片接缝弹性密封垫左右对称。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:上排圆角三角通孔(2)小于下排圆角三角通孔(3)。3.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:所述的圆角三角由等边三角形在其各角上倒圆角而成。4.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:所述的凹槽为5个，上排圆角三角通孔4个，下排圆角三角通孔5个。5.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:所述的上排圆角三角通孔(2)设置为倒三角状，倒三角的顶边与弹性密封垫顶面相平行，下排圆角三角通孔(3 )为正向设置的三角形，其底边与弹性密封垫底边相平行。
【专利摘要】本发明公开了一种盾构隧道管片接缝弹性密封垫，包括凹槽和通孔，通孔采用圆角三角形式，圆形三角通孔分为上排圆角三角通孔和下排圆角三角通孔，上排圆角三角通孔3-5个，下排圆角三角通孔4-6个，其相间隔布置，上排圆角三角通孔的尺寸略小于下排圆角三角通孔。通过相应尺寸和布置的设计优化，得到了最优性能的断面形式，通过相应的耐水压与力学试验得到了该断面形式的防水性能和力学性能。本发明适用于大直径高外水压盾构隧道管片接缝防水用途。
【IPC分类】E21D11/38
【公开号】CN105317448
【申请号】CN201410334735
【发明人】郭小红, 杨林松, 程勇, 刘继国
【申请人】中交第二公路勘察设计研究院有限公司
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2014年7月15日