一种深层排水盾构隧道管片接缝弹性密封垫的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种深层排水盾构隧道管片接缝弹性密封垫，设置在隧道衬砌的管片上，包括密封垫本体，密封垫本体具有上下平行的上端面和下端面，上端面中点与下端面中点的连线为密封垫本体的对称轴，密封垫本体连接下端面与上端面的两侧外轮廓为一折线，下端面上左右对称设有两个用于降低密封垫装配时压缩力的凹槽，密封垫本体上下依次设有第一排通孔、第二排通孔和第三排通孔，第一排通孔有4个圆孔，第二排通孔和第三排通孔均有2个圆孔，所有的圆孔关于对称轴对称，第一排通孔的圆心连线、第二排通孔的圆心连线及第三排通孔的圆心连线均与密封垫本体上端面平行。与现有技术相比，本实用新型具有结构规整、制作方便等优点。
【专利说明】
一种深层排水盾构隧道管片接缝弹性密封垫
技术领域
[0001]本实用新型属于深层排水盾构隧道工程领域，尤其是涉及一种深层排水盾构隧道管片接缝弹性密封垫。
【背景技术】
[0002]随着“海绵城市”的推广，深层排水盾构隧道作为一种深层排水盾构隧道管片接缝弹性密封垫可以较好地提升城市防洪排涝能力的工程正在被不断推广。深层排水盾构隧道对防止深层排水盾构隧道漏水有着很高要求，其中管片接缝防水是其中的重点部分。目前在实际工程中通常采用非膨胀性合成橡胶，主要是利用接缝材料的挤密来达到防水目的，一般是将三元乙丙橡胶材料模压成为一定的形状制成弹性密封垫，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。但是由于深层排水盾构隧道埋深很大，对弹性密封垫的防水能力要求较高。而为了达到一定的防水能力，三元乙丙弹性密封垫会呈厚且大，挤压密封垫的装配力过大，管片接缝端部就会损坏(指密封垫沟槽外侧混凝土)，为此可以改善密封垫的断面形状，在密封垫内合理开设孔眼以控制装配力，同时确保止水效果。这种断面形式还使得弹性密封垫具有更大的压缩性和更高的弹性，即使管片接缝有一定的张开量，它仍能处于一定的压缩状态，可有效地阻挡水的渗漏，防止深层排水隧道中的污水泄露污染深层土壤。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，并在一定的张开量和拼装误差的情况下仍有保留较高的防水能力。
【实用新型内容】
[0003]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结构规整、制作方便、装配力小的深层排水盾构隧道管片接缝弹性密封垫，适用于深层排水盾构隧道的管片接缝的高水压防水工程。
[0004]本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现:一种深层排水盾构隧道管片接缝弹性密封垫，设置在隧道衬砌的管片上，包括密封垫本体，所述的密封垫本体具有上下平行的上端面和下端面，所述的上端面为密封垫接触面，所述的下端面为管片接触面，所述的上端面中点与下端面中点的连线为密封垫本体的对称轴，所述的密封垫本体的连接所述的下端面与上端面的两侧外轮廓为一折线，所述的下端面上左右对称设有两个用于降低密封垫装配时压缩力的凹槽，所述的密封垫本体上下依次设有第一排通孔、第二排通孔和第三排通孔，所述的第一排通孔有4个圆孔，所述的第二排通孔和第三排通孔均有2个圆孔，所有的圆孔关于所述的对称轴对称，所述的第一排通孔的圆心连线、第二排通孔的圆心连线及第三排通孔的圆心连线均与所述的密封垫本体上端面平行。
[0005]所述的凹槽呈倒U型，所述的倒U型包括一段圆弧和与所述的圆弧相切的两条直线。
[0006]所述的第一排通孔位于中间的两个圆孔直径大于第一排通孔上的其余两个圆孔的直径。
[0007]所述的第二排通孔的2个圆孔位于所述的凹槽外侧。
[0008]所述的第三排通孔的2个圆孔位于两个所述的凹槽之间。
[0009]所述的第一排通孔中靠近对称轴的圆孔和与其位于对称轴同一侧的第三排通孔的圆孔的靠近所述的对称轴的公切线与对称轴平行。
[00? O ]所述的密封垫本体为由三元乙丙制成的密封垫本体。
[0011]所述的第二排通孔的直径小于第三排通孔的直径，且所述的第二排通孔的直径和第三排通孔的直径均小于所述的第一排通孔的直径。
[0012]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:
[0013](I)通过对第一排通孔、第二排通孔和第三排通孔的形状、布置位置的优化设计，得到了防水性能和力学性能最优的结构，特别适用于深层排水盾构隧道管片接缝耐高水压的防水用途；
[0014](2)通过对第一排通孔、第二排通孔和第三排通孔直径大小的限定，有效提高了弹性密封垫的防水能力，同时装配力较小；
[0015](3)本实用新型结构规整，制作方便，适用于深覆土的深层排水盾构隧道管片接缝防水。
【附图说明】
[0016]图1为一种深层排水盾构隧道管片接缝弹性密封垫的结构示意图；
[0017]图2为密封垫错位量为5mm，硬度为邵氏65度时，防水性能随密封垫张开量的变化结果图；
[0018]图3为密封垫硬度为邵氏65度时，拼装力随密封垫张开量的变化结果图；
[0019]图中标识为:I密封垫本体，2凹槽，3第一排通孔，4第二排通孔，5第三排通孔。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
[0021]实施例1
[0022]如图1所示，一种深层排水盾构隧道管片接缝弹性密封垫，设置在隧道衬砌的管片上，包括具有上下平行的上端面和下端面的密封垫本体I，密封垫本体I由三元乙丙制成，上端面为密封垫接触面，下端面为管片接触面，上端面中点与下端面中点的连线为密封垫本体I的对称轴，上端面长度为28mm，下端面长度为33mm，密封垫本体I连接下端面与上端面的两侧外轮廓为一折线，折线的折弯点和与其最近的上端面的端点的水平距离为5.5mm，和与其最近的下端面的端点的水平距离为3mm，下端面上左右对称设有两个用于降低密封垫装配时压缩力的凹槽2，凹槽2呈倒U型，由一段圆弧和与圆弧相切的两条直线形成，圆弧直径为5mm，凹槽2底部外侧与密封垫底部外侧距离为3mm，两个凹槽2底部中心的距离为21mm。密封垫本体I上下依次设有第一排通孔3、第二排通孔4和第三排通孔5，第一排通孔3有4个圆孔，第二排通孔4和第三排通孔5均有2个圆孔，所有的圆孔关于对称轴对称，第一排通孔3的圆心连线、第二排通孔4的圆心连线及第三排通孔5的圆心连线均与密封垫本体I上端面平行。第一排通孔3的圆心连线与上端面的垂直距离为5mm，第二排通孔4的圆心连线与下端面的垂直距离为7mm，第三排通孔5的圆心连线与下端面的垂直距离为4.5mm，第一排通孔3位于中间的两个圆孔直径为6mm，其余两个圆孔的直径为5mm，相邻两个圆孔的圆心距离为9mm。第二排通孔4的2个圆孔的直径为3mm，位于两个凹槽2外侧，两个圆孔的圆心距离为32mm，圆心距最近的折弯点的水平距离为3.5mm。第三排通孔5的2个圆孔的直径为4mm，位于两个凹槽2之间。第一排通孔3中靠近对称轴的圆孔和与其位于对称轴同一侧的第三排通孔5的圆孔的靠近对称轴的公切线与对称轴平行。
[0023]本实施例中，密封垫材料硬度为邵氏65度，密封垫错动量为5mm，对密封垫在张开量为2.5_至13_条件下的防水能力进行测试，结果如图2所示。由图2可以看出张开量对防水能力指标影响大，错动量取5mm时，对应的防水能力随张开量的增加而降低。错动5mm情况下，不同张开量的防水能力为:接缝张开量6mm时，密封垫防水能力约为0.5Mpa;接缝张开量4mm时，密封垫防水能力约为0.7Mpa ；接缝张开量2.5mm时，密封垫防水能力约为1.0Mpa ；
[0024]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，在本实例中即双道密封垫压缩量达到13_时为闭合状态。性能良好的弹性密封垫应具备在闭合状态下对应的装配力较小的性能，以保证混凝土沟槽的稳定性，因深层排水盾构隧道深覆土和高水压的特殊性，适用于深层排水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。
[0025]如图3所示为密封垫硬度为邵氏65度时，拼装力随密封垫张开量的变化结果图，在无错动情况下，压缩到接缝闭合状态时，即双道密封垫压缩量达到13mm闭合状态时的装配力为53kN/m，满足55kN/m的指标要求。
[0026]实施例2
[0027]本实施例中，弹性密封垫上端面长度为25mm，下端面长度为30mm，密封垫本体I连接下端面与上端面的两侧外轮廓为一折线，折线的折弯点和与其最近的上端面的端点的水平距离为5.5mm，和与其最近的下端面的端点的水平距离为3mm，下端面上左右对称设有两个用于降低密封垫装配时压缩力的凹槽2，凹槽2呈倒U型，由一段圆弧和与圆弧相切的两条直线形成，圆弧直径为4mm，凹槽2底部外侧与密封垫底部外侧距离为3mm，两个凹槽2底部中心的距离为21mm。密封垫本体I上下依次设有第一排通孔3、第二排通孔4和第三排通孔5，第一排通孔3有4个圆孔，第二排通孔4和第三排通孔5均有2个圆孔，所有的圆孔关于对称轴对称，第一排通孔3的圆心连线、第二排通孔4的圆心连线及第三排通孔5的圆心连线均与密封垫本体I上端面平行。第一排通孔3的圆心连线与上端面的垂直距离为5mm，第二排通孔4的圆心连线与下端面的垂直距离为7mm，第三排通孔5的圆心连线与下端面的垂直距离为4.5mm，第一排通孔3位于中间的两个圆孔直径为5.5mm，其余两个圆孔的直径为4mm，相邻两个圆孔的圆心距离为9mm。第二排通孔4的2个圆孔的直径为2.5mm，位于两个凹槽2外侧，两个圆孔的圆心距离为32mm，圆心距最近的折弯点的水平距离为3.5mm。第三排通孔5的2个圆孔的直径为3.5_，位于两个凹槽2之间。第一排通孔3中靠近对称轴的圆孔和与其位于对称轴同一侧的第三排通孔5的圆孔的靠近对称轴的公切线与对称轴平行。
【主权项】
1.一种深层排水盾构隧道管片接缝弹性密封垫，设置在隧道衬砌的管片上，包括密封垫本体，所述的密封垫本体具有上下平行的上端面和下端面，所述的上端面为密封垫接触面，所述的下端面为管片接触面，所述的上端面中点与下端面中点的连线为密封垫本体的对称轴，其特征在于，所述的密封垫本体的连接所述的下端面与上端面的两侧外轮廓为一折线，所述的下端面上左右对称设有两个用于降低密封垫装配时压缩力的凹槽，所述的密封垫本体上下依次设有第一排通孔、第二排通孔和第三排通孔，所述的第一排通孔有4个圆孔，所述的第二排通孔和第三排通孔均有2个圆孔，所有的圆孔关于所述的对称轴对称，所述的第一排通孔的圆心连线、第二排通孔的圆心连线及第三排通孔的圆心连线均与所述的密封垫本体上端面平行。2.根据权利要求1所述的一种深层排水盾构隧道管片接缝弹性密封垫，其特征在于，所述的凹槽呈倒U型，所述的倒U型包括一段圆弧和与所述的圆弧相切的两条直线。3.根据权利要求1所述的一种深层排水盾构隧道管片接缝弹性密封垫，其特征在于，所述的第一排通孔位于中间的两个圆孔直径大于第一排通孔上的其余两个圆孔的直径。4.根据权利要求1所述的一种深层排水盾构隧道管片接缝弹性密封垫，其特征在于，所述的第二排通孔的2个圆孔位于所述的凹槽外侧。5.根据权利要求1所述的一种深层排水盾构隧道管片接缝弹性密封垫，其特征在于，所述的第三排通孔的2个圆孔位于两个所述的凹槽之间。6.根据权利要求1所述的一种深层排水盾构隧道管片接缝弹性密封垫，其特征在于，所述的第一排通孔中靠近对称轴的圆孔和与其位于对称轴同一侧的第三排通孔的圆孔的靠近所述的对称轴的公切线与对称轴平行。7.根据权利要求1所述的一种深层排水盾构隧道管片接缝弹性密封垫，其特征在于，所述的密封垫本体为由三元乙丙制成的密封垫本体。8.根据权利要求1所述的一种深层排水盾构隧道管片接缝弹性密封垫，其特征在于，所述的第二排通孔的直径小于第三排通孔的直径，且所述的第二排通孔的直径和第三排通孔的直径均小于所述的第一排通孔的直径。
【文档编号】E21D11/38GK205477673SQ201620015302
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月8日
【发明人】丁文其, 吴炜枫, 周舟, 朱铭嵚, 巩凡, 巩一凡
【申请人】同济大学