一种应力补偿型盾构隧道管片接缝防水弹性密封垫制造技术

本实用新型专利技术公开一种应力补偿型盾构隧道管片接缝防水弹性密封垫，包括密封垫主体，其特征在于所述密封垫主体为三元乙丙橡胶防水体，所述三元乙丙橡胶防水体内设有若干个孔，所述若干个孔内填充CM海绵填充体。在盾构管片拼装前，将弹性密封垫粘贴于管片防水嵌槽内，管片拼接后两相邻弹性密封垫相互挤压，使密封垫产生压缩变形。三元乙丙橡胶防水体压缩变形后能够产生接触应力，使两相邻密封垫及密封垫与混凝土之间相互贴合，从而产生防水密封作用；CM海绵填充体受压变形后对三元乙丙橡胶防水体产生内部膨胀力，补偿三元乙丙橡胶防水体在长期压力下的应力松弛，确保弹性密封垫的长期防水性能。

【技术实现步骤摘要】
一种应力补偿型盾构隧道管片接缝防水弹性密封垫
本技术属于盾构隧道工程领域，尤其是涉及一种应力补偿型盾构隧道管片接缝防水弹性密封垫。
技术介绍
目前工程
，管片接缝防水多采用单一组分的三元乙丙橡胶（内开通孔）密封垫或顶部搭接遇水膨胀橡胶的三元乙丙橡胶（内开通孔）密封垫。其防水机理为：三元乙丙橡胶自身为不可压缩的弹性材料，在管片拼接时其内部设置的数个通孔发生压缩、坍塌，依靠三元乙丙橡胶回弹性能产生接触应力以抵抗水压力，起到防水作用。这种密封垫的不足在于：密封垫在长期受压应力作用下，易发生应力松弛现象，塌孔后橡胶恢复变形能力不足，从而使密封垫防水能力下降。因此，如何克服传统密封衬垫的上述缺点，确保盾构隧道的长期防水性能，在盾构隧道防水领域十分重要。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种应力补偿型盾构隧道管片接缝防水弹性密封垫，该弹性密封垫具有长期荷载保持能力和较强的弹性恢复能力等优势，能有效减小防水密封垫长期压力下的应力松弛现象。本技术为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种应力补偿型盾构隧道管片接缝防水弹性密封垫，包括密封垫主体，其特征在于所述密封垫主体为三元乙丙橡胶防水体，所述三元乙丙橡胶防水体内设有若干个孔，所述若干个孔内填充CM海绵填充体。进一步地，所述弹性密封垫横断面上，CM海绵填充体数量为4~20，为保证CM海绵填充体膨胀力均匀，填充体为圆形或作圆倒角，CM海绵填充体表观密度为0.15~0.35g/cm3，孔隙率50%~90%，长期压缩应力松弛率＜40%。进一步地，在盾构管片拼装前，将弹性密封垫粘贴于管片防水嵌槽内，管片拼接后两相邻弹性密封垫相互挤压，使密封垫产生压缩变形，三元乙丙橡胶防水体压缩变形后能够产生接触应力，使两相邻密封垫及密封垫与盾构管片之间相互贴合，从而产生防水密封作用；CM海绵填充体压缩变形对三元乙丙橡胶防水体产生内部膨胀力，补偿三元乙丙橡胶防水体在长期压力下的应力松弛，确保弹性密封垫的长期防水性能。进一步地，所述密封垫主体的底部设置开口向下的三个U形孔，从左到右分别为第一U形孔、第二U形孔和第三U形孔，所述密封垫主体内还设有若干圆形孔，所述圆形孔包括五列圆形孔，从左到右分别为第一列圆形孔、第二列圆形孔、第三列圆形孔、第四列圆形孔和第五列圆形孔，其中第一列圆形孔包括位于第一U形孔正上方的两个第一圆形孔；第二列圆形孔包括位于第一U形孔和第二U形孔之间的第二圆形孔，所述第二圆形孔的上方设有另一个第二圆形孔，两个第二圆形孔之间设有一个第一圆形孔；第三列圆形孔包括位于第二U形孔正上方的两个第一圆形孔；第四列圆形孔包括位于第二U形孔和第三U形孔之间的第二圆形孔，所述第二圆形孔的上方设有另一个第二圆形孔，两个第二圆形孔之间设有一个第一圆形孔；第五列圆形孔包括位于第三U形孔正上方的两个第一圆形孔；所述第一列圆形孔的左侧还设有两个斜向排列的第三圆形孔，所述第五列圆形孔的右侧还设有两个斜向排列的第三圆形孔。优选地，所述第一、第二、第三圆形孔的直径分别为4a、5a、3a，所述U型孔顶部圆弧直径为5a，弦长为4a，底部开口宽度为5a，U型孔高度为6a，其中a为尺寸系数，且a=0.6~1.2mm。即第一圆形孔、第二圆形孔、第三圆形孔直径分别为2.4~4.8mm、3.0~6.0mm、1.8~3.6mm，且满足4:5:3的比例关系。所述第一、第三、第五列圆孔列与列的中心距均为7.5a，同一列的圆孔中心距为6.5a，与U型孔净距为1.5a；所述第二、第四列圆孔列与列的中心距均为7.5a，同一列的圆孔中心距均为6a；所述任意一个第三圆形孔与相邻圆形孔（含第一圆形孔和第三圆形孔）的净距为1.3a。依据上述型式设置圆孔的密封垫能够形成较好的受力体系，受压时三元乙丙橡胶应力集中程度较低，接触应力较大且分布均匀，CM海绵产生均匀的回弹支撑力，在长期应力作用下应力松弛较小，长期防水性能较高。进一步地，所述弹性密封垫的截面轮廓包括平行设置的底面和顶面，底面的一侧通过第一斜侧面和第一弧形侧面与顶面的一侧连接，底面的另一侧通过第二斜侧面和第二弧形侧面与顶面的另一侧连接，其中第一弧形侧面、第一斜侧面和第二弧形侧面、第二斜侧面对称设置，第一弧形侧面和第二弧形侧面均为内凹弧形，顶面稍窄于底面宽度，第一弧形侧面和第一斜侧面之间形成120~150度夹角，第一斜侧面和底面之间形成120~130度夹角。盾构隧道管片设有防水嵌槽，该防水嵌槽截面为梯形状，弹性密封垫底面朝内设置于防水嵌槽内，且其第一斜侧面和第二斜侧面与防水嵌槽侧面之间留有一定空隙，弧形面与斜面交点低于防水槽表面1~3mm，弧形侧面的80%~95%露出防水嵌槽外。由于上述技术方案的运用，本技术与现有技术相比具有长期荷载保持能力和较强的弹性恢复能力等优势，能有效补偿防水密封垫长期压力下的应力松弛，克服了传统密封衬垫应力松弛、长期防水性能不足的缺点。附图说明图1为传统的三元乙丙橡胶通孔防水密封垫结构示意图。图2为传统的三元乙丙橡胶通孔防水密封垫受压状态示意图。图3为本技术（应力补偿型盾构隧道管片接缝防水弹性密封垫）结构示意图。图4为本技术（应力补偿型盾构隧道管片接缝防水弹性密封垫）受压时CM海绵填充体产生膨胀应力的示意图。图5为本技术（应力补偿型盾构隧道管片接缝防水弹性密封垫）在管片拼合使用时的示意图之一。图6为本技术（应力补偿型盾构隧道管片接缝防水弹性密封垫）在管片拼合使用时的示意图之二。具体实施方式下面结合附图及实施实例对本技术作进一步描述：图中包括：传统密封垫1、弹性密封垫2、传统密封垫本体3、传统密封垫通孔4、三元乙丙橡胶防水体5、CM海绵填充体6、管片7、管片防水嵌槽8。如附图所示，一种盾构隧道管片接缝防水弹性密封垫2，由三元乙丙橡胶防水体5和CM海绵填充体6组成。在盾构管片7拼装前，将弹性密封垫2粘贴于管片防水嵌槽8内，管片7拼接后两相邻弹性密封垫2相互挤压，使密封垫2产生压缩变形。三元乙丙橡胶防水体5压缩变形后能够产生接触应力，使两相邻密封垫2及密封垫2与混凝土管片7之间相互贴合，从而产生防水密封作用；CM海绵填充体6压缩变形后对三元乙丙橡胶防水体5产生内部膨胀力，补偿三元乙丙橡胶防水体5长期压力下的应力松弛，确保弹性密封垫2的长期防水性能。采用本技术的盾构隧道管片接缝防水弹性密封垫，在长期压应力作用下，具有荷载保持能力和较强的弹性恢复能力等优势，能有效减小防水密封垫长期压力下的应力松弛现象，可充分保证管片接缝防水耐久性满足隧道运营要求。需要说明的是，CM海绵（橡胶型氯化聚乙烯）是聚乙烯经发泡制得的弹性泡沫橡胶，具有优良的耐候性、耐臭氧性、耐热老化性、耐药品性、耐油性和难燃烧性等性能，同时其生产原料来源丰富，制造工艺简单，成本低廉，是一种极具发展潜力的新型橡胶材料。以下是本技术的一个具体实施例，如图所示，所述弹性密封垫2的截面轮廓包括平行设置的底面和顶面，底面的一侧通过第一斜侧面和第一弧形侧面与顶面的一侧连接，底面的另一侧通过第二斜侧面和第二弧形侧面与顶面的另一侧连接，其中第一弧形侧面、第一斜侧面和第二弧形侧面、第二斜侧面对称设置，第一弧形侧面和第二弧形侧面均为内凹弧形，顶面稍窄于底面宽度，第一弧形侧面和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应力补偿型盾构隧道管片接缝防水弹性密封垫，包括密封垫主体，其特征在于所述密封垫主体为三元乙丙橡胶防水体，所述三元乙丙橡胶防水体内设有若干个孔，所述若干个孔内填充CM海绵填充体。

【技术特征摘要】
1.一种应力补偿型盾构隧道管片接缝防水弹性密封垫，包括密封垫主体，其特征在于所述密封垫主体为三元乙丙橡胶防水体，所述三元乙丙橡胶防水体内设有若干个孔，所述若干个孔内填充CM海绵填充体。2.根据权利要求1所述的一种应力补偿型盾构隧道管片接缝防水弹性密封垫，其特征在于：所述密封垫主体的底部设置开口向下的三个U形孔，从左到右分别为第一U形孔、第二U形孔和第三U形孔，所述密封垫主体内还设有若干圆形孔，所述圆形孔包括五列圆形孔，从左到右分别为第一列圆形孔、第二列圆形孔、第三列圆形孔、第四列圆形孔和第五列圆形孔，其中第一列圆形孔包括位于第一U形孔正上方的两个第一圆形孔；第二列圆形孔包括位于第一U形孔和第二U形孔之间的第二圆形孔，所述第二圆形孔的上方设有另一个第二圆形孔，两个第二圆形孔之间设有一个第一圆形孔；第三列圆形孔包括位于第二U形孔正上方的两个第一圆形孔；第四列圆形孔包括位于第二U形孔和第三U形孔之间的第二圆形孔，所述第二圆形孔的上方设有另一个第二圆形孔，两个第二圆形孔之间设有一个第一圆形孔；第五列圆形孔包括位于第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亚洲，温竹茵，由广明，刘念，高卫平，孙双篪，沈奕，刘建槟，
申请(专利权)人：上海市政工程设计研究总院集团有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31