盾构隧道衬砌管片T字缝两道密封垫防水试验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种盾构隧道衬砌管片T字缝两道密封垫防水试验装置及方法，该装置整体呈T字型，装置包括下部试模、上部左试模和上部右试模，下部试模、上部左试模和上部右试模在各自的接触面上由内而外依次均设置内沟槽和外沟槽，各内沟槽和外沟槽内均设有弹性密封垫，上部左外沟槽内圈为平面或设有矩形凹槽或矩形凸台，上部右外沟槽内圈为平面或设有矩形凹槽或矩形凸台，下部外沟槽为平面或设有矩形凹槽或矩形凸台。与现有技术相比，本发明专利技术具有真实模拟T字缝两道密封垫不同受力情况下的防水试验、模型精度高和真实模拟不同错位情况下的防水能力试验等优点。

【技术实现步骤摘要】
盾构隧道衬砌管片T字缝两道密封垫防水试验装置及方法
本专利技术涉及盾构隧道
，尤其是涉及一种盾构隧道衬砌管片T字缝两道密封垫防水试验装置及方法。
技术介绍
作为盾构法施工技术的重要组成部分，衬砌管片的错缝拼装技术一直是工程界关注的重点。错缝拼装管片隧道在变形、防水控制方面的优越性，以及为盾构自动化施工技术的发展提供的广阔前景。错缝拼装方式下，纵、环缝相交处仅有三缝交汇，形成T字缝，相比于通缝拼装下的十字缝，接缝的防水条件较易处理；而且错缝拼装下的T字缝接缝变形小，对于防水也是十分有利的。对于错缝拼装下T字缝的防水性能的试验研究，目前较为常见的就是GB18173.4-2010《高分子防水材第4部分：盾构法隧道管片用橡胶密封垫》中所提到T字缝单道防水试验装置，该装装置通过中心注压，由内而外突破一道弹性T字形密封垫。但是，随着隧道越建越深，隧道外部水压也越来越高，同时隧道断面也极易会遇到渗透系性很强的粉细砂地层，一旦发生漏水，隧道结构的安全性能将得不到保证。因此，从减少管片衬砌结构渗漏水机率，以及确保工程与周边环境安全出发，在高水压条件下推荐采用双道防水方案。现有的装置无法科学的模拟实际管片错缝拼装T字缝下两道防水密封垫防水能力。现有的针对T字缝两道防水的试验装置较少，主要在传统的防水试验装置上设置两道封闭的沟槽，嵌入弹性密封垫，通过中心注水，用以模拟高压水依此穿越两道防水密封垫的工况。该装置主要有如下缺陷：实际的工况下，盾构隧道接缝两道弹性密封垫的张开量与压缩量是由接头的受力状态来确定的，无论接头承受正弯矩还是负弯矩，受压侧的防水密封垫的必然是紧密贴合，而处在受拉侧的防水密封垫必然有一定的张开量，而已有的两道防水密封垫试验装置，其两道密封垫保持同步的压缩量变化，其受力状态本质上是相同的。因此，无法科学的模拟实际管片接头受力状态下两道防水密封垫的防水效果。
技术实现思路
本专利技术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盾构隧道衬砌管片T字缝两道密封垫防水试验装置及方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种盾构隧道衬砌管片T字缝两道密封垫防水试验装置，该装置整体呈T字型，所述的装置包括下部试模、上部左试模和上部右试模，所述的下部试模处于T字型横边部分，所述的上部左试模和上部右试模截面均为直角状，所述的上部左试模和上部右试模均有一条直角边与下部试模连接，所述的上部左试模的另一条直角边和上部右试模的另一条直角边连接构成T字型竖边部分，所述的下部试模、上部左试模和上部右试模在各自的接触面上由内而外依次均设置内沟槽和外沟槽，各内沟槽和外沟槽内均设有弹性密封垫，上部左外沟槽内圈为平面或设有矩形凹槽或矩形凸台，上部右外沟槽内圈为平面或设有矩形凹槽或矩形凸台，下部外沟槽为平面或设有矩形凹槽或矩形凸台。当位于T字型横边的上部左外沟槽内圈、上部右外沟槽内圈均设有矩形凹槽时，所述的下部外沟槽内圈为平面；当位于T字型横边的上部左外沟槽内圈、上部右外沟槽内圈均设有矩形凹槽时，所述的下部外沟槽内圈设有凹槽；当位于T字型横边的上部左外沟槽内圈、上部右外沟槽内圈均设有矩形凸台时，所述的下部外沟槽内圈为平面；当位于T字型横边的上部左外沟槽内圈、上部右外沟槽内圈均设有矩形凸台时，所述的下部外沟槽内圈设有矩形凸台；当位于T字型横边的上部左外沟槽内圈、上部右外沟槽内圈均为平面时，所述的下部外沟槽内圈设有矩形凸台；当位于T字型横边的上部左外沟槽内圈、上部右外沟槽内圈均为平面时，所述的下部外沟槽内圈设有矩形凹槽；当位于T字型竖边的上部左外沟槽内圈设有矩形凹槽时，位于T字型竖边的上部右外沟槽内圈为平面；当位于T字型竖边的上部左外沟槽内圈设有矩形凹槽时，位于T字型竖边的上部右外沟槽内圈设有矩形凹槽；当位于T字型竖边的上部左外沟槽内圈设有矩形凸台时，位于T字型竖边的上部右外沟槽内圈为平面；当位于T字型竖边的上部左外沟槽内圈设有矩形凸台时，位于T字型竖边的上部右外沟槽内圈设有矩形凸台；当位于T字型竖边的上部左外沟槽内圈为平面时，位于T字型竖边的上部右外沟槽内圈设有矩形凸台；当位于T字型竖边的上部左外沟槽内圈为平面时，位于T字型竖边的上部右外沟槽内圈设有矩形凹槽。所述的下部试模、上部左试模和上部右试模之间分别通过螺栓连接，所述的下部试模、上部左试模和上部右试模上均设有螺栓孔。所述的上部左内沟槽内设置上部左内圈弹性密封垫，所述的上部右内沟槽内设置上部右内圈弹性密封垫，所述的下部内沟槽内设置下部内圈弹性密封垫，所述的上部左外沟槽内设置上部左外圈弹性密封垫，所述的上部右外沟槽内设置上部右外圈弹性密封垫，所述的下部外沟槽内设置下部外圈弹性密封垫。位于T字型横边的上部左内圈弹性密封垫、上部右内圈弹性密封垫分别与下部内圈弹性密封垫贴合，位于T字型竖边的上部左内圈弹性密封垫和上部右内圈弹性密封垫贴合，共同组成内圈防水密封垫，内圈防水密封垫内部腔体构成第一密封腔；位于T字型横边的上部左外圈弹性密封垫、上部右外圈弹性密封垫分别与下部外圈弹性密封垫贴合，位于T字型竖边的上部左外圈弹性密封垫和上部右外圈弹性密封垫贴合，共同组成外圈防水密封垫，内圈防水密封垫与外圈防水密封垫之间的腔体构成第二密封腔。所述第一密封腔、第二密封腔内均安装有进水通道、排水通道和水压计。所述上部左内沟槽、上部右内沟槽、下部内沟槽、上部左外沟槽、上部右外沟槽和下部外沟槽均呈封闭状。一种上述任一种盾构隧道衬砌管片T字缝两道密封垫防水试验装置的测试方法，该方法包括以下步骤：S1、根据试验工况确定弹性密封垫所需张开量，根据张开量设置矩形凹槽或矩形凸台；S2、在上部左内沟槽、上部左外沟槽、上部右内沟槽、上部右外沟槽、下部内沟槽和下部外沟槽上分别安装弹性密封垫；S3、拼装三块钢板试模，使三块钢板试模的错位量达到设定值后，拧紧螺栓；S4、打开装置上的分别位于第一密封腔和第二密封腔的两套排气阀门，从两个进水口注水，至两个排气口有水流出，关闭第二密封腔进水通道和排水通道，关闭第一密封腔的排水通道；S5、从第一密封腔的进水口继续进行注水，至第一密封腔的水压计读数稳定，将此时第一密封腔水压计的读数作为该工况下内圈防水密封垫的耐压值；S6、从第一密封腔的进水口继续进行注水，至外圈防水密封垫漏水或加压系统水压表水压无法继续上升时，读取第一密封腔的水压计稳定读数，该稳定读数即为两道防水密封垫的综合防水耐压值；S7、该组实验结束后，排空装置中的水，调整上部左试模、上部右试模和下部试模间的错位量，重复S4-S6，进行下一组实验。所述的上部左内沟槽内设置上部左内圈弹性密封垫，所述的上部右内沟槽内设置上部右内圈弹性密封垫，所述的下部内沟槽内设置下部内圈弹性密封垫，所述的上部左外沟槽内设置上部左外圈弹性密封垫，所述的上部右外沟槽内设置上部右外圈弹性密封垫，所述的下部外沟槽内设置下部外圈弹性密封垫；位于T字型横边的上部左内圈弹性密封垫、上部右内圈弹性密封垫分别与下部内圈弹性密封垫贴合，位于T字型竖边的上部左内圈弹性密封垫和上部右内圈弹性密封垫贴合，共同组成内圈防水密封垫，内圈防水密封垫内圈构成第一密封腔；位于T字型横边的上部左外圈弹性密封垫、上部右外圈弹性密封垫分别与下部外圈弹性密封垫贴合，位于T字型竖边的上部左外圈弹性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种盾构隧道衬砌管片T字缝两道密封垫防水试验装置，该装置整体呈T字型，所述的装置包括下部试模(1)、上部左试模(3)和上部右试模(2)，所述的下部试模(1)处于T字型横边部分，所述的上部左试模(3)和上部右试模(2)截面均为直角状，所述的上部左试模(3)和上部右试模(2)均有一条直角边与下部试模(1)连接，所述的上部左试模(3)的另一条直角边和上部右试模(2)的另一条直角边连接构成T字型竖边部分，所述的下部试模(1)、上部左试模(3)和上部右试模(2)在各自的接触面上由内而外依次均设置内沟槽和外沟槽，各内沟槽和外沟槽内均设有弹性密封垫，其特征在于，上部左外沟槽内圈为平面或设有矩形凹槽或矩形凸台，上部右外沟槽内圈为平面或设有矩形凹槽或矩形凸台，下部外沟槽为平面或设有矩形凹槽或矩形凸台。

【技术特征摘要】
1.一种盾构隧道衬砌管片T字缝两道密封垫防水试验装置，该装置整体呈T字型，所述的装置包括下部试模(1)、上部左试模(3)和上部右试模(2)，所述的下部试模(1)处于T字型横边部分，所述的上部左试模(3)和上部右试模(2)截面均为直角状，所述的上部左试模(3)和上部右试模(2)均有一条直角边与下部试模(1)连接，所述的上部左试模(3)的另一条直角边和上部右试模(2)的另一条直角边连接构成T字型竖边部分，所述的下部试模(1)、上部左试模(3)和上部右试模(2)在各自的接触面上由内而外依次均设置内沟槽和外沟槽，各内沟槽和外沟槽内均设有弹性密封垫，其特征在于，上部左外沟槽内圈为平面或设有矩形凹槽或矩形凸台，上部右外沟槽内圈为平面或设有矩形凹槽或矩形凸台，下部外沟槽为平面或设有矩形凹槽或矩形凸台。2.根据权利要求1所述的一种盾构隧道衬砌管片T字缝两道密封垫防水试验装置，其特征在于，当位于T字型横边的上部左外沟槽内圈、上部右外沟槽内圈均设有矩形凹槽时，所述的下部外沟槽内圈为平面；当位于T字型横边的上部左外沟槽内圈、上部右外沟槽内圈均设有矩形凹槽时，所述的下部外沟槽内圈设有凹槽；当位于T字型横边的上部左外沟槽内圈、上部右外沟槽内圈均设有矩形凸台时，所述的下部外沟槽内圈为平面；当位于T字型横边的上部左外沟槽内圈、上部右外沟槽内圈均设有矩形凸台时，所述的下部外沟槽内圈设有矩形凸台；当位于T字型横边的上部左外沟槽内圈、上部右外沟槽内圈均为平面时，所述的下部外沟槽内圈设有矩形凸台；当位于T字型横边的上部左外沟槽内圈、上部右外沟槽内圈均为平面时，所述的下部外沟槽内圈设有矩形凹槽；当位于T字型竖边的上部左外沟槽内圈设有矩形凹槽时，位于T字型竖边的上部右外沟槽内圈为平面；当位于T字型竖边的上部左外沟槽内圈设有矩形凹槽时，位于T字型竖边的上部右外沟槽内圈设有矩形凹槽；当位于T字型竖边的上部左外沟槽内圈设有矩形凸台时，位于T字型竖边的上部右外沟槽内圈为平面；当位于T字型竖边的上部左外沟槽内圈设有矩形凸台时，位于T字型竖边的上部右外沟槽内圈设有矩形凸台；当位于T字型竖边的上部左外沟槽内圈为平面时，位于T字型竖边的上部右外沟槽内圈设有矩形凸台；当位于T字型竖边的上部左外沟槽内圈为平面时，位于T字型竖边的上部右外沟槽内圈设有矩形凹槽。3.根据权利要求1所述的一种盾构隧道衬砌管片T字缝两道密封垫防水试验装置，其特征在于，所述的下部试模(1)、上部左试模(3)和上部右试模(2)之间分别通过螺栓连接，所述的下部试模(1)、上部左试模(3)和上部右试模(2)上均设有螺栓孔。4.根据权利要求1所述的一种盾构隧道衬砌管片T字缝两道密封垫防水试验装置，其特征在于，所述的上部左内沟槽内设置上部左内圈弹性密封垫(301)，所述的上部右内沟槽内设置上部右内圈弹性密封垫(201)，所述的下部内沟槽内设置下部内圈弹性密封垫(101)，所述的上部左外沟槽内设置上部左外圈弹性密封垫(302)，所述的上部右外沟槽内设置上部右外圈弹性密封垫(202)，所述的下部外沟槽内设置下部外圈弹性密封垫(102)。5.根据权利要求4所述的一种盾构隧道衬砌管片T字缝两道密封垫防水试验装置，其特征在于，位于T字型横边的上部左内圈弹性密封垫(301)、上部右内圈弹性密封垫(201)分别与下部内圈弹性密封垫(101)贴合，位于T...

【专利技术属性】
技术研发人员：张子新，孙杰，黄昕，刘威，朱叶艇，王帅峰，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31