用于盾构隧道封顶块、邻接块的无脚防水密封垫制造技术

一种用于盾构隧道封顶块、邻接块的无脚防水密封垫，包括长条状的橡胶材料本体(1)，橡胶材料本体(1)沿长条方向分布有多排张力孔，橡胶材料本体(1)的基部(2)粘合于封顶块(4)或邻接块(5)的密封槽中，橡胶材料本体(1)的头部(3)露出密封槽，其特征在于：所述的基部(2)的底缘为齐平的实体底缘，且实体底缘的底边(2a)与头部(3)的顶边(3a)平行。该种无脚防水密封垫用于盾构隧道封顶块、邻接块间的接缝防水，其抗剪切、抗动摩擦、抗错台性能好，防水性能好、可靠性高，使用寿命长。使用寿命长。使用寿命长。

【技术实现步骤摘要】
用于盾构隧道封顶块、邻接块的无脚防水密封垫


[0001]本技术涉及一种盾构隧道管片接缝的防水弹性密封垫。

技术介绍

[0002]盾构隧道因自动化盾构机施工、预制式管片拼装、适应地层广等优点，被广泛应用于隧道交通工程中。盾构隧道的衬砌结构是由弧形的管片通过螺栓沿环向拼接成管片环，管片环再通过环间螺栓纵向拼接而成隧道衬砌；
[0003]因此，盾构隧道无论是环向还是纵向的管片之间均存在接缝。盾构隧道埋置于地下，处于地下水包围之中,管片衬砌结构的接缝易导致隧道渗漏水，成为影响盾构隧道安全运营的主要病害。
[0004]盾构隧道接缝防水的做法是，在管片侧面上预制一圈密封槽，长条形的弹性密封垫的基部被粘贴在预制密封槽中，在管片侧面上形成一圈密封垫；通过相邻管片在拼装过程中的挤压力，来使得相邻管片的弹性密封垫的顶部相互接触并压紧，从而达到隧道密封防水的效果。参见图1，现有的弹性密封垫是“有脚密封垫”，即从弹性密封垫本体材料1的端面看，其顶部3齐平，基部2设置了多个均匀分布的n形凹槽，各凹槽间形成隔墙，这些隔墙即为弹性密封垫的“脚”。安装时，先在管片的预制密封槽中涂抹上胶体，再将弹性密封垫的带“脚”的基部嵌入管片的密封槽中，使基部2与密封槽粘合。这种密封垫弹性好，所需的安装装配挤压力小，对标准块管片间的接缝防水具有较好的防水效果。
[0005]申请人发现，在隧道管片环的拼装过程中，管片环中最后拼装的管片即封顶块管片，没有足够的多余拼装空间，不能像先期拼装的管片(标准块管片、邻接块管片)那样，对齐后再拧紧连接螺栓，即可完成管片间的拼装，并实现对弹性密封垫的挤压(弹性密封垫仅受到正向挤压力)。而封顶块只能加工成前小后大的楔形(外周面上看呈前小后大的近似等腰梯形)，以封顶块处于隧道正上方为例，其安装方式为：先将封顶块4置于两邻接块5间隙的下方，再向前(纵向，即图3a中的箭头方向)将封顶块4推入2/3的深度(参见图3a)；然后再将封顶块4向上楔入，使封顶块与邻接块在径向(即图3b中的箭头方向)上对齐(参见图3b)；最后将封顶块4全部推入，使封顶块4与邻接块5在前后(纵向)方向上对齐(参见图3c和图3d)，完成封顶块4的拼装。在此过程中，粘贴在封顶块4和邻接块5密封槽上的密封垫，既会受到纵向的剪切挤压及动摩擦(参见图3a)，还会受到径向的剪切挤压及动摩擦(参见图3b)，最后承受环向的正压力(参见图3c和图3d)。密封垫带“脚”的基部能够很好的承受环向的正压力，但却无法承受纵向和径向的剪切挤压及动摩擦，脚部容易发生剪切翘曲、畸形变形，甚至脱离密封槽，导致密封垫破损。
[0006]同时，由于标准块管片及邻接块管片在拼装时，有足够的环向空间，仅需从环向上对齐拧紧螺栓即可；从而环向上各标准块管片及邻接块管片的尺寸加工误差，会累计在封顶块的预留扇环空间上，导致封顶块的预留扇环空间的弧度偏大或偏小；当弧度偏大(小)时，封顶块会偏离外环面(内环面)而与邻接块形成径向的内错台(外错台)；发生内、外错台均会使得封顶块的密封垫与邻接块的密封垫错位，相邻密封垫顶部的实际接触面积变小，
挤压应力更集中，密封垫带“脚”的基部也易发生整体失稳、畸形变形。总之，现有的密封垫用于邻接块和封顶块的接缝防水时，密封垫的防水性能差、可靠性低，使用寿命短。

技术实现思路

[0007]本技术目的在于提供一种用于盾构隧道封顶块、邻接块的无脚防水密封垫，该种无脚防水密封垫用于盾构隧道封顶块、邻接块间的接缝防水，其防水性能好、可靠性高，使用寿命长。
[0008]本技术实现其专利技术目的所采用的技术方案是，一种用于盾构隧道封顶块、邻接块的无脚防水密封垫，包括长条状的橡胶材料本体，橡胶材料本体沿长条方向分布有多排张力孔，橡胶材料本体的基部粘合于封顶块或邻接块的密封槽中，橡胶材料本体的头部露出密封槽，其特征在于：所述的基部的底缘为齐平的实体底缘，且实体底缘的底边与头部的顶边平行。
[0009]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0010]一、在封顶块纵向搭接2/3深度，然后径向楔入，最后纵向插入的拼装过程中，粘贴在封顶块和与封顶块紧邻的邻接块密封槽上的密封垫，既会受到纵向的剪切挤压及动摩擦，还会受到径向的剪切挤压及动摩擦；最后承受环向的正压力。本技术的无脚密封垫取消了现有的有脚密封垫的n型凹槽，而在基部形成贯通的实体底缘，将各部分圈起来形成闭合的结构；也即将现有“脚”的垂向一维“柱形”受力改变为垂向、横向连为一体的二维整体受力，形成抗剪限裂体系，减缓不均匀挤压、剪切的作用；使密封垫端面(横截面)结构的整体性和稳定性增强，大幅增强了密封垫的抗剪切能力，能够很好的抵抗封顶块在拼装过程中的剪切挤压及动摩擦。在拼装过程中不会发生剪切翘起、畸形变形，甚至脱离密封槽，导致密封垫与密封槽之间的接触面积大幅度削弱，以致密封垫破损的现象；密封垫形状保持好，与密封槽接触良好，防水性能好、可靠性高，使用寿命长。
[0011]二、各管片尺寸加工误差会累计在封顶块的预留扇环空间上，进而导致封顶块的预留扇环空间的弧度误差大，封顶块容易与邻接块发生错台；同时，隧道运营过程中，由于地层错动等原因，也会导致管片错台。管片错台使得封顶块的密封垫与邻接块的密封垫错位，对密封垫产生剪切应力，同时相邻密封垫顶部的接触面积小，挤压应力更集中。而本技术的无脚密封垫形成的垂向、横向连为一体的二维整体受力，结构的整体性好、稳定性强，也能很好的承受错台挤压应力和剪切应力。避免了密封垫因错台发生整体失稳、畸形变形。也使其防水性能差好、可靠性高，使用寿命长。
[0012]三、贯通的底缘实体也增大了密封垫与密封槽之间的接触面积，二者的粘接强度高，受力面积增大，也进一步提高了密封垫的防水性和可靠性。
[0013]进一步，本技术的橡胶材料本体采用的材料为三元乙丙橡胶。
[0014]更进一步，本技术的多排张力孔为四排，靠近实体底边的第四排张力孔的中部张力孔呈拱顶朝向底缘的门拱形，两侧张力孔呈三角形。
[0015]靠近底缘的第四排张力孔，既能很好的增加密封垫的胀缩、增加密封垫的弹性，提高其防水性能；同时，底缘中部的门拱形张力孔能够将基底的应力均匀分散传递给密封垫主体，而两侧的三角形张力孔也能很好的将基底和基侧的应力均匀分散传递给密封垫主体；也增加了密封垫的整体抗挤压、剪切能力。
[0016]下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。
附图说明
[0017]图1为现有的基部有脚的密封垫的端面结构示意图。
[0018]图2为本技术实施例的无脚防水密封垫的端面结构示意图。
[0019]图3a为上部封顶块拼装初始时的俯视缩小示意图。
[0020]图3b为上部封顶块开始进行径向楔入时的前视缩小示意图。
[0021]图3c为上部封顶块完成拼装时的俯视缩小结构示意图。
[0022]图3d为上部封顶块完成拼装时的前视缩小结构示意图。
[0023]图4为图3d中局部A本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于盾构隧道封顶块、邻接块的无脚防水密封垫，包括长条状的橡胶材料本体(1)，橡胶材料本体(1)沿长条方向分布有多排张力孔，橡胶材料本体(1)的基部(2)粘合于封顶块(4)或邻接块(5)的密封槽中，橡胶材料本体(1)的头部(3)露出密封槽，其特征在于：所述的基部(2)的底缘为齐平的实体底缘，且实体底缘的底边(2a)与头部(3)的顶边(3a)平行。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：肖明清，何川，王士民，焦齐柱，唐雄俊，马天宇，谢宏明，毛升，李拼，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司，
类型：新型
国别省市：