一种多环管片衬砌渗漏水试验装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多环管片衬砌渗漏水试验装置及其方法，包括加水压系统；还包括衬砌模型和密封系统，密封系统包括密封钢壳，衬砌模型位于密封钢壳内，密封钢壳与衬砌模型之间形成加压密闭空腔，密封钢壳的侧面设置有注水孔、测试水压口和加压排气阀。本发明专利技术的试验方法步骤如下：(1)设备的组装；(2)模拟试验：a、无载荷测试；b、有荷载下测试。本发明专利技术的加水压系统通过注水孔对加压密闭空腔内注水加压，从而对衬砌模型施加外水压，该试验装置能够更加真实的模拟盾构隧道的地下水对管片衬砌作用环境，从而精准揭示管片渗漏水机制，使得整个装置的模拟试验更加的真实，有效提高试验装置的试验效果和效率。试验效果和效率。试验效果和效率。

A water leakage test device and method for multi ring segment lining

【技术实现步骤摘要】
一种多环管片衬砌渗漏水试验装置及其方法


[0001]本专利技术属于管片试验
，具体涉及一种多环管片衬砌渗漏水试验装置及其方法。

技术介绍

[0002]盾构隧道衬砌是由接头连接管片而成的多接缝结构，由于管片与弹性密封垫尺寸精度及拼装质量、不同荷载变形下的接缝张口及错台大小等诸多原因，导致接缝渗漏水已成为盾构隧道设施最常见病害之一。防渗堵漏作为盾构隧道设施养护中最主要的工作，极大增加了设施运营养护成本。因此，管片接头防水对于盾构隧道而言至关重要。但由于渗漏水原因复杂，接缝渗漏水机理尚不明晰，至今仍无法解决盾构隧道衬砌的渗漏水问题。对管片衬砌接缝进行渗漏水试验研究，对渗漏水预防及治理具有极大的意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的在于针对现有技术所存在的不足而提供一种多环管片衬砌渗漏水试验装置及其方法的技术方案，设计巧妙，结构简单合理，实用性强，加水压系统通过注水孔对加压密闭空腔内注水加压，从而对衬砌模型施加外水压，该试验装置能够更加真实的模拟盾构隧道的地下水对管片衬砌作用环境，从而精准揭示管片渗漏水机制，使得整个装置的模拟试验更加的真实，有效提高试验装置的试验效果和效率；本专利技术试验时，可同时模拟施工期拼装与运营期的不同变形，研究不同施工质量及衬砌变形下的管片外侧浸水情况及渗流路径，揭示管片衬砌接缝(纵缝与环缝)渗漏水机制，用于解决现有管片渗漏水模拟试验与实际工程情况不符的问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种多环管片衬砌渗漏水试验装置，包括加水压系统；其特征在于：还包括衬砌模型和密封系统，密封系统包括密封钢壳，衬砌模型位于密封钢壳内，密封钢壳与衬砌模型之间形成加压密闭空腔，密封钢壳的侧面设置有注水孔、测试水压口和加压排气阀，注水孔、测试水压口与加压密闭空腔相连通，加水压力系统通过注水孔作用于加压密闭空腔；设计巧妙合理，通过测试水压口可以用于检测加压密闭空腔的水压情况，更有利于实际的测试试验，提高测试效率；该加压排气阀是双向阀门，一个通道用于排空气，另一个通道用于注水加压，通过加压排气阀的设计可以保证加压密闭空腔内的气体被排出，保证加水压力系统可以将水注入到加压密闭空腔内，注水时打开加压排气阀，加水压力系统通过注水孔往加压密闭空腔内注水，在加压密闭空腔内注满水后，将加压排气阀关闭，再通过加压排气阀注水施加水压，观察衬砌模型的漏水情况，检验衬砌模型的防水能力。
[0006]进一步，密封钢壳包括对称拼接的两个半圆形钢壳，半圆形钢壳的两侧均设置有侧密封板，侧密封板上设置有侧螺栓孔，两个半圆形钢壳之间通过固定螺栓连接固定，固定螺栓穿过侧螺栓孔将对应两个侧密封板之间连接固定，将密封钢壳设计成两个半圆形钢壳，便于密封钢壳与衬砌模型之间的组装，两个半圆形钢壳之间通过侧密封板进行连接，采
用侧螺栓孔与固定螺栓的配合实现对应两个侧密封板之间的连接固定，有效确保密封钢壳组装后的结构稳固性和结构强度，且拆装方便简单，便于操作。
[0007]进一步，半圆形钢壳的顶面和底面均设置有端密封板，端密封板上设置有端螺栓孔，衬砌模型的顶面和底面均设置有连接孔，端螺栓孔与连接孔一一对应，半圆形钢壳通过连接螺栓与衬砌模型连接固定，连接螺栓穿过端螺栓孔连接在对应的连接孔内将端密封板与衬砌模型之间连接固定，上下两个端密封板与对应半圆形钢壳之间形成一个空腔，该空腔用于衬砌模型的放置，同时使得衬砌模型与密封钢壳之间形成加压密闭空腔，且端密封板可以用于端螺栓孔的设置，通过端螺栓孔、连接孔与连接螺栓的配合，实现衬砌模型与端密封板之间的连接固定，有效确保衬砌模型与密封钢壳之间的连接牢固性和可靠性，设计巧妙合理，安装拆卸方便简单。
[0008]进一步，半圆形钢壳、侧密封板和端密封板为一体成型结构，采用一体成型结构的设计可以保证整体结构强度，同时也可以便于实际的加工成型，而且一体成型结构可以减少连接交接缝，使得密封钢壳与衬砌模型之间所形成的加压密闭空腔的密封性能更好，从而提高实际试验测量数据的精准性。
[0009]进一步，衬砌模型由管环拼接而成，管环由管片拼接而成，相邻管片之间设置有橡胶密封垫，管片之间通过螺栓连接形成管环，管环之间再上下叠加配合螺栓固定形成衬砌模型，组装拼接方便简单，且相邻管片之间设置了橡胶密封垫，确保衬砌模型的拼装质量。
[0010]进一步，密封系统还包括止水密封垫，止水密封垫包括上密封环圈、下密封环圈和密封条，密封条连接在上密封环圈与下密封环圈之间，上密封环圈位于衬砌模型顶面与端密封板的接触处，下密封环圈位于衬砌模型底面与端密封板的接触处，对应连接的两个侧密封板之间均设置有密封条，通过上密封环圈、下密封环圈对衬砌模型与端密封板之间的接触处进行密封紧固，通过密封条对两个半圆形钢壳之间的连接处进行密封紧固，使得密封钢壳与衬砌模型之间所形成的加压密闭空腔的密封性更好，从而提高实际的试验精准度。
[0011]进一步，端密封板和侧密封板上均设置有凹槽，位于端密封板上的凹槽用于上密封环圈或下密封环圈的嵌入安装，位于侧密封板上的凹槽用于密封条的嵌入安装，设计巧妙合理，通过在端密封板和侧密封板上设置凹槽，采用凹槽用于止水密封垫的安装定位，使得实际的组装拼装更加的方便简单，保证止水密封垫的精准定位，确保止水密封垫的密封效果。
[0012]进一步，上密封环圈、下密封环圈与密封条为一体成型结构，止水密封垫采用一体成型结构的设计，既可以便于实际的加工成型，又可以确保止水密封垫的密封效果。
[0013]基于上述的一种多环管片衬砌渗漏水试验装置的试验方法，包括如下步骤：
[0014](1)设备的组装：
[0015]a、根据隧道衬砌进行衬砌模型的组装，采用管片拼装组成管环，管片与管片之间通过螺栓组装，并且在相邻管片之间设置橡胶密封垫，再将组装好的若干管环之间通过螺栓组装连接，形成衬砌模型，并且根据设计要求在衬砌模型的顶端和底端预设螺栓孔；管片与管片之间拼装形成管环，再将若干管环通过螺栓组装形成衬砌模型，组装拼装方便简单，且相邻管片之间设置了橡胶密封垫，有效确保衬砌模型的拼装质量；
[0016]b、在衬砌模型上安装止水密封垫，使得上密封环圈和下密封环圈上预留的孔与衬
砌模型两端的预设螺栓孔相对应，再组装外部的密封钢壳，将半圆形钢壳两端的端螺栓孔与衬砌模型上预留的螺栓孔对应，并通过连接螺栓将半圆形钢壳与衬砌模型固定，同时上密封环圈、下密封环圈正好嵌入在对应端密封板的凹槽内，密封条正好嵌入在侧密封板上的凹槽内，而两个半圆形钢壳之间则通过侧密封板预留的侧螺栓孔，配合固定螺栓将两个半圆形钢壳之间连接组装，形成加压密闭空腔；将密封钢壳设计成两个半圆形钢壳，设计巧妙，组装方便简单，易操作，半圆形钢壳与衬砌模型之间通过预留的端螺栓孔和螺栓孔实现精准定位，再配合连接螺栓将两者之间连接固定，而两个半圆形钢壳之间通过预留的侧螺栓孔配合固定螺栓连接固定，有确保连接牢固性和可靠性，并且密封钢壳与衬砌模型之间还设有止水密封垫，上密封环圈、下密封环圈遮挡在衬砌本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多环管片衬砌渗漏水试验装置，包括加水压系统；其特征在于：还包括衬砌模型和密封系统，所述密封系统包括密封钢壳，所述衬砌模型位于所述密封钢壳内，所述密封钢壳与所述衬砌模型之间形成加压密闭空腔，所述密封钢壳的侧面设置有注水孔，所述注水孔与所述加压密闭空腔相连通，所述加水压力系统通过所述注水孔作用于所述加压密闭空腔。2.根据权利要求1所述的一种多环管片衬砌渗漏水试验装置，其特征在于：所述密封钢壳的侧面设置有测试水压口和加压排气阀。3.根据权利要求1所述的一种多环管片衬砌渗漏水试验装置，其特征在于：所述密封钢壳包括对称拼接的两个半圆形钢壳，所述半圆形钢壳的两侧均设置有侧密封板，所述侧密封板上设置有侧螺栓孔，两个所述半圆形钢壳之间通过固定螺栓连接固定，所述固定螺栓穿过所述侧螺栓孔将对应两个所述侧密封板之间连接固定。4.根据权利要求3所述的一种多环管片衬砌渗漏水试验装置，其特征在于：所述半圆形钢壳的顶面和底面均设置有端密封板，所述端密封板上设置有端螺栓孔，所述衬砌模型的顶面和底面均设置有连接孔，所述端螺栓孔与所述连接孔一一对应，所述半圆形钢壳通过连接螺栓与所述衬砌模型连接固定，所述连接螺栓穿过所述端螺栓孔连接在对应的所述连接孔内将所述端密封板与所述衬砌模型之间连接固定。5.根据权利要求4所述的一种多环管片衬砌渗漏水试验装置，其特征在于：所述半圆形钢壳、所述侧密封板和所述端密封板为一体成型结构。6.根据权利要求1所述的一种多环管片衬砌渗漏水试验装置，其特征在于：所述衬砌模型由管环拼接而成，所述管环由所述管片拼接而成，相邻管片之间设置有橡胶密封垫。7.根据权利要求4述的一种多环管片衬砌渗漏水试验装置，其特征在于：所述密封系统还包括止水密封垫，所述止水密封垫包括上密封环圈、下密封环圈和密封条，所述密封条连接在所述上密封环圈与所述下密封环圈之间，所述上密封环圈位于所述衬砌模型顶面与所述端密封板的接触处，所述下密封环圈位于所述衬砌模型底面与所述端密封板的接触处，对应连接的两个所述侧密封板之间均设置有所述密封条。8.根据权利要求7述的一种多环管片衬砌渗漏水试验装置，其特征在于：所述端密封板和所述侧密封板上均设置有凹槽，位于所述端密封板上的凹槽用于所述上密封环圈或下密封环圈的嵌入安装，位于所述侧密封板上的凹槽用于所述密封条的嵌入安装。9.根据权利要求7述的一种多环管片衬砌渗漏水试验装置，其特征在于：所述上密封环圈、所述下密封环圈与所述密封条为一体成型结构。10.基于权利要求1述的一种多环管片衬砌渗漏水试验装置的试验方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)设备的组装：a、根据隧道衬砌进行衬砌模型的组装，采用管片拼装组成管环，管片与管片之间通过螺栓组装，并且在相邻管片之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：王剑宏，杨华，董灵，于博翔，何敬源，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：