一种带管片螺栓接头盒盾构隧道管片的双道接缝防水装置的制作方法

本发明涉及既有盾构隧道接缝防水工程领域，尤其是涉及一种带管片螺栓接头盒盾构隧道管片的双道接缝防水装置。

背景技术：

近年来，随着我国地下空间的陆续开发，以及城市轨道交通网络的不断完善，盾构工法以其机械化程度高、施工速度快、环境影响小等优点，在当今城市地铁隧道以及大型水下隧道工程中被广泛采用。据调查显示，盾构隧道渗漏水已成为影响盾构隧道安全及运营的主要病害之一，尤其对于电力隧道、污水隧道以及地铁隧道等，渗漏水不仅对日常的运营带来重重安全隐患。随着高水压越江或者跨海隧道的不断出现，单道接缝防水已不能满足现有的设计要求，双道、甚至多道防水在盾构管片接缝防水设计中不断被采用。

在调查中发现，除了在衬砌管片接缝(环缝及纵缝)处发生渗漏水之外，接头盒螺栓孔处的渗漏病害也普遍存在，表明接头盒螺栓孔也是渗漏水发生的主要位置之一。然而在现行的盾构隧道的设计工作中，针对接头盒螺栓的防水处理，通常仅在接头盒螺栓手孔处采用注浆嵌缝等处理方式。实际工程中，根据调查表明，接头盒螺栓手孔处的渗漏水病害广泛普遍存在，表明现行的接头盒螺栓孔处防水处理方式不佳，亟待进一步完善，并进行针对性的科学合理设计。

对于越江跨海的高水压隧道，以及电力隧道、输水隧道等，对于管片接缝防水，具有很高的防水能力和防水安全系数要求。往往采用双道防水密封垫的设计形式，通过设置两道弹性密封垫，对压形成双道防水防线，确保管片接缝即使在一侧张开的情况下，也能至少有一道防水密封垫能承受较高的水压，大大提高了管片接缝防水的安全系数及防水能力稳定性。此外，接头盒螺栓与螺栓孔之间存在空隙，螺栓手孔处进行了注浆封堵处理，实际情况表明，螺栓手孔处注浆封堵等一般的处理方式防水效果不佳，防水能力远远小于弹性密封垫。因此，在双道防水防线中，当第一道防水失效，在水压作用下水进入中心腔体，此时处于中心腔体内的接头盒螺栓孔成了防水最脆弱部位，在水压作用下迅速被击穿，接缝整体防水失效，然而，第二道防水在此情形下，几乎不发挥作用而毫无意义。故对于双道防水的盾构隧道管片接缝，接头盒螺栓孔处的防水成为双道防水能否有效发挥作用的关键，目前国内外均尚无此部分的设计和装置。

技术实现要素：

本发明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防水能力高、方便实验验证的带管片螺栓接头盒盾构隧道管片的双道接缝防水装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种带管片螺栓接头盒盾构隧道管片的双道接缝防水装置，用以在盾构隧道中相邻的第一管片和第二管片之间的接缝面进行密封，所述的第一管片通过螺栓与第二管片连接，所述的第一管片在螺栓连接处设有第一管片螺栓接头盒，所述的第二管片在螺栓连接处设有第二管片螺栓接头盒，该防水装置包括设置在接缝面上外弧面侧的第一道防水单元、接缝面上内弧面侧的第二道防水单元以及设置在第一管片螺栓接头盒和第二管片螺栓接头盒周围且与第二道防水单元搭接共同进行密封的接头盒防水单元。

所述的第一管片和第二管片在接缝面上均设有防水单元沟槽，所述的第一道防水单元、第二道防水单元和接头盒防水单元均粘结在防水单元沟槽内。

所述的接头盒防水单元包括设置在第一管片防水单元沟槽内的第一橡胶弹性密封垫以及设置在第二管片防水单元沟槽内的第二橡胶弹性密封垫，所述的第一橡胶弹性密封垫和第二橡胶弹性密封垫位置正对进行密封。

所述的第一道防水单元、第二道防水单元、第一橡胶弹性密封垫和第二橡胶弹性密封垫为三元乙丙橡胶弹性密封垫、制品型遇水膨胀橡胶密封垫或聚醚型聚氨酯遇水膨胀弹性密封垫。

其特征在于，第一橡胶弹性密封垫和第二橡胶弹性密封垫在接缝面上在靠近内弧面一侧开口，其开口一侧与第二道防水单元搭接形成方框形或多边形密封防水结构。

接头盒防水单元的内轮廓与接头盒的外轮廓之间的距离不小于50mm。

所述的第一管片和第二管片为混凝土管片、铸铁管片或钢纤维管片。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

一、防水能力高：本发明通过在接头盒周围设置防水密封垫代替了原来的注浆封堵处理，有效提高了双道防水管片接缝接头盒的螺栓孔防水能力，保证了双道防水性能的有效发挥，在一道防水失效的情况下，避免接头盒螺栓孔处成为防水脆弱部位而被迅速击穿，并能与另一道防水密封垫共同抵抗外部水压，使得双道防水能充分有效发挥，大大提高了盾构隧道接缝防水能力。

二、方便实验验证：结合具体螺栓孔处防水性能试验，可精确地量测本装置的防水能力，并科学合理地进行接缝双道防水设计，对实际工程具有很强的指导意义。

附图说明

图1为本发明在接缝处的平面布置图。

图2为图1中A-A截面的截面图。

其中，1、第一管片，2、第二管片，3、第一橡胶弹性密封垫，4、第二橡胶弹性密封垫，5、第一道防水单元，6、第二道防水单元，7、第一管片螺栓接头盒，8、第二管片螺栓接头盒。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

如图1和2所示，本发明包括第一橡胶弹性密封垫3、第二橡胶弹性密封垫4、第一道防水单元5、第二道防水单元6、第一管片螺栓接头盒7、第二管片螺栓接头盒8。如图所示，第一橡胶弹性密封垫3粘贴于第一管片1表面，第二橡胶弹性密封垫4粘贴于第二管片2表面；第一道防水单元5、第二道防水单元6、上下布置于第一管片1和第二管片2的接缝中；第一橡胶弹性密封垫3、第二橡胶弹性密封垫4通过搭接的方式与第二道防水单元6相接，在接头盒周围形成密闭防水装置，抵抗一定水压；第一管片螺栓接头盒7、第二管片螺栓接头盒8分别位于第一管片1和第二管片2内侧，第一管片1和第二管片2通过第一管片螺栓接头盒7第二管片螺栓接头盒8螺栓连接。

橡胶弹性密封垫造价低廉、施工简便、效率高、止水能力强，盾构隧道管片接缝面中设有垫圈沟槽，沟槽体积大于橡胶弹性密封垫的体积，以供橡胶弹性密封垫压缩后变形，充分发挥其防水能力，垫圈沟槽具体尺寸需通过具体试验与计算进行确定和设计，橡胶弹性密封垫置于管片中的垫圈沟槽内，并用防水胶强力粘合，盾构隧道管片接缝中设有双道防水防线，防水形式采用三元乙丙橡胶制成的超弹性材料，耐久性良好，橡胶弹性密封垫通过搭接的方式与第二道防水装置相接，在接头盒周围形成密闭防水装置，抵抗一定水压。

密封垫圈沟槽内轮廓与接头盒外轮廓之间，至少设置50mm距离，用于防止沟槽和接头盒外边缘混凝土的应力集中破损及管片接缝错动影响。

本实例中采用混凝土管片，但本发明不限于此类型，可为混凝土管片、铸铁管片或钢纤维管片等的一种。

本实例中第一橡胶弹性密封垫3、第二橡胶弹性密封垫4为U形框，但本发明不限于此类形式，可为方形框或多边形框等的一种，其实施步骤同本实例。

本实例中第一道防水单元5和第二道防水单元6采用两条三元乙丙橡胶弹性密封垫压密防水方式，但本发明不限于此类型，可采用等多种单一或组合防水的方式。

上述实施实例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。