一种盾构隧道管片接缝防水弹性密封垫的制作方法

本实用新型涉及盾构隧道工程技术领域，尤其涉及一种盾构隧道管片接缝防水弹性密封垫。

背景技术：

深层排水、越江、跨海等盾构隧道对防止盾构隧道漏水有着很高要求，其中管片接缝防水是其中的重点部分。目前国内盾构隧道管片接缝防水密封垫材料采用三元乙丙橡胶(epdm)，也有少部分遇水膨胀橡胶和由前两者组成的复合式橡胶。工程中将弹性密封垫粘贴在管片预制的沟槽内，在管片拼装时通过挤压分别贴在两块管片上的弹性密封垫来获得防水功能，但是由于深层排水、越江、跨海等盾构隧道对弹性密封垫的防水能力要求较高，为了达到一定的防水能力，弹性密封垫会较厚、较大，挤压密封垫达到预定张开量所需要的装配力过大，管片接缝端部(指密封垫沟槽外侧混凝土)就会损坏。

而圆形孔作为密封垫最常使用的孔型，其受力压缩时应力变化较为平均，稳定性较好，多适用于国内地铁隧道及部分大型越江或穿河隧道，但是对于大埋深、高水压、大直径盾构隧道，尤其是海底隧道，一般地铁隧道管片接缝防水密封垫并不适用。因此需要提出一种新型的弹性密封垫断面形式，使其能满足高水压下盾构隧道管片接缝的防水要求，同时保证装配力能满足施工和设计要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种盾构隧道管片接缝防水试验装置。

为了实现上述目的，本公开提供一种盾构隧道管片接缝防水弹性密封垫，用于两个相邻的隧道管片接缝处的密封，密封垫的下端设置在隧道管片的安装槽内，密封垫包括凹槽和通孔组件，凹槽形成为u字型，多个凹槽间隔在密封垫的下端部，通孔组件设置在密封垫上且位于凹槽的上方，密封垫沿其竖直中线左右对称设置，通孔组件自上而下依次包括第一排通孔、第二排通孔和第三排通孔，密封垫的上、下端面平行，第一排通孔、第二排通孔和第三排通孔的孔型均为三角形，且三角形的三个角均为圆角，第一排通孔、第二排通孔和第三排通孔的底边均与密封垫的上端面平行设置，第一排通孔和第二排通孔的顶角朝下设置，第三排通孔的顶角朝上设置，第一排通孔与第二排通孔间隔设置，第二排通孔与第三排通孔间隔设置。

本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新提出了一种适用于高水压、大埋深环境下的盾构隧道密封垫断面形式。断面上的孔型为三角形，相较于圆形与水滴形而言，三角形孔型具有更高的稳定性，将其压缩需要更大的压缩应力，故三角形孔型密封垫相较于圆形和水滴形密封垫的刚度要更大，在相同的密封垫张开量情况下，三角形孔型密封垫之间的接触应力更大，密封垫的防水性能更好；

2、本实用新型密封垫设置有三排通孔，其高度较一般密封垫要高，在相同的管片接缝张开量情况下，该密封垫压缩量较大，其防水性能增加。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本实用新型所述的一种盾构隧道管片接缝防水弹性密封垫的断面形式示意图；

图2是本实用新型应用的实施例选用的防水弹性密封垫的断面形式示意图。

附图标记说明

1-第一型通孔，2-第二排通孔，3-第三排通孔，4-凹槽，5-第二型通孔。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是基于附图所示的方位或位置关系进行定义的，具体地可参考图1所示的图面方向并结合相应零部件在其他附图中的位置关系。此外，本公开中使用的术语“第一”、“第二”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。

如图1所示，本实用新型涉及一种盾构隧道管片接缝防水弹性密封垫，用于两个相邻的隧道管片接缝处的密封，密封垫沿其竖直中线左右对称设置，密封垫的上端面为密封垫接触面，下端面为管片接触面，密封垫的下端设置在隧道管片的安装槽内，且密封垫的上、下端面平行。密封垫采用的材料为三元乙丙橡胶。密封垫包括凹槽4和通孔组件。

具体地，如图2所示，密封垫上端面长度l10为37mm，下端面长度l8为43mm，密封垫宽l9为28mm。密封垫两侧面的外轮廓为一折线，折线上设置有两个折弯点，两个折弯点之间的竖直距离l2为5.5mm，靠近上端面的折弯点和与上端面的竖直距离l1为11.5mm，靠近下端面的折弯点和与下端面的竖直距离l3为11mm。

如图1所示，四个凹槽4间隔设置在密封垫的下端部，四个凹槽4沿密封垫的竖直中线左右对称设置，密封垫下端部凹槽4的设置有利于降低密封垫装配时的压缩力。

具体地，该实用新型涉及的凹槽4的两边略微向下倾斜设置，密封垫下端的最外侧的凹槽4与密封垫侧面的水平距离l4为3mm，两个凹槽4的相邻边的水平距离l6为3mm，凹槽4的最下边的宽度l5为7mm。

通孔组件设置在密封垫上且位于凹槽4的上方，通孔组件自上而下依次包括第一排通孔、第二排通孔2和第三排通孔3。第一排通孔、第二排通孔2和第三排通孔3的孔型均为三角形，且三角形的三个角均为圆角。

第一排通孔包括两个第一型通孔1和两个第二型通孔5，第一排通孔的最外侧为第一型通孔1，两个第一型通孔1之间的为第二型通孔5，第一型通孔1形成为直角三角形结构，且第一型通孔1的直角位于上侧。第二型通孔5为等腰三角形通孔。第一排通孔的顶角朝下设置。第一排通孔的底边与密封垫的上端面平行设置。

第二排通孔2包括三个孔，比第一排通孔的通孔数量少一个。第二排通孔2与密封垫的上端面平行设置。第二排通孔2的顶角朝下设置。具体地，第二排通孔2为等腰三角形通孔，第二排通孔2中间位置的孔的孔面积小于两侧的孔的孔面积。

第三排通孔3包括四个孔，第三排通孔3的通孔数量等于第一排通孔的通孔数量。第三排通孔3的底边与密封垫的上端面平行设置。第三排通孔3的顶角朝上设置。具体地，第三排通孔3均为等腰三角形通孔。第三排通孔3位于中间位置的两个孔的孔面积小于位于两侧的孔的孔面积。

第一排通孔与第二排通孔2间隔设置，第二排通孔2与第三排通孔3间隔设置。第三排通孔3的通孔面积大于第一排通孔和第二排通孔2的通孔面积。第二排通孔2的顶角连线位于第三排通孔3的顶角连线的下侧。

本实用新提出了一种适用于高水压、大埋深环境下的盾构隧道密封垫断面形式。断面上的孔型为三角形，三角形相较于圆形与水滴形而言，具有更高的稳定性，将其压缩需要更大的压缩应力，所以三角形孔型密封垫相较于圆形和水滴形密封垫的刚度要更大，这样在相同的密封垫张开量情况下，三角形孔型密封垫之间的接触应力更大，密封垫的防水性能更好。

本实用新型密封垫设置有三排通孔，密封垫高度要高于一般的管片接缝防水密封垫，在相同的管片接缝张开量情况下，该密封垫压缩量较大。对于大直径水底盾构隧道，尤其是在高水压情况下，其管片接缝张开量会比较大。若采用的密封垫高度低，压缩量小，那么在外荷载作用下，管片接缝张开，密封垫松弛，其防水性能大大下降。

本实用新型采用的材料是三元乙丙橡胶(epdm)。对于海底隧道，地处海水环境下，采用性质更为稳定的三元乙丙橡胶(epdm)的效果优于遇水膨胀橡胶和复合式橡胶。这是因为遇水膨胀橡胶在海水环境下的耐久性尚不明晰，复合式密封垫中，遇水膨胀橡胶与三元乙丙橡胶多采用瞬干胶粘结，这种胶本身不防水，瞬干胶本身不防水在遇水后膨胀部分会脱离epdm密封垫主体，造成防水稳定性较差。所以在高水压海底隧道，密封垫材料采用三元乙丙橡胶(epdm)是较优的选择。

在实验室对该密封垫进行了防水性能实验，经过测试，水压达到1.4mpa时才出现渗水，能满足大埋深，高水压，大直径水底盾构隧道的防水要求。

在实验室对该密封垫进行了动三轴的压缩性能实验，压缩间隙间隙达到0mm时需要的压缩应力为58kn/m，根据上海地铁及成都地铁的施工经验：当密封垫闭合压缩力<60kn/m时，管片均能较好拼装。不会发生由于装配力过大导致管片接缝端部(密封垫沟槽外侧混凝土)发生损坏的情况。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。