一种用于超高水压盾构隧道管片接缝的新型防水密封垫的制作方法

1.本实用新型涉及隧道工程领域，特别涉及一种用于超高水压盾构隧道管片接缝的新型防水密封垫。


背景技术：

2.盾构隧道工法以其非开挖、机械化施工、劳动强度低、工程质量安全有保障等特点，近年来在国内地铁、公路、铁路、水利等行业隧道工程中得到了广泛的应用。
3.相较于矿山法、明挖法等使用现浇衬砌的隧道工法，盾构法隧道基本采用工厂预制、现场拼装的管片衬砌。预制管片一方面保证了隧道衬砌的施工质量，但同时降低了隧道的整体性，导致成型隧道内存在大量接缝。以地铁6m直径盾构隧道为例，一环管片通常分为5～6块，按环宽1.5m计算，每延米隧道接缝长度可达到18.6m，接缝长度巨大，是盾构隧道防水的薄弱环节。因此，现有盾构隧道防水基本遵循“以管片自防水为主，接缝防水为重点，多道设防”的原则，其中接缝防水基本采用防水密封垫挤压止水。
4.从隧道实际运营情况来看，低水压情况下，现有密封垫基本能满足防水要求，隧道渗漏点较少，但高水压盾构隧道渗漏点较多，加剧了隧道内设备的锈蚀，同时抽排水等运营费用也大幅增加。
5.此外，现有防水密封垫下部多为疏齿状设计，在工程现场通过涂抹粘结剂贴附在管片预留沟槽内，再进行管片拼装、螺栓固定。由于疏齿状端面面积较小，粘结剂涂抹范围有限，导致密封垫与管片沟槽粘结不牢固，管片拼装挤压时极易滑动，影响密封止水性能。同时，疏齿与管片沟槽接触面积过小，导致拼装时该处局部压强过大，影响材料自身受力性能。


技术实现要素：

6.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于超高水压盾构隧道管片接缝的新型防水密封垫，以有效提高密封垫的防水密封效果，改善密封垫受力变形性能，满足超高水压盾构隧道管片接缝的防水要求。
7.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下：
8.本实用新型的一种用于超高水压盾构隧道管片接缝的新型防水密封垫，防水密封垫本体内竖向间隔设置纵向贯通的应力释放孔，其特征是：所述防水密封垫本体由遇水膨胀橡胶层和弹性橡胶主体经一次挤出成型复合为一体，其上表面、下表面为平面；所述应力释放孔设置在弹性橡胶主体内，包括上层应力释放孔、中层应力释放孔和下层应力释放孔。
9.所述上层应力释放孔、中层应力释放孔和下层应力释放孔沿防水密封垫本体横截面的竖向中线对称设置，各包含四个应力释放孔。
10.本实用新型的有益效果是，加大了防水密封垫本体与管片沟槽的接触面，密封垫粘贴时粘结剂涂抹范围更大，粘结效果较现有梳齿形密封垫设计更好，有效提高了密封垫对管片接缝的防水密封效果；可缓解密封垫下部的局部应力集中，密封垫受力变形性能更
优；防水密封垫本体由遇水膨胀橡胶层和弹性橡胶主体经一次挤出成型复合为一体，配合三层应力释放孔，能够满足超高水压盾构隧道管片接缝的防水要求。
附图说明
11.本说明书包括如下一幅附图：
12.图1是本实用新型一种用于超高水压盾构隧道管片接缝的新型防水密封垫的横截面示意图；
13.图中示出构件和对应的标记：遇水膨胀橡胶层11、弹性橡胶主体12、倒三角形应力释放孔21、正直边半圆应力释放孔22、等腰直角三角形应力释放孔23、倒直边半圆应力释放孔24、马蹄形应力释放孔25、上表面a、轮廓线上段b、轮廓线中段c、轮廓线下段d、下表面e。
具体实施方式
14.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。参照图1，本实用新型的一种用于超高水压盾构隧道管片接缝的新型防水密封垫，防水密封垫本体内竖向间隔设置纵向贯通的应力释放孔。所述防水密封垫本体由遇水膨胀橡胶层11和弹性橡胶主体12经一次挤出成型复合为一体，其上表面a、下表面e为平面。所述应力释放孔设置在弹性橡胶主体12内，包括上层应力释放孔、中层应力释放孔和下层应力释放孔。
15.传统带遇水膨胀橡胶的防水密封垫生产时，分别生产密封垫本体和遇水膨胀橡胶，再通过胶黏剂人工将遇水膨胀橡胶粘贴于密封垫本体的上表面上。受限于现有胶黏剂的质量和工人粘贴技术水平，遇水膨胀橡胶遇水膨胀后，易脱离密封垫本体，进而削弱了接缝处的防水性能。参照图1，在本实用新型中，所述防水密封垫本体由遇水膨胀橡胶层11和弹性橡胶主体12经一次挤出成型复合为一体，即生产时采用共挤出微波硫化工艺，实现一次挤出、一次成型，可有效提高密封垫对管片接缝的防水密封能力。密封垫本体下表面e为平面，加大了防水密封垫本体与管片沟槽的接触面，密封垫粘贴时粘结剂涂抹范围更大，粘结效果较现有梳齿形密封垫设计更好，有效提高了密封垫对管片接缝的防水密封效果，从而满足超高水压盾构隧道管片接缝的防水要求。所述应力释放孔设置于弹性橡胶主体12内，包括上层应力释放孔、中层应力释放孔和下层应力释放孔，可有效改善密封垫受力变形性能。
16.参照图1，所述上层应力释放孔、中层应力释放孔和下层应力释放孔沿防水密封垫本体横截面的竖向中线对称设置，各包含四个应力释放孔。所述上层应力释放孔由从左至右依次排列的倒三角形应力释放孔21、直边半圆应力释放孔22、直边半圆应力释放孔22、三角形应力释放孔21构成。所述中层应力释放孔由从左至右依次排列的等腰直角三角形应力释放孔23、倒直边半圆应力释放孔24、倒直边半圆应力释放孔24、等腰直角三角形应力释放孔23构成。所述下层应力释放孔由横向等距间隔排列的马蹄形应力释放孔25构成。为减小防水密封垫本体受挤压状态下的应力集中，所述倒三角形应力释放孔21、直边半圆应力释放孔22、等腰直角三角形应力释放孔23、倒直边半圆应力释放孔24和马蹄形应力释放孔25的角部均为圆角。
17.参照图1，所述防水密封垫本体在横截面上沿竖向中线对称，其两侧轮廓均由轮廓线上段b、轮廓线中段c和轮廓线下段d。所述轮廓线上段b起始于防水密封垫本体上表面a且
向外倾斜，轮廓线中段c起始于轮廓线上段b下端且进一步向外倾斜，轮廓线下段d起始于轮廓线中段c下端且向内倾斜至防水密封垫本体下表面e。特别地，防水密封垫本体的下表面e未采用常规梳齿状设计，而是拉通设置，以增加接触面。
18.防水密封垫本体的材料参数、尺寸根据具体工程需要，通过数值模拟、室内压缩和防水试验、老化试验等手段进行确定。
19.所述弹性橡胶主体12采用三元乙丙橡胶、氯丁橡胶、硅橡胶中的任意一种或多种制成。
20.以上所述只是用图解说明本实用新型一种用于超高水压盾构隧道管片接缝的新型防水密封垫的一些原理，并非是要将本实用新型局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本实用新型所申请的专利范围。