一种六角头弧形管片螺栓的制作方法

本实用新型涉及盾构施工技术领域，具体为一种六角头弧形管片螺栓。

背景技术：

在地铁隧道施工以及各类大型水下隧道工程施工中，盾构施工法以其机械化程度高、施工速度快、环境影响小等优点被广泛应用。在利用盾构法施工时，预制的管片需要现场拼接并连接在一起，以控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响等。管片螺栓即是连接这些预制管片的常用的连接件，其通常分为环向连接和纵向连接两类，六角头弧形管片螺栓则常用于管片之间的环向连接。

在盾构法隧道中对管片进行连接时，为了防止地下水从管片接缝渗漏到隧道内，在管片接缝处的内外两侧均设置有防水密封垫，而在实际工程中，由于预制管片质量以及拼装质量等因素的影响，外侧密封垫并不能完成杜绝渗漏。又由于弧形管片螺栓在连接时难度大，很难保证弧形管片螺栓的弧度与管片的弧度完全一致，通常需要在管片上预留较大孔径的穿孔，确保弧形管片螺栓的顺利安装，这接导致弧形管片螺栓与管片之间存在一定的间隙，上述渗漏的水会顺着该间隙流出，进入隧道内。

目前，常用的做法是在螺栓孔口设置遇水膨胀橡胶密封圈，理论上当管片外侧密封垫渗漏，水顺着管片螺栓引流至螺栓孔，该密封圈遇水膨胀能实现密封防水的功能。然而，实施上，因螺栓孔直径一般比螺栓直径大，密封圈遇水膨胀后向螺栓孔内挤出，其并没有足够的径向约束，形不成膨胀压力，特别是弧形管片螺栓穿入螺栓孔后，其端部轴心并不一定与螺栓孔轴心重合，该橡胶密封圈遇水膨胀时防水效果很差。另外，遇水膨胀橡胶材料在长期浸泡条件下稳定性较差，长期使用后性能下降，达不到长期防水的效果。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种六角头弧形管片螺栓，在连接管片后可有效杜绝螺栓端部渗漏的情况，且结构简单，连接方便。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种六角头弧形管片螺栓，包括双头弧形螺杆，所述双头弧形螺杆的两端连接有防水螺母机构；

所述防水螺母机构包括螺母、弹性锥筒和垫圈，所述弹性锥筒的一端呈锥形台状，所述垫圈的一端加工有与所述锥形台锥度相同的锥孔，所述垫圈和所述弹性锥筒依次套接在所述双头弧形螺杆的螺纹段上，所述弹性锥筒呈锥形台状的一端设置于所述垫圈的锥孔内，所述弹性锥筒的另一端与所述螺母接触设置，所述螺母与所述双头弧形螺杆螺纹连接。

进一步的，还包括密封套，所述密封套设置于所述双头弧形螺杆和弹性锥筒之间。

进一步的，还包括密封垫，所述密封垫套设在所述双头弧形螺杆外，所述密封垫设置于所述垫圈远离所述弹性锥筒的一端。

进一步的，所述密封垫呈环状，所述垫圈远离所述弹性锥筒的一端加工有环形凹槽，所述密封垫嵌入设置于所述环形凹槽内。

本实用新型的有益效果是：

该六角头弧形管片螺栓，是在双头弧形螺杆的两端设置防水螺母机构，该防水螺母机构除了传统的六角头螺母外，还包括弹性锥筒和垫圈。弹性锥筒的一端呈锥形台状，垫圈的一端加工有锥孔。在进行管片连接时先在双头弧形螺杆伸出管片的端部依次套接垫圈和锥筒，并将锥筒的锥台端置于垫圈的锥孔内，其后用力拧紧螺母。在拧紧螺母的过程中，同时可实现管片与垫圈的端面密封、垫圈与锥筒的锥面密封、锥筒内壁与螺杆的密封，即实现螺杆端部的密封功能，其结构简单，操作方便。另外还设置密封套和密封垫，使得以上密封效果对结构的光洁度以及零件材质的要求更低，密封效果更为可靠。

附图说明

图1为本实用新型一种六角头弧形管片螺栓的整体结构示意图；

图2为本实用新型一种六角头弧形管片螺栓中防水螺母机构的拆分结构示意图；

图3为本实用新型一种六角头弧形管片螺栓中防水螺母机构连接时各部分剖视结构示意图；

图4为本实用新型一种六角头弧形管片螺栓使用状态示意图；

图5为图4中a部放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1至图3所示，一种六角头弧形管片螺栓，包括双头弧形螺杆10，在双头弧形螺杆10的两端连接有防水螺母机构20。

该防水螺母机构20包括螺母21、弹性锥筒22和垫圈23。弹性锥筒22为中空结构，其一端呈圆柱形，其另一端呈锥形台状。垫圈23呈环柱状，其一端加工有与弹性锥筒22的锥形台锥度相同的锥孔。垫圈23和弹性锥筒22依次套接在双头弧形螺杆10的螺纹段上，弹性锥筒22呈锥形台状的一端设置于垫圈23的锥孔内，弹性锥筒22的另一端与螺母21接触设置，螺母21与双头弧形螺杆10螺纹连接。

如图4、图5所示为该六角头弧形管片螺栓在环向连接第一管片31和第二管片32的使用状态图。现有技术中，为使得管片连接后达到防水的效果，通常在第一管片31和第二管片32连接面的外侧设置有第一密封垫33，该连接面的内侧设置有第二密封垫34。通过这种双层密封防水结构的设计，可以较好的实现隧道防水的目的。然而在实际应用中，因预制管片质量以及拼装质量难以保证，往往在管片安装完后第一密封垫33并不能有效的防止渗漏，虽然有第二密封垫34对管片接缝进行密封，但从第一密封垫33渗漏的水容易顺着双头弧形螺杆10从其端部漏出，造成隧道渗水。

本实用新型一种六角头弧形管片螺栓可以解决螺栓端部渗水的问题，如图5所示，在进行管片连接时先在双头弧形螺杆10伸出第一管片31的端部依次套接垫圈23和锥筒22，将锥筒22的锥台端置于垫圈23的锥孔内，其后用力拧紧螺母21。在拧紧螺母21的过程中，螺母21会对锥筒22施加轴向力，进一步通过锥筒22向垫圈23施加轴向力将垫圈23压紧在第一管片31的侧壁上，实现端面密封；同时锥筒22的锥台端部压入垫圈23的锥孔时，其在不断深入锥孔的过程中四周受到锥孔的挤压，锥台的外侧面与锥孔的内侧面紧密贴合，实现该部分的密封；另外锥筒22的锥形台端部选用弹性材质制成，其具备一定的塑形，在被压入锥孔时其被压缩变形，锥台的内孔逐渐压向其内的弧形螺杆10，实现该位置的密封。由此，在安装六角头弧形管片螺栓时仅需要拧紧螺母21即可实现端部的密封，防止渗水，其操作极为简单方便。

进一步的，该六角头弧形管片螺栓还包括密封套24，密封套24选用高弹橡胶材质，其设置于双头弧形螺杆10和弹性锥筒22之间。在弹性锥筒22的内孔变形时可通过挤压密封套24，使其压紧在双头弧形螺杆10的螺纹段上，一方面通过密封套24压紧螺纹使得密封更为可靠，另一方面避免直接通过弹性锥筒22压紧螺纹造成螺纹的损伤。

进一步的，因第一管片31的避免不够平整，采用垫圈23直接压紧密封的可靠性低，故在第一管片31与垫圈23之间还设置有密封垫25，在拧紧螺母21时垫圈23轴向压紧密封垫25实现该端部端面密封。具体实施时，密封垫25呈环状，垫圈23远离弹性锥筒22的一端加工有环形凹槽，密封垫25嵌入设置于环形凹槽内，在压紧密封垫25时，环形凹槽内密封垫25径向方向形成有效约束，在压紧密封垫25时可使其变形并填充满整个环形凹槽，避免出现间隙，保证密封效果的可靠性。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。