考虑海域潮汐作用的盾构隧道密封垫防水试验装置和方法与流程

本发明涉及海底盾构隧道工程，具体地，涉及一种考虑海域潮汐作用的盾构隧道密封垫防水试验装置和方法。

背景技术：

1、盾构隧道管片主要由工厂预制完成后运输至现场进行拼装，管片间存在大量的纵缝和环缝，同时各组缝之间会形成“一字缝”和“t字缝”等形式。目前，随着盾构技术不断发展，海底盾构隧道越来越多，如何更好地测试和研究海域腐蚀环境潮汐作用下的管片密封垫防水性能越来越受到关注。

2、现有的盾构隧道密封垫防水性能测试主要针对“一字缝”和“t字缝”等密封垫在设置好一定量的张开量和错台量的情况下，测试对水压的密封性，但由于海底盾构隧道的管片是处在腐蚀环境和长期潮汐作用下，管片接缝防水材料性能除存在受常规的变形影响因素外，还受海域环境腐蚀及长期潮汐作用等不利影响，现有测试装置及方法存在无法模拟海域腐蚀环境长期潮汐作用工况的不足之处。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种考虑海域潮汐作用的盾构隧道密封垫防水试验装置和方法。

2、根据本发明的一个方面，提供一种考虑海域潮汐作用的盾构隧道密封垫防水试验装置，该装置包括：

3、c型工作台；

4、密封垫夹板机构，设于所述c型工作台的c型开口内；所述密封垫夹板机构包括顶部盖板和两块对称的t型侧板，所述顶部盖板盖合于所述t型侧板的上方；所述顶部盖板与两块所述t型侧板组成的侧面形成t字缝；所述顶部盖板和所述t型侧板的相互接触的壁面上设有供装入密封垫的沟槽；

5、侧向位移循环加载机构，固定于所述c型工作台上，用于为所述t型侧板循环增减接缝张开量，以模拟潮汐对接缝的往复压缩作用；

6、水压加载机构，用于为所述密封垫夹板机构提供加载水压；

7、控制机构，分别与所述侧向位移循环加载机构和所述水压加载机构连接。

8、进一步地，所述侧向位移循环加载机构包括：

9、调节张开量油缸，所述调节张开量油缸的作用力施加在所述t型侧板的侧面，使得两块所述t型侧板压紧以满足设定的张开量。

10、进一步地，所述侧向位移循环加载机构还包括：

11、正向支撑，设于远离c型开口侧壁的所述t型侧板的外侧；

12、侧向支撑，设于所述t型侧板的外侧且与所述正向支撑垂直。

13、进一步地，所述c型工作台的c型开口顶部设有顶部加载机构，所述顶部加载机构为所述顶部盖板施加预定荷载。

14、进一步地，所述顶部加载机构包括：

15、4个顶部油缸，均匀分布于所述c型开口顶部；

16、垫板，设于所述顶部油缸下方且与所述4个所述顶部油缸分别连接。

17、进一步地，所述顶部盖板上开设进水孔，所述水压加载机构包括：

18、水压管线，一端与所述进水孔连通；

19、水压油缸，与所述水压管线的另一端连接，所述水压油缸与所述控制机构连接。

20、根据本发明的另一方面，提供一种考虑海域潮汐作用的盾构隧道密封垫防水试验方法，该方法利用上述的装置实现，包括：

21、获取待测密封垫在潮汐作用前后的伸缩变形规律；

22、按海域腐蚀环境条件，对待测密封垫进行加速老化；

23、将加速老化后的密封垫粘贴于两块t型侧板和顶部盖板的沟槽内；

24、通过水压加载机构逐级加载至预定水压；

25、根据设定要求，调节初始张开量和错台量，并基于待测密封垫的伸缩变形规律，通过侧向位移循环加载机构往复控制接缝张开量，观察密封垫漏水情况，至密封垫防水失效，试验结束，获得密封垫防水性能参数。

26、进一步地，根据设定要求，调节初始张开量和错台量，包括：

27、首先启动调节错台量油缸调整两块t型侧板的错台量，并锁定正向支撑；

28、然后启动调节张开量油缸调整两块t型侧板的张开量，并采用游标卡尺复核四周的张开量和错台量，直至符合设定要求。

29、进一步地，基于待测密封垫的伸缩变形规律，通过侧向位移循环加载机构往复控制接缝张开量，包括：

30、通过控制机构调整调节张开量油缸，为t型侧板自动循环施加或卸除接缝张开量。

31、与现有技术相比，本发明具有如下至少之一的有益效果：

32、1、本发明提供的盾构隧道密封垫防水试验装置和方法，利用侧向位移循环加载机构、控制机构等之间的相互配合作用，可以模拟海域潮汐对密封垫材料的疲劳作用，获取潮汐作用对盾构隧道接缝密封垫防水性能影响，而且，各加载机构可以实现自动化控制，方便试验操作。

33、2、本发明提供的盾构隧道密封垫防水试验装置和方法，通过统筹考虑海域腐蚀作用对接缝材料耐久性的影响及海域潮汐作用对管片接缝变形的影响，可以实现对管片接缝密封垫防水性能的预测，能够更加真实地模拟海域潮汐环境对管片接缝密封垫防水性能影响的工况。

技术特征：

1.一种考虑海域潮汐作用的盾构隧道密封垫防水试验装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的考虑海域潮汐作用的盾构隧道密封垫防水试验装置，其特征在于，所述侧向位移循环加载机构包括调节张开量油缸，所述调节张开量油缸的作用力施加在所述t型侧板的侧面，使得两块所述t型侧板压紧以满足设定的张开量。

3.根据权利要求2所述的考虑海域潮汐作用的盾构隧道密封垫防水试验装置，其特征在于，所述侧向位移循环加载机构还包括：

4.根据权利要求1所述的考虑海域潮汐作用的盾构隧道密封垫防水试验装置，其特征在于，所述c型工作台的c型开口顶部设有顶部加载机构，所述顶部加载机构为所述顶部盖板施加预定荷载。

5.根据权利要求4所述的考虑海域潮汐作用的盾构隧道密封垫防水试验装置，其特征在于，所述顶部加载机构包括：

6.根据权利要求1所述的考虑海域潮汐作用的盾构隧道密封垫防水试验装置，其特征在于，所述顶部盖板上开设进水孔，所述水压加载机构包括：

7.一种考虑海域潮汐作用的盾构隧道密封垫防水试验方法，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的考虑海域潮汐作用的盾构隧道密封垫防水试验方法，其特征在于，根据设定要求，调节初始张开量和错台量，包括：

9.根据权利要求7所述的考虑海域潮汐作用的盾构隧道密封垫防水试验方法，其特征在于，基于待测密封垫的伸缩变形规律，通过侧向位移循环加载机构往复控制接缝张开量，包括：

技术总结
本发明提供一种考虑海域潮汐作用的盾构隧道密封垫防水试验装置和方法，该装置包括：C型工作台；密封垫夹板机构，包括顶部盖板和两块对称的T型侧板，顶部盖板盖合于T型侧板的上方；顶部盖板和T型侧板的相互接触的壁面上设有供装入密封垫的沟槽；侧向位移循环加载机构，固定于C型工作台上，用于为T型侧板循环增减接缝张开量，以模拟潮汐对接缝的往复压缩作用；水压加载机构，用于为密封垫夹板机构提供加载水压；控制机构，分别与侧向位移循环加载机构和水压加载机构连接。本发明能够模拟接缝密封垫在海域腐蚀及潮汐共同作用下的防水性能。

技术研发人员：魏龙海,刘继国,舒恒,崔庆龙,彭文波,杨林松,李金
受保护的技术使用者：中交第二公路勘察设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13