本實用新型涉及既有盾構(gòu)隧道接縫防水工程領(lǐng)域，尤其是涉及一種高水壓盾構(gòu)隧道螺栓孔密封防水結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

近年來，隨著我國地下空間的陸續(xù)開發(fā)，以及城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)的不斷完善，盾構(gòu)工法以其機械化程度高、施工速度快、環(huán)境影響小等優(yōu)點，在當(dāng)今城市地鐵隧道以及大型水下隧道工程中被廣泛采用。據(jù)調(diào)查顯示，盾構(gòu)隧道滲漏水已成為影響盾構(gòu)隧道安全及運營的主要病害之一，尤其對于電力隧道、污水隧道以及地鐵隧道等，滲漏水不僅對日常的運營帶來重重安全隱患。另外，諸多學(xué)者研究表明盾構(gòu)隧道長期滲漏水對管片襯砌結(jié)構(gòu)的內(nèi)力也產(chǎn)生較大影響。

結(jié)合國內(nèi)某地鐵隧道的長期監(jiān)測及病害檢測情況，在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，除了在襯砌管片接縫(環(huán)縫及縱縫)處發(fā)生滲漏水之外，螺栓孔處的滲漏病害也普遍存在，表明螺栓孔也是滲漏水發(fā)生的主要位置之一。在現(xiàn)行的盾構(gòu)隧道的設(shè)計工作中，對于接縫的防水，作為設(shè)計內(nèi)容的一部分，已引起廣泛重視。尤其對于高水壓盾構(gòu)隧道，接縫密封墊的防水設(shè)計還需要結(jié)合室內(nèi)試驗及數(shù)值模擬等多種方法，進(jìn)行綜合考慮。然而，針對螺栓孔的防水處理，通常采用注漿嵌縫處理，實際調(diào)查表明，在隧道運營一段時間之后，螺栓孔處的滲漏水情況陸續(xù)出現(xiàn)，表明現(xiàn)行的手孔封堵方法長期防水效果不佳，亟待進(jìn)一步完善。

對于高水壓盾構(gòu)隧道，尤其是電力隧道、地鐵隧道等，隧道全線安設(shè)大量的電力機電設(shè)備，對于隧道的滲漏水要求等級很高，要求極為嚴(yán)格，設(shè)計時要求達(dá)到“滴水不漏”。目前，對于高水壓下的盾構(gòu)隧道螺栓孔的防水處理方法效果均不佳，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能到達(dá)“百年工程”的長期性能設(shè)計要求。另外，國內(nèi)外尚無螺栓孔防水設(shè)計理論及有效可行的試驗評價方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種有效阻斷滲流、防水耐久、適應(yīng)應(yīng)力、方便裝卸的高水壓盾構(gòu)隧道螺栓孔密封防水結(jié)構(gòu)。

本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種高水壓盾構(gòu)隧道螺栓孔密封防水結(jié)構(gòu)，用以在高水壓或越江跨海盾構(gòu)隧道螺栓孔處填充盾構(gòu)隧道接頭連接螺栓與盾構(gòu)隧道管片之間的空隙，該防水結(jié)構(gòu)包括接頭螺栓墊片和截面開孔的彈性密封墊圈，所述的接頭螺栓墊片緊貼設(shè)置在接頭連接螺栓的螺母的內(nèi)側(cè)，所述的彈性密封墊圈填充在接頭螺栓墊片、接頭連接螺栓的栓體以及盾構(gòu)隧道管片的螺栓孔之間形成的空隙中。

所述的彈性密封墊圈為封閉圓環(huán)狀、封閉框體狀或密閉多邊形狀。

所述的彈性密封墊圈為三元乙丙橡膠彈性密封墊圈。

所述的接頭連接螺栓為直螺栓、彎螺栓或斜螺栓。

所述的盾構(gòu)隧道管片為混凝土管片，其在與接頭連接螺栓連接的螺栓孔處為鋼筋混凝土或預(yù)埋鑄鐵件。

所述的彈性密封墊圈的斷面背部呈半圓形圓弧狀，腹部的一側(cè)設(shè)有一向腹部一側(cè)突出的鼻部，另一側(cè)設(shè)有一尾部，并且在鼻部與尾部之間開設(shè)有多個開孔，多個開孔之間形成多個足部，所述的背部與接頭螺栓墊片壓緊設(shè)置，所述的尾部和多個足部分別與盾構(gòu)隧道管片的上表面壓緊接觸，所述的鼻部填充在接頭連接螺栓的栓體以及盾構(gòu)隧道管片的螺栓孔之間形成的空隙中。

所述的鼻部與足部之間的開孔設(shè)置在盾構(gòu)隧道管片的螺栓孔與上表面的拐角處，所述的足部之間的開孔以及尾部與足部之間的開孔被盾構(gòu)隧道管片的上表面封閉。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點：

一、有效阻斷滲流：在螺栓墊片與混凝土管片之間增設(shè)了彈性密封墊圈，使其在力的作用下發(fā)生變形，以填充螺栓、管片以及墊片三者間的空隙，從而阻斷可能的滲流通道。

二、防水耐久：增設(shè)的彈性密封墊，具有很強的耐久性：耐腐蝕、耐老化、耐水熱、耐電暈，絕緣性好等特點，從而提高了螺栓孔的防水適應(yīng)性及隧道襯砌的耐久性。

三、適應(yīng)應(yīng)力：彈性密封墊的變形可恢復(fù)，實際工程中，螺栓孔處的受力及變形復(fù)雜而不定，現(xiàn)有的技術(shù)不能適應(yīng)實際中接頭螺栓的力與變形的變化，而通過設(shè)置彈性密封墊，有效地適應(yīng)力螺栓孔附近的應(yīng)力重分布，同時又保持防水能力不下降。

四、方便裝卸：彈性密封墊圈與螺栓、墊片以及管片之間各自獨立，可任意增設(shè)、更換、調(diào)整，對于已有的螺栓孔滲漏水病害的治理，具有很強的可操作性，指導(dǎo)意義強。

五、通過室內(nèi)試驗以及數(shù)值模擬等手段，可精確地預(yù)測及判斷本實用新型裝置的防水能力，考慮不同的密封墊圈的設(shè)計，可進(jìn)行室內(nèi)試驗對比，有效指導(dǎo)實際工程。

附圖說明

圖1為本實用新型的局部放大結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實用新型的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實用新型實施實例的彈性密封墊圈具有3個開孔的斷面示意圖。

圖4為本實用新型實施實例的彈性密封墊圈具有2個開孔的斷面示意圖。

其中，1、彈性密封墊圈，11、背部，12、鼻部，13、開孔，14、尾部，15、足部，2、接頭連接螺栓，3、螺母，4、接頭螺栓墊片，5、盾構(gòu)隧道管片。

具體實施方式

以下通過特定的具體實例說明本實用新型的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實用新型的其他優(yōu)點與功效。本實用新型還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應(yīng)用，本說明書中的各項細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點與應(yīng)用，在沒有背離本實用新型的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。

須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本實用新型可實施的限定條件，故不具技術(shù)上的實質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本實用新型所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本實用新型所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。

如圖1至圖4所示，本實用新型的防水結(jié)構(gòu)包括彈性密封墊圈1、接頭連接螺栓2、螺母3以及接頭螺栓墊片4，彈性密封墊圈1設(shè)于接頭螺栓墊片4與盾構(gòu)隧道管片5之間，彈性密封墊圈1在接頭連接螺栓2以及接頭連接螺栓2的螺母3施加預(yù)緊力的作用下，壓密并填充接頭連接螺栓2、接頭螺栓墊片4以及盾構(gòu)隧道管片5之間的孔隙，從而隔斷滲漏水的通道，抵抗一定水壓，接頭連接螺栓2通過螺母3由螺栓預(yù)緊工具施加預(yù)緊力。

本專利的原理為：如圖1所示，盾構(gòu)隧道接頭3在預(yù)緊力的作用下，通過接頭螺栓墊片4對彈性密封墊圈1產(chǎn)生一定的壓縮力，彈性密封墊圈1在該壓縮力作用下，發(fā)生較大的變形而被擠密，從而填充接頭連接螺栓2和盾構(gòu)隧道管片5混凝土面之間的間隙，圖3所示的彈性密封墊圈1的鼻部12在該擠壓力作用下進(jìn)一步變形，并產(chǎn)生較高的接觸應(yīng)力，抵抗螺栓孔處的水壓，從而實現(xiàn)了盾構(gòu)隧道螺栓孔處的密封防水。

接頭連接螺栓2用以連接相鄰兩塊盾構(gòu)隧道管片5，盾構(gòu)隧道管片5與接頭螺栓的螺母3之間設(shè)置接頭螺栓墊片4，接頭螺栓墊片4與接頭連接螺栓2配套，以增大接觸面積，避免應(yīng)力集中導(dǎo)致的混凝土管片表面磨損以破碎，彈性密封墊圈1在一定力的范圍內(nèi)，可壓縮變形，以填充空隙，并且變形可恢復(fù)，以適應(yīng)實際情況中接頭的復(fù)雜變形。

如圖3所示為本實例的密封墊斷面型式，斷面可開孔，保證了彈性密封墊圈1在力的作用下的變形能力，以適應(yīng)孔隙的變化。圖三所示的拐角處的開孔，確保彈性密封墊圈1與接頭螺栓孔邊緣處的密切貼合，同時避免集中應(yīng)力導(dǎo)致的裂縫及破損。

如圖2所示，本實例中螺栓孔密封墊圈為封閉圓環(huán)。但本實用新型不限于此類型式，可為封閉圓環(huán)、或者封閉框體、封閉多邊形的一種，其實施步驟同本實例。

上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用于限制本實用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實用新型的精神及范疇下，對上述實施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本實用新型的權(quán)利要求所涵蓋。