CN110219669B - 一种楔入式预制盾构管片防水结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种楔入式预制盾构管片防水结构,属于盾构施工技术领域。该防水结构包括预制衬砌管片单元,管片的环缝末端开设有环缝凹槽,管片的纵缝末端设有纵缝凹槽,轴向相邻的环缝凹槽与纵向相邻的纵缝凹槽之间通过环缝密封条和纵缝密封条衔接拼装,环缝凹槽与纵缝凹槽的截面均为“V”形,环缝密封条与纵缝密封条的形状与环缝凹槽与纵缝凹槽的形状相匹配,所述环缝凹槽与纵缝凹槽的内壁均贴附有密封贴片。本发明使上下两密封贴片与预制的管片凹槽内每一面均紧密贴合,并经过螺栓加劲充分利用橡胶弹性使之与凹槽壁处处紧密贴合;与传统简单的平行式贴合方式相比,该衔接方法充分利用凹槽内楔形体的挤压使整个衔接装置融为一体,更加紧密。
Description
技术领域
本发明属于盾构施工领域,具体涉及一种楔入式预制盾构管片防水结构。
背景技术
盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法。它是将盾构机械在地中推进,通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌。盾构法施工隧道内部采用具有一定弧度的管片衬砌而成,管片与管片之间存在管片环缝和管片纵缝,管片环缝为圆弧形接缝,管片纵缝为直线形接缝。管片环缝和管片纵缝部位虽然通过密封条密封处理,但是极易密封不严,出现局部渗漏现象,地下水容易通过管片环缝、管片纵缝进入隧道内部,不仅增加了隧道后期的维护成本,也影响了隧道的运营安全。
专利号为CN106869962A的申请文件公开了《盾构管片防水结构及其施工方法》,该方案中通过在管片的环缝末端开设有环缝凹槽,管片的纵缝末端开设有纵缝凹槽,环缝凹槽、纵缝凹槽的剖面均呈燕尾形,环缝密封条一端为环缝平直头并且其另一端呈与环缝凹槽相配合的环缝燕尾头,环缝密封条的环缝平直头插设于管片的环缝凹槽中并且其环缝燕尾头插设于与所述管片轴向相邻设置的管片的环缝末端中,纵缝密封条的一端为纵缝平直头并且其另一端呈与纵缝凹槽相配合的纵缝燕尾头,纵缝密封条的纵缝平直头插设于管片的纵缝凹槽中并且其纵缝燕尾头插设于与管片径向相邻设置的管片的纵缝凹槽中。
该结构新颖、易于制作,但也存在以下缺陷:1、密封条一端为环缝平直头,另一端为燕尾头,两管片之间密封条被完全压进相邻管片凹槽后无法保证处处与凹槽壁紧密贴合;2、密封条先被压至管片最内侧壁,经过螺栓加劲继续挤压迫使密封条向管片凹槽上下壁贴合,这就要求该密封条材质具有很大的泊松比,但势必有弹性等方面的缺陷,最终导致防水隐患。
发明内容
针对背景技术存在的问题,本发明公开了一种楔入式预制盾构管片防水结构,采用“V”形凹槽和与其相形状匹配的密封条,并在内壁贴合密封贴片,使密封条与凹槽贴合更紧密,防水效果更好。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种楔入式预制盾构管片防水结构,包括预制衬砌管片单元,管片的环缝末端开设有环缝凹槽,管片的纵缝末端设有纵缝凹槽,轴向相邻的环缝凹槽与纵向相邻的纵缝凹槽之间通过环缝密封条和纵缝密封条衔接拼装,环缝凹槽与纵缝凹槽的截面均为“V”形,环缝凹槽与纵缝凹槽的内部设有三角体楔形结构,所述三角体楔形结构顶角位置距离相邻管片贴合平面设有空隙;环缝密封条与纵缝密封条的剖面相同,其剖面为长方形在其两短边对称位置处切去两对称的等腰三角形,等腰三角形顶角尖点向长方形长边的对称中心延伸形成缝隙,两边的缝隙与所述对称中心分别留有距离作为连接部分,所述密封条两侧均为可张开的平齐斜截面结构,所述环缝凹槽与纵缝凹槽的内壁均贴附有密封贴片。
环缝凹槽与纵缝凹槽的两个分支凹槽的形状一致,且两相邻管片的分支凹槽形状一致。
所述密封贴片通过冷硫化粘结剂贴合到凹槽内壁表面。
所述密封贴片为硅橡胶材质。
环缝凹槽和纵缝凹槽的内部顶角为70°,环缝密封条和纵缝密封条可张开贴片顶角为 70°。
一种楔入式预制盾构管片防水结构的工作方法,包括如下步骤:
步骤一,检查装置。检查预制衬砌管片凹槽内部是否有其他异物,确保凹槽内壁尽可能光滑,避免预制凹槽表面出现缺口和凹陷孔隙并进行除灰和烘干,同时保证密封条各面光滑,进行除灰去污处理并适当烘干。
步骤二,组装管片。在一环的拼接流程中按照“先纵后环法”即先下后上、两侧同时拼装、最后封顶的流程进行,
(1)在预制沟槽壁涂抹适当厚度的冷硫化粘结剂sk313,保证无气泡;
(2)将硅橡胶衬垫贴附于“V”形凹槽内壁,要求硅橡胶衬垫厚度适中,抹平压实保证硅橡胶衬垫与槽壁之间无空气;
(3)在已经贴附硅橡胶衬垫表面涂抹适当厚度的冷硫化粘结剂sk313保证无气泡;注:以上三步应在准备拼接的管片的相邻凹槽中同时进行;
(4)将环缝密封条和纵缝密封条一端的缝隙对准***相邻环缝凹槽和纵缝凹槽内的三角体楔形结构,并用橡皮锤敲打密封条另一端使密封条尽可能深地进入凹槽并且与凹槽壁尽可能地贴合;
(5)将环缝密封条和纵缝密封条另一端的缝隙对准***待拼接的相邻环缝凹槽和纵缝凹槽内三角楔形结构;
(6)在预制孔位处用配套的螺栓和螺母加劲使两端密封条尽可能深地进入相邻管片凹槽并且与凹槽壁尽可能地贴合;注(4)(5)(6)步应迅速连贯完成以充分利用粘结剂初期的润滑性且避免密封条与硅橡胶衬垫产生非预想的粘连。剩余管片的安装方式相同。
步骤三,重复步骤二,完成隧道衬砌管片的施工。
本发明获得的有益效果:
1、本发明预制的衬砌管片采用“V”形结构的环向凹槽和纵向凹槽,尺寸一致,易于预制。
2、密封条一端将由预制管片凹槽内部剖面为三角形的楔形结构撑开,使两端部为斜齐平面的密封条片进入各自预制凹槽内,所述三角楔形结构逐步深入密封条,将密封条撑开,使上下两密封贴片与管片凹槽内每一面紧密贴合,并经过螺栓加劲充分利用橡胶弹性使之与凹槽壁处处紧密贴合;与传统简单的平行式贴合方式相比,该衔接方法充分利用凹槽内楔形体的挤压使整个衔接装置融为一体,更加紧密。
3、整个衔接装置可高效避免安装过程中出现拼接错位。
4、充分利用冷硫化粘结剂sk313,该粘结剂具有固化快、耐腐蚀、耐老化、适宜地下工作场所使用的优点,且该粘结剂充分填补,对于粘结混凝土和橡胶、橡胶和橡胶具有极佳的效果。
5、衬垫材质为硅橡胶,硅橡胶具有良好的弹性、压缩性、抗冲击性,其性能几乎不受温度影响;密封条为溶聚丁苯橡胶材质,该橡胶具有回弹性好、永久变形小、收缩性好的特点且具有一定强度。
6、整个衔接装置结构简单、新颖、易于操作。
附图说明
图1为以交错形式设置缝隙的管片组合示意图;
图2为本发明中预制管片沿环缝主视图;
图3为本发明中预制管片沿纵缝主视图;
图4为本发明中预制管片主视结构示意图;
图5为本发明中预制管片纵缝密封条与相邻管片纵缝末端拼接前示意图;
图6为本发明中预制管片纵缝密封条与相邻管片纵缝末端拼接后示意图;
图7为本发明中预制管片环缝密封条与相邻管片环缝末端拼接前示意图;
图8为本发明中预制管片环缝密封条与相邻管片环缝末端拼接后示意图;
其中:1—制衬砌管片单元,2—纵缝末端,3—环缝末端,4—纵缝凹槽,5—环缝凹槽,6—三角体楔形结构,7—纵缝凹槽硅橡胶衬垫,8—纵缝凹槽内部顶角,9—纵缝密封条,10—纵缝密封条可张开贴片,11—纵缝密封条可张开贴片顶角,12—环缝密封条,13—缝隙,14—连接部分,15—环缝凹槽硅橡胶衬垫。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
结合图1—8,一种楔入式预制盾构管片防水结构,包括预制衬砌管片单元1,管片的环缝末端3设有环缝凹槽5,管片的纵缝末端2设有纵缝凹槽4,轴向相邻的环缝凹槽5与纵向相邻的纵缝凹槽4之间分别通过环缝密封条12和纵缝密封条9衔接拼装。
环缝凹槽5与纵缝凹槽4的截面均为“V”形,环缝凹槽5与纵缝凹槽4的内部均设有三角体楔形结构6,该三角体楔形结构尖点位置距离相邻管片贴合平面设有1毫米以上的距离;环缝密封条12与纵缝密封条9的截面为同样的对称结构,其剖面为长方形在其两短边对称位置处切去两对称的等腰三角形且两顶角向纵向对称中心延伸形成缝隙13,两边的缝隙13 与对称中心分别设有3mm的距离作为连接部分14,所述密封条两侧均为可张开的平齐斜截面。
环缝凹槽5与纵缝凹槽4的内部均帖附有硅橡胶衬垫。
纵缝密封条9一端将由三角体楔形结构6撑开,使纵缝密封条可张开贴片10分别进入纵缝凹槽分支凹槽内,三角体楔形结构6逐步深入纵缝密封条9使纵缝密封条可张开贴片10与预制的纵缝凹槽4紧密贴合,并经过螺栓加劲充分利用橡胶弹性使之与凹槽壁处处紧密贴合。环缝密封条12的使用方式与纵缝密封条9同理。
纵缝凹槽内部顶角8为70°,纵缝密封条可张开贴片顶角11为70°,同样,防水接口结构的环缝凹槽内部顶角为70°,环缝密封条两端可张开贴片顶角为70°,使凹槽内部拐角位置与密封条相应位置达到完美的契合,经过螺栓的加劲使整个防水结构更加致密。
一种楔入式预制盾构管片防水结构及其工作方法,包括如下步骤:
步骤一,检查装置:检查预制衬砌管片环缝凹槽5和纵缝凹槽4内部是否有其他异物,确保凹槽内壁尽可能光滑,避免预制环缝凹槽5和纵缝凹槽4表面出现缺口和凹陷孔隙并进行除灰和烘干,同时保证环缝密封条12和纵缝密封条9各面光滑且保证环缝凹槽硅橡胶衬垫 15和纵缝凹槽硅橡胶衬垫7无破损和漏洞,进行除灰去污处理并烘干。
步骤二,组装管片:在一环的拼接流程中按照“先纵后环法”即先下后上、两侧同时拼装、最后封顶的流程进行。
(1)在预制环缝凹槽5和纵缝凹槽4涂抹适当厚度的冷硫化粘结剂sk313保证无气泡;
(2)将环缝凹槽硅橡胶衬垫15和纵缝凹槽硅橡胶衬垫7贴附于已经涂抹粘结剂的环缝凹槽9和纵缝凹槽7中,要求环缝凹槽硅橡胶衬垫15和纵缝凹槽硅橡胶衬垫7厚度适中,抹平压实保证硅橡胶衬垫与槽壁之间无空气;
(3)在已经贴附的环缝凹槽硅橡胶衬垫15和纵缝凹槽硅橡胶衬垫7表面涂抹适当厚度的冷硫化粘结剂sk313保证无气泡;注:以上三步应在即将拼接的管片的相邻凹槽中同时进行;
(4)将环缝密封条12和纵缝密封条9一端的缝隙13对准***相邻环缝和纵缝预制凹槽内三角体楔形结构6,并用橡皮锤敲打密封条另一端使密封条尽可能深地进入凹槽并且与凹槽壁尽可能地贴合;
(5)将环缝密封条12和纵缝密封条9另一端的缝隙13对准***待拼接的相邻环缝凹槽 5和纵缝凹槽4内三角体楔形结构6;
(6)在预制孔位处用配套的螺栓和螺母加劲使两端密封条尽可能深地进入相邻管片凹槽并且与凹槽壁尽可能地贴合;注(4)(5)(6)步应迅速连贯完成以充分利用粘结剂初期的润滑性且避免密封条与环缝凹槽硅橡胶衬垫15和纵缝凹槽硅橡胶衬垫7产生非预想的粘连。剩余管片的安装方式相同。
步骤三,重复步骤二,完成隧道衬砌管片的施工。
Claims (3)
1.一种楔入式预制盾构管片防水结构,包括预制衬砌管片单元,管片的环缝末端开设有环缝凹槽,管片的纵缝末端设有纵缝凹槽,轴向相邻的环缝凹槽与纵向相邻的纵缝凹槽之间通过环缝密封条和纵缝密封条衔接拼装,其特征在于:环缝凹槽与纵缝凹槽的截面均为“V”形,环缝凹槽与纵缝凹槽的内部设有三角体楔形结构,所述三角体楔形结构顶角位置距离相邻管片贴合平面设有空隙;环缝密封条与纵缝密封条的剖面相同,其剖面为长方形在其两短边对称位置处切去两对称的等腰三角形,等腰三角形顶角尖点向长方形长边的对称中心延伸形成缝隙,两边的缝隙与所述对称中心分别留有距离作为连接部分,所述密封条两侧均为可张开的平齐斜截面结构,所述环缝凹槽与纵缝凹槽的内壁均贴附有密封贴片;
环缝凹槽与纵缝凹槽的两个分支凹槽的形状一致,且两相邻管片的分支凹槽形状一致;
环缝凹槽和纵缝凹槽的内部顶角为70°,环缝密封条和纵缝密封条可张开贴片顶角为70°。
2.根据权利要求1所述的一种楔入式预制盾构管片防水结构,其特征在于:所述密封贴片通过冷硫化粘结剂贴合到凹槽内壁表面。
3.根据权利要求1所述的一种楔入式预制盾构管片防水结构,其特征在于:所述密封贴片为硅橡胶材质。
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