专利名称：盾构隧道弹性密封垫“一字型”水密性检验装置的制作方法
技术领域：
本发明属于隧道工程领域，具体的是指模拟盾构隧道管片接缝防水密封垫在通缝 拼装状态下的防水能力的一种盾构隧道弹性密封垫“一字型”水密性检验装置。
背景技术：
目前，盾构隧道多采用钢筋混凝土管片衬砌，其防水多采用在管片的外侧设置沟 槽，沟槽中埋置弹性密封垫。在管片拼装过程中，利用管片间的螺栓压紧弹性密封垫，以达 到抵御外水压力的作用。由于现有的管片隧道的接缝防水多采用弹性密封垫的方式，由于其设计尚处于经 验设计阶段，无法验证通过计算其防水效果，所以迫切需要研制一种设备验证其在实际工 作状态下的防水能力。如今防水试验室中多采用圆盘型密封装置，以模拟密封垫的防水能力。其作用主 要是粗略的验证弹性密封垫在不错台条件下的防水能力。比如目前国际上进行系统的盾构 密封垫检测的主要国家日本，其相应检测装置也都为圆形，送检密封垫设计成框型，但有着 明显的缺陷，即无法验证密封垫在错台情况下的防水能力。 而目前管片的拼装精度有着严格的限制，管片错台的允许值具体参见下表。表中 数据源自《GB50446-2008盾构法隧道施工与验收规范》。目前在隧道的拼装精度允许范围内 密封垫的防水能力的验证是个难题；现有装置无法满足盾构隧道密封垫质量检测的要求。
注D—隧道外直径。

发明内容
本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提出一种盾构隧道弹性密封垫 “一字型”水密性检验装置，在上下两块盖板上各自开矩形槽，将弹性密封垫封闭成框型后 采用胶粘接在沟槽内，用螺栓将密封垫压紧，利用垫片模拟管片的不同张开量，同时在装置 侧壁安装限位板，以精确模拟管片的错台情况。该装置可有效模拟测量在管片的不同张开 量以及错台情况下密封垫的防水情况。本发明的目的实现由以下技术方案完成
一种盾构隧道弹性密封垫“一字型”水密性检验装置，该装置包括相贴合的两块矩形 盖板，盖板上设置有出气孔和进水孔，所述两块盖板贴合面中央位置开设有相对应的矩形 槽；所述两块盖板由盖板周缘分布的螺栓固定贴合，所述两块盖板四向侧壁安装有限位板。上述螺栓在两块盖板上的螺栓孔呈十字交叉设置。上述限位板与矩形盖板螺栓连接。本发明的优点是，采用本发明装置可精确验证弹性密封垫在不同管片张开量、不同错台的情况下的防水能力，使得防水能力的评价体系更加精准。


图1为管片正常拼装状态示意图； 图2为管片错台拼装状态示意图3为圆形轮廓盖板装置模拟错台情形示意图； 图4为矩形轮廓盖板装置模拟错台情形示意图； 图5为利用螺栓垫片模拟管片张开量示意图； 图6为本发明装置下盖板主视图； 图7为本发明装置下盖板俯视图； 图8为本发明装置上盖板主视图； 图9为本发明装置上盖板俯视图； 图10为限位板主视图； 图11为限位板左视图； 图12为限位板俯视图。
具体实施例方式以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便 于同行业技术人员的理解
附图1-12中标号1-15代表的是管片1、弹性密封垫2、圆形轮廓盖板3、矩形轮廓盖板 4、垫片5、限位板螺栓孔6、支腿7、下盖板8、矩形槽9、螺栓(孔)10、进水孔11、上盖板12、 出气孔13、水压表螺孔14、限位板15。密封垫在设计过程中，尚无合适的理论指导。因此属于经验设计，同时在生产过程 中，其生产质量仅能依靠简单的卡尺和硬度计进行外形和硬度控制。无法实际模拟其工作 状态下的防水实际情况，本发明装置就是为解决验证设计和质量检验的目的。图1为管片正常拼装状态示意图，图2为管片错台拼装状态示意图。如图1所示， 正常拼装状态下，管片1间没有位置偏差，沟槽对齐，弹性密封垫2正常埋置于沟槽内。管 片间没有闭合到位，张开一段尺寸，即为管片张开量。但错台情形时有发生，错台就是只管 片在拼装过程中没有拼装到位，而是发生了一定的错位，这直接导致了密封垫拼装过程中 也发生了一定的错位。即如图2所示，发生错台情形时，沟槽并不对齐，沟槽间发生一定的 左右位置偏移，即错台量。本发明装置主要由上、下两块盖板组成，通过螺栓紧固。为了精确模拟密封垫在错 位的情况下，本发明在防水试验装置两侧设置了限位板，在实验时只要将上盖板按照限位 板安装后的位置放置就能保证沟槽里面的密封垫错缝量精确，这样测得的耐水压力就是在 这个错台量情况下的耐水压力。现有的相关密封垫防水检测装置外轮廓通常为圆形，没有安装限位板，因此无法 精确限制密封垫的错台情况。图3、图4分别为圆形3及矩形轮廓盖板4装置模拟错台情形 示意图。如图3、图4所示，圆形轮廓盖板3装置即使安装了限位板，其限位作用也不及采用 直角边情况下，对于装置的上盖板限制更为密贴。因此矩形的装置外轮廓只要加工精度足够，就可以实现错台模拟的高精度。因此，本发明上、下两块盖板均采用矩形状。此外，矩形盖板还可以通过在上下盖板的螺栓孔10采用十字交叉设置，以模拟沿 交叉方向的错台情况。图5为利用螺栓垫片模拟管片张开量示意图，通过添加垫片5模拟管片间的张开 量。本发明装置通过垫片保证了张开量的精度，通过限位板保证了错台的精度。在加工限 位板15和垫片的时候，须严格控制加工公差，以满足试验要求。图6、图7分别为本发明装置下盖板主视图与俯视图，图8、图9分别为本发明装置 上盖板主视图与俯视图。本实施例的盾构隧道弹性密封垫“一字型”水密性检验装置包括 相贴合的两块矩形盖板，支腿7支撑的上盖板12上设置有出气孔13、水压表螺孔14，下盖 板8设置有进水孔11。两块盖板贴合面中央位置开设有相对应的矩形槽9，弹性密封垫2 埋置其中，单纯依靠密封营造一个密闭的环境。埋置后，上、下盖板由螺栓10固定贴合， 将密封垫压紧，利用垫片模拟管片的不同张开量。其中，螺栓10分布于盖板周缘、矩形槽外 侧。整个装置测向看呈“一”字造型，故称为“一字型”水密性检验装置。为精确模拟错台情形，并测量错台量，本实施例中，在两块盖板四向的侧壁均安装 有限位板15。图10-图12所示为限位板的三视图。限位板与下盖板之间螺栓连接，如图7 所示之限位板螺栓孔6。通过调整限位板15的规格(限位板有2mm，4mm, 6mm多种规格)，确 定上、下盖板的错台量。将上盖板按照限位板安装后的位置放置，即保证沟槽里面的密封垫 错缝量精确。如图7、图9所示，为模拟沿交叉方向的错台情况，上下盖板的螺栓孔10采用十字 交叉设置。本实施例中通过严格控制限位板和垫块的加工公差，发明装置可保证错台精度达 到0. 2mm,张开量精度达到0. 2mm。在螺栓旋紧上下盖板后，采用水压机加压直至水流击穿密封垫，记录此时的击穿 水压，作为评定管片接缝防水密封垫在通缝拼装状态下防水能力的标准。
权利要求
一种盾构隧道弹性密封垫 “一字型”水密性检验装置，包括相贴合的两块盖板，盖板上设置有出气孔和进水孔，两块盖板贴合面中央位置开设有相对应的矩形槽，两块盖板由盖板周缘分布的螺栓紧固贴合，其特征是所述相贴合的两块盖板为矩形，盖板侧向安装有限位板。
2.如权利要求1所述的一种盾构隧道弹性密封垫“一字型”水密性检验装置，其特征 是所述螺栓在两块盖板上的螺栓孔呈十字交叉设置。
3.如权利要求1所述的一种盾构隧道弹性密封垫“一字型”水密性检验装置，其特征 是所述限位板与矩形盖板螺栓连接。
全文摘要
本发明属于隧道工程领域，具体的是指模拟盾构隧道管片接缝防水密封垫在通缝拼装状态下的防水能力的一种盾构隧道弹性密封垫“一字型”水密性检验装置。该装置包括相贴合的两块矩形盖板，盖板上设置有出气孔和进水孔，两块盖板贴合面中央位置开设有相对应的矩形槽；两块盖板由盖板周缘分布的螺栓紧固贴合，盖板侧向安装有限位板。本发明的优点是，采用本发明装置可精确验证弹性密封垫在不同管片张开量、不同错台的情况下的防水能力，使得防水能力的评价体系更加精准。
文档编号G01N3/12GK101929911SQ201010145789
公开日2010年12月29日 申请日期2010年4月14日 优先权日2010年4月14日
发明者余儿忠, 刘建国, 周顺华, 海明雷 申请人:同济大学