[發明專利]一種盾構隧道管片接縫防水性能試驗方法

有效

• 申請號: 201910335728.2
• 申請日: 2019-04-24
• 公開（公告）號: CN109946027B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 張穩軍;李宏亮;張高樂;丁超;高文元;盧權威;上官丹丹;王祎
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01M3/28
• 分類號: G01M3/28;G01N3/12
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

1.一種盾構隧道管片接縫防水性能試驗方法，所采用的設備包括作為承重裝置的固定管片支撐架（101）及可移動管片支撐架（102）、管片縱縫拼裝自平衡加載裝置（2）、管片環縫拼裝自平衡加載裝置（3）、外水壓施加裝置（4）和混凝土襯砌管片模型（5），

承重裝置用以支撐混凝土襯砌管片模型（5），固定管片支撐架（101）和可移動管片支撐架（102）相對布置，均包括組合鋼架（103）、固定于組合鋼架（103）上表面的彎曲鋼板支撐面（104）、固定在組合鋼架（103）底部的水平薄鋼承臺（105）以及下端承臺（106），此外，可移動管片支撐架（102）還設置有水平千斤頂支撐臺和傾斜千斤頂支撐臺；

所述的混凝土襯砌管片模型（5）包括4個管片，其中2個受固定管片支撐架（101）的支撐，另外兩個受可移動管片支撐架（102）的支撐；

管片縱縫拼裝自平衡加載裝置（2）用以為管片縱縫拼裝模擬提供拉力，包括油缸千斤頂底座（201）、油缸千斤頂對拉鋼板（202）、聯動鋼板（203），油缸千斤頂插銷（204）、耳狀鋼板（205）、受力鋼管（206）、凹槽（207）、聯動鋼板連接件（208）、擋板（213）和凸板（214）；油缸千斤頂固定在油缸千斤頂底座（201）上，油缸千斤頂另一端通過油缸千斤頂的耳帽由油缸千斤頂插銷（204）與油缸千斤頂對拉鋼板（202）連接，油缸千斤頂對拉鋼板（202）上固定有帶孔的耳狀鋼板（205），油缸千斤頂的耳帽放在兩塊耳狀鋼板（205）之間，插銷（204）插進耳狀鋼板（205）上的孔內；兩塊聯動鋼板（203）之間通過兩端帶螺紋的聯動鋼板連接件（208）連接，聯動鋼板連接件（208）兩端分別插入聯動鋼板（203）的凸板（214）中間的螺紋孔內；受力鋼管（206）貫穿混凝土管片上的預留孔（501），受力鋼管（206）分別放置油缸千斤頂底座（201）、油缸千斤頂對拉鋼板（202）、兩塊聯動鋼板（203）的凹槽（207）內，凹槽（207）分別由鋼板上側邊擋板（213）與凸板（214）或耳狀鋼板（205）形成，在擋板（213）上開有螺絲孔，用于通過緊固螺絲和緊固受力鋼管（206）；

管片環縫拼裝自平衡加載裝置（3）用以為管片環縫拼裝模擬提供推力，包括油缸千斤頂反力底座（301）、油缸千斤頂拖板（302）、固定底座（303）、下連接鋼臂（304）、上連接鋼臂（305），下連接鋼臂（304）和上連接鋼臂（305）分別由兩根工字鋼組成，兩個鋼臂一端固定在固定底座（303）邊緣上，另一端與油缸千斤頂反力底座（301）連接，在反力底座（301）上固定有用以支撐油缸千斤頂的拖板（302），固定底座（303）與油缸千斤頂分別抵住兩塊管片外側，通過油缸千斤頂施加推力推動管片閉合；

外水壓施加裝置（4）包括帶弧度鋼板，鋼板弧度取決于管片模型管片弧度，連接到管片模型的環縫和縱縫交界處，在鋼板中間固定有凸起的水壓腔蓋板（401），蓋板（401）上開有進水孔（402）、出水孔（403）和外接水壓表孔（404），外接水壓表用于記錄腔內水壓大小；

試驗方法如下：

1）將待驗證防水性能的橡膠密封墊粘貼到混凝土襯砌管片模型的各個管片的密封槽內；

2）通過調節可移動管片支撐架上水平千斤頂支撐臺上的千斤頂對管片施加推力，調節管片接縫錯臺量，以期達到試驗預設錯臺量；

3）將管片縱縫拼裝自平衡加載裝置安裝完成后，通過油缸千斤頂施加拉力對拉兩塊管片，直至達到預設接縫張開量時停止加載，在穩壓情況下進行后續管片縱縫防水性能試驗；

4）安裝管片環縫自平衡加載裝置，通過施加推力使兩塊管片閉合，直至達到預設接縫張開量時停止加載，在穩壓情況下進行后續管片環縫防水性能試驗；

5）在管片穩壓狀態下，將外水壓施加裝置通過螺栓固定到管片預留孔上，擰緊螺栓以防水壓不穩；

6）在外水壓試驗裝置上的進水孔接上進水管，出水孔接上出水管，水壓表孔擰上帶螺紋水壓表，通過水壓表觀測水壓倉內水壓值，打開進水管閥門施加水壓，打開出水管閥門排出水壓腔內空氣直至出水管出水后關閉出水管閥門，逐漸增加水壓，每次增加水壓后穩壓一段時間，若管片接縫發生滲漏，則此時水壓表顯示水壓值即為管片預設張開量、錯臺量所能承受的水壓，否則繼續加壓直至管片接縫發生滲漏；

7）觀察滲漏發生位置以研究管片接縫防水失效機制，記錄管片接縫滲漏時水壓表讀數，測試管片接縫防水性能。