[發明專利]一種不同變形狀態下盾構隧道接縫防水性能的試驗方法

在審

• 申請號: 202010718917.0
• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN111896451A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 張冬梅;劉杰;卜祥洪;馮世進
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 上海科律專利代理事務所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

本申請屬于隧道與地下工程領域，提供了一種不同變形狀態下盾構隧道接縫防水性能的試驗方法。本方法包括：一、防水試驗基座制作；二、可更換密封墊槽制作；三、密封墊制作；四、可更換密封墊槽固定；五、密封墊固定；六、試驗裝置拼裝；七、密封墊壓縮；八、水壓施加；九、試驗觀測和記錄；十、改變試驗工況，通過改變密封墊壓縮量或更換具有不同內輪廓的密封墊槽，重復步驟三至九。為實現步驟一、二和六設計了特有裝置：防水試驗基座、可更換密封墊槽和加載裝置。本申請提供的方案，其有益效果在于：可以研究接縫張開、錯臺以及轉角等接縫變形狀態和不同密封墊形式對密封墊防水性能的影響，具有適用性強、更換簡單、試驗成本低的優點。

技術領域

本申請屬于隧道與地下工程領域，具體屬于盾構隧道管片接縫防水物理模型試驗領域，尤其涉及一種不同變形狀態下盾構隧道接縫防水性能的試驗方法。

背景技術

近年來，盾構技術廣泛應用于公路隧道、地鐵隧道以及輸水隧道的建設。管片接縫是盾構隧道襯砌的薄弱環節，面對復雜的地質及水文環境，從施工期至運營期隧道荷載不斷變化，接縫處于復雜的變形狀態下，接縫的防水能力是保證隧洞安全與正常工作的重要指標。

目前，盾構隧道多采用三元乙丙橡膠制成的密封墊進行防水，現有的盾構隧道接縫防水性能多采用物理模型試驗的方法進行研究，研究工況多為不同接縫張開量和不同接縫錯臺量對防水性能的影響，未涉及研究在不同轉角狀態下密封墊的防水性能，且當研究對象的密封墊形式改變時，不得不重新制作整個試件，成本較高，效率低下。

因此，亟待發明一種能夠滿足不同變形狀態下盾構隧道接縫防水性能的試驗方法及裝置，能夠精確模擬盾構隧道接縫的不同變形狀態，尤其是模擬接縫轉角變形狀態，并研究其對接縫密封墊防水性能的影響，進而制定盾構隧道接縫防水控制標準。

發明內容

本申請的目的在于：通過提出一種不同變形狀態下盾構隧道接縫防水性能的試驗方法，能夠精確模擬盾構隧道接縫的不同變形狀態，并研究其對接縫密封墊防水性能的影響，進而制定盾構隧道接縫防水控制標準。

本申請要解決的技術問題是提供一種可精確模擬盾構隧道管片接縫密封墊不同變形狀態的試驗方法進及裝置，并展開防水試驗。同時該試驗裝置可通過更換內部構件，適應性于研究不同接縫變形狀態及不同密封墊形式。

為實現上述目標，本申請提出了如下技術方案：

一種可精確模擬盾構隧道管片接縫密封墊不同變形狀態的試驗方法進及裝置，本方法包括十個步驟，步驟一：防水試驗基座制作、步驟二：可更換密封墊槽制作、步驟三：密封墊制作、步驟四：可更換密封墊槽固定、步驟五：密封墊固定、步驟六：試驗裝置拼裝、步驟七：密封墊壓縮、步驟八：水壓施加、步驟九：試驗觀測和記錄、步驟十：改變試驗工況；

所述的步驟一：防水試驗基座制作，指制作為完成該步驟而設計了特有裝置防水試驗基座，該裝置包括防水試驗基座主體11、方框形槽和輸水管道；

進一步，所述的防水試驗基座主體11為四棱柱體結構且水平截面呈正方形；所述的方框形槽位于防水試驗基座主體11頂面，在防水試驗基座主體11水平面呈同心方框形，方框形槽垂直截面呈倒梯形；所述的輸水管道貫通位于防水試驗基座主體11水平面中心，并沿垂直方向貫通；

所述的步驟二：可更換密封墊槽制作，指制作為完成該步驟而設計了特有裝置可更換密封墊槽，該裝置包括可更換密封墊槽主體21和密封墊槽；

進一步，所述的可更換密封墊槽主體21水平截面呈方框形，垂直截面呈U字形，且外輪廓尺寸與防水試驗基座方框形槽內輪廓尺寸一致，需選用硬度較大的材料制作，并采用機床切割和銑槽等工藝精密加工；所述的密封墊槽位于可更換密封墊槽主體21頂面，在可更換密封墊槽主體21水平面呈同心方框形，密封墊槽垂直截面呈倒梯形；