[發(fā)明專利]一種抗高水壓盾構管片螺栓孔復合式密封結構

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• 申請日: 2021-06-08
• 公開（公告）號: CN113294172A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設計）人: 于勇;李騰飛;劉文駿;賀維國;邢永輝;費曼利;宋超業(yè);呂洋
• 申請（專利權）人: 中鐵隧道勘測設計院有限公司
• 主分類號: E21D11/08
• 分類號: E21D11/08;E21D11/38
• 代理公司: 天津睿勤專利代理事務所(普通合伙) 12225
• 代理人: 孟福成

本發(fā)明涉及一種抗高水壓盾構管片螺栓孔復合式密封結構，包括密封元件、臺階錨固螺栓、螺栓錨固端管片結構和螺栓非錨固端管片結構；所述密封元件包括柱形壓密段和環(huán)形墊片；臺階錨固螺栓包括小頭錨固段、小頭自由段、大頭自由段和緊固件；螺栓錨固端管片結構內設有與小頭錨固段相匹配的錨固端凹槽，所述螺栓非錨固端管片結構內設有與密封元件相匹配的T型凹槽以及與大頭自由段相匹配的通槽。本發(fā)明適用于高水壓環(huán)境下盾構管片螺栓孔的防水設計，通過密封元件與臺階錨固螺栓自由段的相互擠壓作用關系，以及在遇水膨脹型材料層的輔助下，達到主被動復合式防水目的，且工藝簡單，可實施性強，可以提高高水壓環(huán)境下盾構隧道的防腐蝕能力和耐久性。

技術領域

本發(fā)明涉及盾構隧道施工領域，具體涉及一種防水效果好、工藝簡單、可實施性強的抗高水壓盾構管片螺栓孔復合式密封結構。

背景技術

隨著城市基礎建設地迅猛發(fā)展，我國跨江越海隧道工程也越來越多，隧道設計及建造技術也逐漸朝著更大直徑、更深覆土、超高水壓的方向探索。其中，盾構隧道通常由若干管片組裝而成，管片與管片間采用螺栓進行連接，因此，管片與管片間不可避免的存在許多的接縫。然而，一旦管片接縫發(fā)生滲漏水現象，對后期盾構隧道的運營安全將造成極大的威脅。

盾構隧道管片接縫防水體系主要包括兩方面：(1)管片接縫防水體系；(2)螺栓孔防水體系；其中，常見的管片接縫防水體系主要由一道遇水膨脹止水條和一道三元乙丙彈性橡膠墊組成，對于超高水壓環(huán)境下則考慮采用兩道三元乙丙彈性橡膠墊；螺栓孔防水體系則是在螺栓孔與管片端面部位設置一道三元乙丙橡膠圈，通過相互擠壓作用力以起到防水效果。

對于上述盾構隧道接縫及螺栓孔的防水體系，管片接縫可考慮增加防水的道數以及橡膠墊的尺寸、形狀以達到抵抗超高水壓目的，但螺栓孔由于受到實施空間的限制，目前并無針對高水壓環(huán)境下的處理方案。因此，如何解決高水壓環(huán)境下盾構管片螺栓孔的防水問題是盾構隧道管片接縫防水體系迫切需要解決的難題。

發(fā)明內容

為了解決現有盾構隧道管片接縫防水體系存在的上述缺陷和不足，本發(fā)明提出一種防水效果好、工藝簡單、可實施性強的抗高水壓盾構管片螺栓孔復合式密封結構。

本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案是：一種抗高水壓盾構管片螺栓孔復合式密封結構，包括密封元件、臺階錨固螺栓、螺栓錨固端管片結構以及螺栓非錨固端管片結構；其中：

所述密封元件包括柱形壓密段，所述柱形壓密段底部設有環(huán)形墊片；

所述臺階錨固螺栓由依次連接的小頭錨固段、小頭自由段、大頭自由段和緊固件組成；

所述螺栓錨固端管片結構內設有與小頭錨固段相匹配的錨固端凹槽；

所述螺栓非錨固端管片結構內設有與密封元件相匹配的T型凹槽以及與大頭自由段相匹配的通槽；

所述密封元件設置于T型凹槽內，所述臺階錨固螺栓依次插接設置于通槽、柱形壓密段以及錨固端凹槽內，將螺栓錨固端管片結構、螺栓非錨固端管片結構拼接固定。

作為優(yōu)選，所述柱形壓密段包括遇水膨脹型材料層，所述遇水膨脹型材料層外層包覆設置高回彈橡膠材料層，所述高回彈橡膠材料層內壁均勻布設有滲透孔。其中，所述高回彈橡膠材料層由三元乙丙高彈性橡膠制成。

作為優(yōu)選，所述環(huán)形墊片與螺栓錨固端管片結構相接觸的一側設有環(huán)形凸起。

作為優(yōu)選，所述緊固件由螺栓墊片、螺母以及高回彈橡膠圈組成，所述高回彈橡膠圈設置于螺栓非錨固端管片結構的通槽端部。

作為優(yōu)選，所述高回彈橡膠圈呈圓臺狀，所述通槽一端設有與所述圓臺狀高回彈橡膠圈相匹配的錐形槽。

作為優(yōu)選，所述T型凹槽一端設有與通槽相連接的斜面，另一端設置有與環(huán)形墊片相匹配的錐形槽。

作為優(yōu)選，所述柱形壓密段和T型凹槽膠粘連接。