[發(fā)明專利]一種盾構(gòu)隧道接縫非對稱防水結(jié)構(gòu)

在審

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• 申請日: 2022-01-20
• 公開（公告）號: CN114294027A
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬偉斌;郭小雄;羅馳;馬榮田;王志偉;王子洪;仇鵬;趙鵬;安哲立;徐湉源;常凱;趙洪勇;鄭澤福
• 申請（專利權(quán)）人: 中國鐵道科學(xué)研究院集團有限公司鐵道建筑研究所;中國鐵道科學(xué)研究院集團有限公司
• 主分類號: E21D11/38
• 分類號: E21D11/38
• 代理公司: 北京慕達星云知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 李云

本發(fā)明公開了一種盾構(gòu)隧道接縫非對稱防水結(jié)構(gòu)，盾構(gòu)管片的對接面形成有密封墊溝槽；密封墊溝槽的兩側(cè)分別為迎水側(cè)和背水側(cè)；密封墊溝槽的迎水側(cè)槽壁形成有迎水側(cè)緩坡槽壁，迎水側(cè)的對接面低于密封墊壓縮閉合線，使得迎水側(cè)的對接面形成有與迎水側(cè)緩坡槽壁銜接的迎水側(cè)預(yù)留窄口；密封墊溝槽底面兩側(cè)具有凹槽；密封墊本體安裝在密封墊溝槽內(nèi)；密封墊本體底部具有與凹槽插接的腿部凸起；密封墊本體朝向迎水側(cè)的一側(cè)具有沿迎水側(cè)緩坡槽壁凸出的凸出部，凸出部使得密封墊本體形成非對稱結(jié)構(gòu)；密封墊本體上開設(shè)有多個通孔。本發(fā)明改變傳統(tǒng)的對稱結(jié)構(gòu)密封墊設(shè)計理念而提出非對稱防水結(jié)構(gòu)及其理念，理念清晰、設(shè)計合理，具有較高的可行性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及盾構(gòu)隧道工程技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說是涉及一種盾構(gòu)隧道接縫非對稱防水結(jié)構(gòu)及其設(shè)計理念。

背景技術(shù)

隨著城市經(jīng)濟發(fā)展的需求和國家對基礎(chǔ)設(shè)施的投入，越來越多的地鐵隧道在全國各大城市中興建。盾構(gòu)法具有對環(huán)境影響小、掘進速度快、自動化程度高等特點，是地鐵隧道的主要施工技術(shù)，也是我國交通隧道的重要施工技術(shù)。由于盾構(gòu)隧道管片與管片之間存在大量環(huán)向、縱向的縫隙，管片接縫一直是盾構(gòu)隧道防水的薄弱環(huán)節(jié)。盡管普遍采用了在溝槽內(nèi)設(shè)置橡膠密封墊的防水結(jié)構(gòu)進行防水，但要不密封墊拼裝壓力過大、現(xiàn)場難以施工，甚至可能將管片壓裂，要不密封墊接觸應(yīng)力不足而發(fā)生滲漏水。接縫滲漏水仍是盾構(gòu)隧道中常見的病害，不但增加了隧道后期運營維護成本，也由于水的侵蝕作用而危及隧道結(jié)構(gòu)的安全。因此，在保證施工性能的前提下，加強盾構(gòu)隧道接縫防水結(jié)構(gòu)的止水能力，對盾構(gòu)隧道的運營安全非常重要。

目前，國內(nèi)外的盾構(gòu)隧道接縫防水結(jié)構(gòu)均以對稱型式為主，如圖1和圖2所示。這主要是由于盾構(gòu)接縫密封墊受到管片的壓縮變形是對稱的，往往在結(jié)構(gòu)設(shè)計時不考慮水壓的作用。當(dāng)考慮水壓的作用后，城市地鐵等交通盾構(gòu)隧道管片接縫所受到的水壓荷載僅存在于隧道外側(cè)，而隧道內(nèi)側(cè)并不會對管片接縫施加水壓。針對這種單側(cè)止水需求，常規(guī)的對稱型式防水結(jié)構(gòu)就不一定再是最優(yōu)結(jié)構(gòu)了。

因此，針對單側(cè)止水工況，提出適應(yīng)于交通盾構(gòu)隧道的新型防水結(jié)構(gòu)，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種盾構(gòu)隧道接縫非對稱防水結(jié)構(gòu)，旨在解決上述技術(shù)問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種盾構(gòu)隧道接縫非對稱防水結(jié)構(gòu)，包括：盾構(gòu)管片和密封墊本體；所述盾構(gòu)管片的對接面形成有密封墊溝槽；所述密封墊溝槽的兩側(cè)分別為迎水側(cè)和背水側(cè)；所述密封墊溝槽的迎水側(cè)槽壁形成有迎水側(cè)緩坡槽壁；所述密封墊溝槽底面兩側(cè)具有凹槽；

所述密封墊本體安裝在所述密封墊溝槽內(nèi)；所述密封墊本體底部具有與所述凹槽插接的腿部凸起；所述密封墊本體朝向所述迎水側(cè)的一側(cè)具有沿所述迎水側(cè)緩坡槽壁凸出的凸出部，所述凸出部使得所述密封墊本體形成非對稱結(jié)構(gòu)；所述密封墊本體上開設(shè)有多個通孔。

通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明的設(shè)計理念考慮非對稱水壓對盾構(gòu)接縫防水結(jié)構(gòu)的作用，采用非對稱防水結(jié)構(gòu)以達到更優(yōu)的單側(cè)止水效果，設(shè)計腿部凹槽來防止密封墊腿部彎曲、荷載降低。本發(fā)明針對交通盾構(gòu)隧道接縫單側(cè)水壓作用的特點，改變傳統(tǒng)的對稱結(jié)構(gòu)密封墊設(shè)計理念而提出非對稱防水結(jié)構(gòu)及其理念，理念清晰、設(shè)計合理，密封墊不易傾倒和擠出，具備長期防水能力，同時也易于拼裝，能滿足工程實踐對盾構(gòu)接縫防水結(jié)構(gòu)的相關(guān)要求，具有較高的可行性。

優(yōu)選的，在上述一種盾構(gòu)隧道接縫非對稱防水結(jié)構(gòu)中，所述迎水側(cè)的對接面低于密封墊壓縮閉合線，使得所述迎水側(cè)的對接面形成有與所述迎水側(cè)緩坡槽壁銜接的迎水側(cè)預(yù)留窄口；所述迎水側(cè)緩坡槽壁與所述密封墊壓縮閉合線的夾角小于等于45°。所述密封墊溝槽的背水側(cè)槽壁與所述密封墊壓縮閉合線的夾角的選擇范圍為80°-90°，在此，優(yōu)選90°；所述背水側(cè)槽壁與所述對接面之間形成背水側(cè)預(yù)留空腔。迎水側(cè)的槽壁傾角較平緩，使水壓能更好地擠壓密封墊本體，增大密封墊本體的水壓附加應(yīng)力和防水性能；背水側(cè)的槽壁設(shè)置為垂直結(jié)構(gòu)或較大傾角結(jié)構(gòu)，能直接提供抵抗水壓的水平力，阻止密封墊的右側(cè)位移和滑出。