一種盾構法隧道管片螺栓孔防水構造及施工方法與流程

本發(fā)明屬于隧道防水技術領域，具體是一種盾構法隧道管片螺栓孔防水構造及施工方法。

背景技術：

盾構法隧道是由多塊預制管片現(xiàn)場拼裝而形成的結構，管片之間通過螺栓連接，為了防止地下水從管片接縫滲漏到隧道內(nèi)，接縫處靠近管片外側均設置有防水密封墊，在螺栓孔口設置遇水膨脹橡膠密封圈，并在內(nèi)側進行嵌縫，在防水要求較高的工程中，靠近接縫內(nèi)側還設置了第二道防水密封墊。在實際工程中，由于預制管片質量、施工拼裝質量、密封墊粘貼質量等因素的影響，外側密封墊滲漏很難完全避免，甚至在個別工程中滲漏非常嚴重。

當外側密封墊發(fā)生滲漏后，水流可能沿著螺栓孔進入隧道，故螺栓孔均設置有防水構造。但是從《某過江地鐵盾構隧道管片滲漏水原因分析及治理技術》(中國建筑防水，2015年第6期)、《盾構隧道滲漏水原因分析及應對措施》(城市建筑，2013年第8期)以及《盾構隧道滲漏水處理施工技術》(城市建筑，2015年第11期)等文獻可以看出，管片螺栓孔口滲漏的現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)。

目前盾構隧道管片連接螺栓孔防水均采用在螺栓孔口倒角位置設置三角形截面遇水膨脹橡膠圈的方式。由于螺栓孔直徑一般比螺栓直徑大6mm左右，密封圈遇水膨脹后向螺栓孔內(nèi)擠出，由于沒有側向約束，形不成膨脹壓力，故防水效果很差。另外，遇水膨脹橡膠材料在長期浸泡條件下穩(wěn)定性較差，吸水材料容易從橡膠的彈性體網(wǎng)絡中流失，表現(xiàn)為長期或反復浸水前后較大的質量損失和物理性能下降。也就是說目前普遍采用的遇水膨脹橡膠圈存在的遇水膨脹時不能產(chǎn)生膨脹力，起不到應有的防水作用，且穩(wěn)定性和耐久性不足。

技術實現(xiàn)要素：

針對背景技術中存在的問題，本發(fā)明提出一種從防水密封墊材質及工作原理、密封墊構造、密封墊安裝位置等方面進行綜合的改進，從而解決現(xiàn)有技術不足的盾構法隧道管片螺栓孔防水構造及施工方法。

為達到上述目的，本發(fā)明設計的盾構法隧道管片螺栓孔防水構造，包括位于螺栓孔內(nèi)連接管片的螺栓、位于螺栓的螺栓頭和管片之間的螺栓墊圈，其特征在于：還包括位于螺栓墊圈和管片之間的第一防水墊圈、位于螺栓頭和螺栓墊圈之間的第二防水墊圈；所述第一防水墊圈與所述管片接觸的一面為平面，與螺栓墊圈接觸的一面設有至少一環(huán)半圓形凸起；所述第二防水墊圈的兩個端面均為平面。

優(yōu)選的，所述第一防水墊圈的內(nèi)徑大于螺栓墊圈的內(nèi)徑，外徑不大于螺栓墊圈的外徑；所述半圓形凸起的直徑大于第一防水墊圈的內(nèi)徑小于螺栓墊圈的外徑。

進一步優(yōu)選的，所述第一防水墊圈上設有多環(huán)半圓形凸起，相鄰的兩個半圓凸起的直徑之差為10～20mm。

優(yōu)選的，所述第一防水墊圈采用三元乙丙橡膠材料制成。

優(yōu)選的，所述管片上設有容置所述第一防水墊圈的限位槽。

進一步優(yōu)選的，所述限位槽的深度為2～4mm。

優(yōu)選的，所述第二防水墊圈的內(nèi)徑不小于螺栓直徑，外徑小于螺栓頭內(nèi)切圓直徑。

優(yōu)選的，所述第二防水墊圈采用氯丁橡膠或乙丙橡膠材質。

采用上述盾構法隧道管片螺栓孔防水構造的盾構法隧道管片螺栓孔防水施工方法，包括以下步驟：

一)預制管片時一并做好限位槽，在管片下井之前采用粘接劑將第一防水墊圈粘貼在限位槽內(nèi)，管片在粘貼裝設第一防水墊圈的12小時內(nèi)，不得送井下拼裝，且不得與水接觸；

二)拼裝管片時，依次將第二防水墊圈和螺栓墊圈套設在螺栓上，通過螺栓預緊對第一防水墊圈和第二防水墊圈進行壓密進而起到防水作用，并可通過調整螺栓預緊力實現(xiàn)抵抗不同水壓力的要求。

優(yōu)選的，步驟一)中粘結劑采用改性環(huán)保型氯丁類膠粘劑，在管片上涂刷粘結劑后，涼置一段時間，待手指接觸不粘連時，再將第一防水墊圈平整地貼在管片上的限位槽內(nèi)。

進一步優(yōu)選的，所述涼置的時間為10～15分鐘。

本發(fā)明的有益效果是：1.可提高螺栓孔防水壓力?，F(xiàn)有遇水膨脹橡膠墊圈防水方式，由于墊圈遇水后會沿著螺栓孔與螺栓之間的間隙向螺栓孔內(nèi)膨脹，膨脹橡膠在無約束的情況下不能產(chǎn)生膨脹壓力，當有水壓作用時，起不到防水效果。本發(fā)明采用的防水方案是通過管片與螺栓墊圈之間的第一防水墊圈和螺栓頭與螺栓墊圈之間的第二防水墊圈在螺栓預緊力作用下產(chǎn)生壓縮應力，從而實現(xiàn)螺栓孔的防水目的。2.本發(fā)明提出的方案，可根據(jù)需要來調節(jié)螺栓預緊力的大小，通過改變防水墊圈與管片及螺栓墊圈的接觸應力，從而實現(xiàn)不同的防水壓力要求。3.本發(fā)明墊圈材質與遇水膨脹橡膠比具有更好的耐久性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的裝配示意圖

圖2是圖1中A處的放大爆炸圖

圖3是本發(fā)明第一防水墊圈的主視圖

圖4是圖3的B-B截面圖

圖中：螺栓孔1、管片2、螺栓3、螺栓頭4、螺栓墊圈5、第一防水墊圈6(半圓形凸起6.1)、第二防水墊圈7。

具體實施方式

下面通過圖1～圖4以及列舉本發(fā)明的一些可選實施例的方式，對本發(fā)明的技術方案(包括優(yōu)選技術方案)做進一步的詳細描述，本實施例內(nèi)的任何技術特征以及任何技術方案均不限制本發(fā)明的保護范圍。

如圖1和圖2所示，發(fā)明設計的盾構法隧道管片螺栓孔防水構造，包括位于螺栓孔1內(nèi)連接管片2的螺栓3、位于螺栓3的螺栓頭4和管片2之間的螺栓墊圈5、位于螺栓墊圈5和管片2之間的第一防水墊圈6、位于螺栓頭4和螺栓墊圈5之間的第二防水墊圈7；所述第一防水墊圈6與所述管片2接觸的一面為平面，與螺栓墊圈5接觸的一面設有至少一環(huán)半圓形凸起6.1；所述第二防水墊圈7的兩個端面均為平面。

再如圖2所示，所述第一防水墊圈6的內(nèi)徑大于螺栓墊圈5的內(nèi)徑，外徑不大于螺栓墊圈的外徑；所述半圓形凸起6.1的直徑大于第一防水墊圈6的內(nèi)徑小于螺栓墊圈5的外徑。

如圖3和圖4所示，所述第一防水墊圈6上設有多環(huán)半圓形凸起6.1，相鄰的兩個半圓形凸起6.1的直徑之差為10～20mm。也就是說，相鄰的兩個半圓形凸起6.1之間的間隔為5～10mm。

優(yōu)選的，所述第一防水墊圈6采用三元乙丙橡膠材料制成。

再如圖2所示，所述管片2上設有容置所述第一防水墊圈6的限位槽8。優(yōu)選的，所述限位槽8的深度為2～4mm。

再如圖2所示，所述第二防水墊圈7的內(nèi)徑不小于螺栓3直徑，外徑小于螺栓頭4內(nèi)切圓直徑。

優(yōu)選的，所述第二防水墊圈7采用氯丁橡膠或乙丙橡膠材質。

采用上述盾構法隧道管片螺栓孔防水構造的盾構法隧道管片螺栓孔防水施工方法，包括以下步驟：

一)預制管片2時一并做好限位槽8，在管片2下井之前采用粘接劑將第一防水墊圈6粘貼在限位槽8內(nèi)，管片2在粘貼裝設第一防水墊圈的12小時內(nèi)，不得送井下拼裝，且不得與水接觸；

二)拼裝管片2時，依次將第二防水墊圈7和螺栓墊圈5套設在螺栓3上，通過螺栓3預緊對第一防水墊圈6和第二防水墊圈7進行壓密進而起到防水作用，并可通過調整螺栓3預緊力實現(xiàn)抵抗不同水壓力的要求。

優(yōu)選的，步驟一)中粘結劑采用改性環(huán)保型氯丁類膠粘劑，在管片2上涂刷粘結劑后，涼置10～15分鐘，待手指接觸不粘連時，再將第一防水墊圈6平整地貼在管片2上的限位槽8內(nèi)。