一種盾構隧道管片環縫抗滲性能試驗用試件及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及試件制造領域，尤其是涉及一種盾構隧道管片環縫抗滲性能試驗用試件及其制造方法。
【背景技術】
[0002]對于盾構隧道，滲漏水一直是困擾地鐵結構安全和正常運營的突出難題。調查發現，絕大多數滲漏水均發生于管片接縫部位，而接縫的防水密封一般采用粘貼在靠近管片外弧面的彈性密封墊來實現。由此可見，隧道接縫的抗滲性能對于盾構隧道的可靠服役至關重要。盾構隧道的接縫可劃分為縱向接縫(管片-管片)和環向接縫(襯砌環-襯砌環)。因此，為保證盾構隧道在橫向和縱向兩個維度上的防水密封，需要分別針對縱向接縫和環向接縫進行抗滲機理研究。相對于管片縱縫，管片環縫因由多環襯砌管片環構成，包括縱縫和環縫構造，具有顯著的空間三維效應，其受力性態、防水密封性能的機制規律更加復雜，難以在理論分析上取得突破，因而需采用試驗分析的方法來確定。文獻檢索發現，發明專利——盾構隧道彈性密封墊“一字型”水密性檢驗裝置(CN201010145789)和實用新型專利一一盾構管片接頭抗滲性能試驗裝置(CN104075854A)均是基于小比例尺的室內模型試驗，且采用鋼模夾具模擬管片，不能反映彈性密封墊橡膠材料和混凝土溝槽的真實接觸性態，因而試驗結果與工程實際存在較大出入，結果的正確性有待進一步的驗證。
[0003]綜上所述，鑒于盾構隧道管片接縫復雜的受力狀態和接觸性態，小比例尺的室內模型試驗難以準確反映其真實可靠的防水密封機理，因此研發一種可用于足尺管片環縫抗滲性能試驗的管片試件制造方法，對于推動盾構隧道防水技術領域的深入發展至關重要。
【發明內容】
[0004]本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種精度高、成本低的盾構隧道管片環縫抗滲性能試驗用試件及其制造方法。
[0005]本發明的目的可以通過以下技術方案來實現:
[0006]一種盾構隧道管片環縫抗滲性能試驗用試件，該試件包括A型管片和B型管片，所述的B型管片設置在A型管片的兩端，所述的A型管片包括相互縱向連接的A-1型管片和A-2型管片，所述的B型管片包括B-1型管片和B-2型管片，所述的B-1型管片和B-2型管片分別與A-1型管片和A-2型管片環向連接。
[0007]所述的A-1型管片和A-2型管片通過環向彎螺栓相互固定連接，并且在對接面處形成縱縫，所述的B-1型管片和B-2型管片分別通過縱向斜螺栓與A-1型管片和A-2型管片固定連接，并且在對接面處形成環縫。
[0008]所述的A-1型管片和A-2型管片在縱縫處均設有縱向溝槽，并且在環縫處設有第一環向溝槽，所述的B-1型管片和B-2型管片在環縫處均設有第二環向溝槽以及注水孔道預埋件，所述的A-1型管片和A-2型管片上的縱向溝槽形狀相合，所述的第一環向溝槽和第二環向溝槽形狀相合。
[0009]所述的縱向溝槽、第一環向溝槽和第二環向溝槽共同組合形成密閉的中心水腔，所述的中心水腔內填充有橡膠密封圈，并且通過注水孔與外部連通。
[0010]所述的A型管片和B型管片均為鋼筋混凝土管片。
[0011]所述的A-1型管片和A-2型管片內部均設有縱向手孔和環向手孔，所述的B-1型管片和B-2型管片內部均設有縱向手孔，所述的A-1型管片的環向手孔與A-2型管片的環向手孔間設有環向螺栓孔，所述的A-1型管片、A-2型管片、B-1型管片和B-2型管片的縱向手孔處均開設有縱向螺栓孔。
[0012]環向彎螺栓設置在環向螺栓孔中，所述的縱向斜螺栓設置在縱向螺栓孔中。
[0013]一種盾構隧道管片環縫抗滲性能試驗用試件的制造方法，包括以下步驟:
[0014]I)分別制作A-1型管片、A-2型管片、B-1型管片和B_2型管片的鋼筋籠；
[0015]2)在A-1型管片和A-2型管片的鋼筋籠縱縫接觸面位置處預留縱向溝槽預埋件的安裝位，將縱向溝槽預埋件安裝在鋼筋籠結構的縱縫接觸面；
[0016]3)在A-1型管片和B-1型管片的鋼筋籠環縫接觸面位置處預留環向溝槽預埋件的安裝位，將環向溝槽預埋件安裝在鋼筋籠結構的環縫接觸面；
[0017]4)在A-1型管片和B-2型管片的鋼筋籠環縫接觸面位置處預留環向溝槽預埋件的安裝位，將環向溝槽預埋件安裝在鋼筋籠結構的環縫接觸面；
[0018]5)在A-2型管片和B-1型管片的鋼筋籠環縫接觸面位置處預留環向溝槽預埋件的安裝位，將環向溝槽預埋件安裝在鋼筋籠結構的環縫接觸面；
[0019]6)在A-2型管片和B-2型管片的鋼筋籠環縫接觸面位置處預留環向溝槽預埋件的安裝位，將環向溝槽預埋件安裝在鋼筋籠結構的環縫接觸面；
[0020]7)在B-1型管片和B-2型管片的外弧面和環縫接觸面之間的區域內預留注水孔道的安裝位，將注水孔道預埋件安裝在鋼筋籠結構的該區域內，注水孔道預埋件靠外弧面側通過螺紋與水壓加載系統連接；
[0021]8)將鋼筋籠結構、環向和縱向溝槽預埋件和注水孔道預埋件放入現有鋼模中固定并進行試件的混凝土澆筑成型。
[0022]與現有技術相比，本發明具有以下優點:
[0023]本發明采用盾構隧道現有管片鋼模進行試驗構件的制作，充分利用了既有鋼模的使用價值，保證了試驗構件與實際管片制作精度的一致性，進而保證了試驗數據的準確性，而且減少了試件的鋼模加工成本和造價，縮短了試驗時間，具有良好的經濟效益，本試件能夠準確的模擬盾構隧道管片縱縫和環縫在實際受力情況下的不同張開量、錯位量以及張開角，配合水壓加載系統能夠模擬盾構隧道管片縱縫和環縫在不同工況下的抗滲能力，為隧道工程接縫抗滲精細化設計提供定量參考依據。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發明實施例管片試件的示意圖。
[0025]圖2為管片試件A-1環縫接觸面示意圖(靠管片試件B-1側)。
[0026]圖3為管片試件A-1環縫接觸面示意圖(靠管片試件B-2側)。
[0027]圖4為管片試件A-1縱縫接觸面示意圖。
[0028]圖5為管片試件A-1內弧面示意圖。
[0029]圖6為管片試件A-2環縫接觸面示意圖(靠管片試件B-1側)。
[0030]圖7為管片試件A-2環縫接觸面示意圖(靠管片試件B-2側)。
[0031]圖8為管片試件A-2縱縫接觸面示意圖。
[0032]圖9為管片試件A-2內弧面示意圖。
[0033]圖10為管片試件B-1環縫接觸面示意圖。
[0034]圖11為管片試件B-1內弧面示意圖。
[0035]圖12為管片試件B-1側視圖。
[0036]圖13為管片試件B-2環縫接觸面示意圖。
[0037]圖14為管片試件B-2內弧面示意圖。
[0038]圖15為管片試件B-2側視圖。
[0039]其中，1、A-1型管片，2、A-2型管片，3、B-1型管片，4、B-2型管片，5、環向彎螺栓，6、縱向斜螺栓，7、縱向溝槽，8、第一環向溝槽，9、