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专利名称：盾构隧道弹性密封垫 “t字型”水密性检验装置的制作方法
技术领域：
本发明属于隧道工程领域，具体的是指模拟测试盾构隧道管片接缝防水密封垫 在错缝拼装情况下的防水能力的一种盾构隧道弹性密封垫“T字型”水密性检验装置。
背景技术：
目前，盾构隧道多采用钢筋混凝土管片衬砌，其防水多采用在管片的外侧设置沟 槽，沟槽中埋置弹性密封垫。在管片拼装过程中，利用管片间的螺栓压紧弹性密封垫，以达 到抵御外水压力的作用。密封带在设计过程中，尚无合适的理论指导。因此属于经验设计，同时在生产过程 中，其生产质量仅能依靠简单的卡尺和硬度计进行外形和硬度控制。无法实际模拟其工作 状态下的防水实际情况，在错缝拼装时候，密封带由于为兜绕成环的设计，转角部与密封带 压紧较难控制，为防水的薄弱环节，所以迫切需要研制一种设备本装置检验弹性密封带错 缝拼装时的防水能力。 如今防水试验室中多采用圆盘型密封装置，只能模拟通缝拼装状态下的密封带的 防水能力。而下表所示的《GB50446-2008盾构法隧道施工与验收规范》中所涉及的却包含 各种管片拼装形式。 注D—隧道外直径。目前国际上进行系统的盾构密封带检测的国家主要为日本，其装置也为圆形，送 检密封带设计成框型。其设计具有明显的缺陷无法验证密封带在错台情况下的防水能力， 同时也无法验证错缝拼装状态下角部的防水能力等。

发明内容
本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提出一种盾构隧道弹性密封垫 "T字型”水密性检验装置，包括三块钢板，上板两块为L形，设置出气孔，下板为平板，设置 进水孔，拼装后为T形，各自开矩形槽，将弹性密封带封闭成框型后采用胶粘接在沟槽内， 单纯依靠密封带营造一个密闭的环境。用螺栓将密封带压紧，利用垫片模拟管片的不同张 开量，同时在装置侧壁安装限位板，以精确模拟管片的错台情况，在螺栓旋紧后，采用水压 机加压直至水流击穿密封带，记录此时的击穿水压，作为评定的标准。本发明的目的实现由以下技术方案完成
一种盾构隧道弹性密封垫“T字型”水密性检验装置，该装置包括一矩形盖板与两块 “L”型盖板，所述矩形盖板为平板，设置有进水孔，所述“L”型盖板上设置有出气孔；所述矩 形盖板与两块“L”型盖板在矩形盖板的一个面上分别贴合，构成一贴合面，所述两块“L”型 盖板沿矩形盖板贴合面的中轴线对称分布，两块“L”型盖板之间相贴合，构成另一贴合面；所述贴合面两侧的盖板上相对应的设置有密封垫安装槽；相贴合的盖板之间由盖板周缘分 布的螺栓紧固贴合；所述矩形盖板侧向安装有限位板。上述螺栓在矩形盖板与“L”型盖板之间的螺栓孔呈十字交叉设置。上述限位板与矩形盖板螺栓连接。上述矩形盖板贴合面上开设的密封垫安装槽为矩形槽，位于矩形盖板贴合面中央 位置。上述“L”型盖板的贴合面上开设的密封垫安装槽呈倒U型。本发明的优点是，采用本发明装置可精确验证弹性密封带在不同管片张开量、不 同错台量的情况下的防水能力，尤其错缝拼装时转角部份密封带的防水能力，使得防水能 力的评价体系更加精准、到位。


图1为管片错台拼装状态示意图； 图2为管片通缝拼装状态示意图3为管片错缝拼装状态示意图； 图4为本发明装置检测的管片密封垫试件示意图； 图5为圆形轮廓盖板装置模拟错台情形示意图； 图6为矩形轮廓盖板装置模拟错台情形示意图； 图7为利用螺栓垫片模拟管片张开量示意图； 图8为本发明装置下板主视图； 图9为本发明装置下板俯视图； 图10为本发明装置上左板俯视图； 图11为本发明装置上右板俯视图； 图12为本发明装置上盖板拼装后主视图； 图13为图12的俯视图； 图14为限位板主视图； 图15为限位板左视图； 图16为限位板俯视图。
具体实施例方式以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便 于同行业技术人员的理解
附图1-16中标号1-20代表的是管片1、弹性密封垫2、圆形轮廓盖板3、矩形轮廓盖板 4、垫片5、限位板螺栓孔6、支腿7、下盖板8、密封垫安装槽9、螺栓(孔)10、进水孔11、上左板 12、肋板13、上右板14、限位板15、出气孔16、水压表螺孔17、中轴线18、盖板贴合面I 19、 盖板贴合面II 20。密封垫在设计过程中，尚无合适的理论指导。因此属于经验设计，同时在生产过程 中，其生产质量仅能依靠简单的卡尺和硬度计进行外形和硬度控制。无法实际模拟其工作 状态下的防水实际情况，本发明装置就是为解决验证设计和质量检验的目的。
图1为管片错台拼装状态示意图。正常拼装状态下，管片1间没有位置偏差，沟槽 对齐，弹性密封垫2正常埋置于沟槽内。管片间没有闭合到位，张开一段尺寸，即为管片张 开量。但错台情形时有发生，错台就是只管片在拼装过程中没有拼装到位，而是发生了一定 的错位，这直接导致了密封垫拼装过程中也发生了一定的错位。即如图1所示，发生错台情 形时，沟槽并不对齐，沟槽间发生一定的左右位置偏移，即错台量。图2为管片通缝拼装状态示意图，图3为管片错缝拼装状态示意图。错缝拼装时， 角部多为防水的薄弱环节，其防水能力的验证尤为重要，本发明的水密性检验模拟装置须 依据图3所示错缝拼装状态设计。图3所示截面呈“T”字型，故本发明装置称为盾构隧道 弹性密封垫“T字型”水密性检验装置。图4所示为本发明装置检测的管片密封垫试件示意图。本发明装置设计由下方一 块盖板以及上方的左、右两块盖板组成，各自开弹性密封垫安装槽，将弹性密封带封闭成框 型后采用胶粘接在沟槽内，单纯依靠密封带营造一个密闭的环境。通过螺栓紧固，将图4所 示的3条测试密封带压紧。上板两块为L形，设置出气孔，下板为平板，设置进水孔。采用螺 栓将密封带压紧，利用垫片模拟管片的不同张开量。为了精确模拟密封垫在错位的情况下， 本发明在防水试验装置的下盖板与左盖板或下盖板与右盖板的三个侧向都设置了限位板， 在实验时只要将左、右盖板按照限位板安装后的位置放置就能保证沟槽里面的密封垫错缝 量精确，这样测得的耐水压力就是在这个错台量情况下的耐水压力。现有的相关密封垫防水检测装置外轮廓通常为圆形，没有安装限位板，因此无法 精确限制密封垫的错台情况。图5、图6分别为圆形及矩形轮廓盖板4装置模拟错台情形示 意图。如图5、图6所示，圆形轮廓盖板3装置即使安装了限位板，其限位作用也不及采用直 角边情况下，对于装置的上盖板限制更为密贴。因此矩形的装置外轮廓只要加工精度足够， 就可以实现错台模拟的高精度。因此，本发明上、下两块盖板均采用矩形状。此外，矩形盖板还可以通过在上下盖板的螺栓孔10采用十字交叉设置，以模拟沿 交叉方向的错台情况。图7为利用螺栓垫片模拟管片张开量示意图，通过添加垫片5模拟管片间的张开 量。本发明装置通过垫片保证了张开量的精度，通过限位板保证了错台的精度。在加工限 位板15和垫片5的时候，须严格控制加工公差，以满足试验要求。图8、图9分别为本发明装置下板主视图与俯视图，图10、图11分别为本发明装置 上左板与上右板的俯视图，图12为本发明装置上盖板拼装后主视图，图13为图12的俯视 图。从图8-图13可见，本实施例的盾构隧道弹性密封垫“一字型”水密性检验装置包 括一块矩形盖板与两块“L”型盖板，支腿7支撑的矩形盖板即下盖板8为平板，设置有进水 孔11，“L”型盖板上设置有出气孔16和水压表螺孔17。矩形盖板与两块“L”型盖板在矩 形盖板的一个面上分别贴合，构成一贴合面I 19，两块“L”型盖板12、14沿矩形盖板贴合 面的中轴线18对称分布，两块“L”型盖板之间相贴合，构成另一贴合面II 20。贴合面两侧 的盖板上相对应的设置有密封垫安装槽9，将图4所示的弹性密封垫采用胶粘接在密封垫 安装槽内，单纯依靠密封带营造一个密闭的环境。相应于图4所示的弹性密封垫，下盖板贴 合面上开设的密封垫安装槽为矩形槽，位于矩形盖板贴合面中央位置，安置如图4所示的 下方矩形闭合密封带。两块“L”型盖板的贴合面上开设的密封垫安装槽则呈倒U型，如图
54所示，每块“L”型盖板上开设两个倒U型密封垫安装槽9，合成安置一个矩形闭合密封带。相贴合的盖板之间由盖板周缘分布的螺栓10紧固贴合。为模拟沿交叉方向的错 台情况，螺栓在矩形盖板与“L”型盖板之间的螺栓孔10设置呈十字交叉设置。为精确模拟错台情形，并测量错台量，本实施例中，在防水试验装置的下盖板8与 与上右板14的侧向设置了限位板。图14-图16所示为限位板的三视图。限位板与下盖 板之间螺栓连接，如图9所示之限位板螺栓孔10。通过调整限位板15的规格(限位板有 2mm, 4mm, 6mm多种规格)，可调节各盖板之间的错台量。将上左、上右盖板按照限位板安装后 的位置放置后，即保证沟槽里面的密封垫错缝量精确。本实施例中通过严格控制限位板和垫块的加工公差，发明装置可保证错台精度达 到0. 2mm,张开量精度达到0. 2mm。在螺栓旋紧上下盖板后，采用水压机加压直至水流击穿密封垫，记录此时的击穿 水压，作为评定管片接缝防水密封垫在错缝拼装状态下防水能力的标准。
权利要求
一种盾构隧道弹性密封垫 “T字型”水密性检验装置，其特征是该装置包括一矩形盖板与两块“L”型盖板，所述矩形盖板为平板，设置有进水孔，所述“L”型盖板上设置有出气孔；所述矩形盖板与两块“L”型盖板在矩形盖板的一个面上分别贴合，构成一贴合面，所述两块“L”型盖板沿矩形盖板贴合面的中轴线对称分布，两块“L”型盖板之间相贴合，构成另一贴合面；所述贴合面两侧的盖板上相对应的设置有密封垫安装槽；相贴合的盖板之间由盖板周缘分布的螺栓紧固贴合；所述矩形盖板侧向安装有限位板。
2.如权利要求1所述的一种盾构隧道弹性密封垫“T字型”水密性检验装置，其特征是 所述螺栓在矩形盖板与“L”型盖板之间的螺栓孔呈十字交叉设置。
3.如权利要求1所述的一种盾构隧道弹性密封垫“T字型”水密性检验装置，其特征是 所述限位板与矩形盖板螺栓连接。
4.如权利要求1所述的一种盾构隧道弹性密封垫“T字型”水密性检验装置，其特征是 所述矩形盖板贴合面上开设的密封垫安装槽为矩形槽，位于矩形盖板贴合面中央位置。
5.如权利要求1所述的一种盾构隧道弹性密封垫“T字型”水密性检验装置，其特征是 所述“L”型盖板的贴合面上开设的密封垫安装槽呈倒U型。
全文摘要
本发明属于隧道工程领域，具体的是指一种盾构隧道弹性密封垫“T字型”水密性检验装置。该装置包括一块设置有进水孔的矩形盖板与设置有出气孔的两块“L”型盖板，矩形盖板与两块“L”型盖板在矩形盖板的一个面上分别贴合，构成一贴合面，两块“L”型盖板沿矩形盖板贴合面的中轴线对称分布，两块“L”型盖板之间相贴合，构成另一贴合面；贴合面两侧的盖板上相对应的设置有密封垫安装槽；相贴合的盖板之间由盖板周缘分布的螺栓紧固贴合；矩形盖板侧向安装有限位板。采用本发明装置可精确验证弹性密封带在不同管片张开量、不同错台量的情况下的防水能力，尤其错缝拼装时转角部份密封带的防水能力，使得防水能力的评价体系更加精准、到位。
文档编号G01M3/02GK101929910SQ201010145788
公开日2010年12月29日 申请日期2010年4月14日 优先权日2010年4月14日
发明者余儿忠, 刘建国, 周顺华, 肖飞知 申请人:同济大学