一种盾构隧道接缝双道密封垫防水性能测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及隧道与地下工程技术领域，具体涉及一种盾构隧道接缝双道密封垫防水性能测试装置及方法，所述测试装置包括组合盖板、用于放置组合盖板的位移加载框架以及能延伸至由密封垫与组合盖板形成的密闭空间的水压加载系统，针对测试方法，其包括如何对测试装置进行组装并进行密封垫防水性能测试。本发明专利技术实现了先压缩，后在扰动下出现错台，与实际工况更加接近，试验结果更加准确。试验结果更加准确。试验结果更加准确。

【技术实现步骤摘要】
一种盾构隧道接缝双道密封垫防水性能测试装置及方法


[0001]本专利技术涉及隧道与地下工程
，具体涉及一种盾构隧道接缝双道密封垫防水性能测试装置。此外本专利技术还涉及一种密封垫防水性能测试装置的测试方法。

技术介绍

[0002]随着我国城市化进程的快速发展，地铁、江河通道等隧道建设需求量极大，盾构隧道作为主要的隧道形式，具有重要的地位。地下工程的防水问题一直为广大技术人员所关注，而对于盾构隧道，由于长期受地下水的浸泡和腐蚀，防水性能至关重要。盾构法隧道的防水不仅关系到隧道使用功能的正常发挥，而且关系到隧道使用寿命的长短。盾构隧道防水包括管片自防水、接缝防水和手孔防水。其中，管片衬砌块在预制工厂制作，制作质量有保障，抗渗性能良好，最为成熟；接缝防水最为薄弱，也最为重要，所以盾构隧道防水的重点是管片块与块之间及环与环之间接缝的防水。由于隧道工程地质条件及隧道结构的差异，防水设计条件均不相同，因此常需进行大量的模拟试验，以选择合适的接缝防水材料及断面型式。目前，大部分工程均采用单一材质(化学稳定性好、耐老化及耐水性能优异)的三元乙丙多孔橡胶密封垫，也有采用三元乙丙多孔橡胶与吸水膨胀橡胶组成的复合密封垫。密封的原理是在一定的压力下，通过密封胶条内部孔的变形产生的内应力，使之在两个接触面产生巨大的应力而密封止水。
[0003]现有的接缝双道密封垫防水性能试验装置在试验过程中，错台量被预先设定，即密封垫受力状态都是先错动再压缩。然而在实际工程环境中，接缝可能外张角的变形，在此变形下，双道布置的密封垫张开量将存在一定差值，现有的试验并不能反映这一差值。同时，密封垫实际服役环境为先压缩，后在扰动下出现错台，在此过程中密封垫处于压缩力与橡胶之间摩擦力共同作用下的复合压
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剪应力下应力状态，即与现有装置预先设定错台量再设定张开量这一过程不一致。上述试验误差均将导致测试得出的密封垫防水性能的不准确性。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有试验装置试验时预先设定错台量再设定张开量，与实际状况不符的缺陷，从而提供一种盾构隧道接缝双道密封垫防水性能测试装置。
[0005]本专利技术要解决的另一个技术问题在于提供一种上述测试装置的测试方法。
[0006]一种盾构隧道接缝双道密封垫防水性能测试装置，包括组合盖板、用于放置组合盖板的位移加载框架以及能延伸至由密封垫与组合盖板形成的密闭空间的水压加载系统；所述组合盖板包括用于向密封垫工作面施加正向压力的上盖板以及位于上盖板下方的下盖板一和下盖板二，所述下盖板二具有一个容纳下盖板一的下盖板二凹槽，所述上盖板底部由内向外依次设置有环形的上盖板内道沟槽和上盖板外道沟槽，所述上盖板内道沟槽和上盖板外道沟槽分别与设置在下盖板一的下盖板一沟槽和下盖板二的下盖板二
沟槽相互对应，上盖板内道沟槽和下盖板一沟槽之间，以及上盖板外道沟槽与下盖板二沟槽之间均设置有环形密封垫，所述上盖板和下盖板二通过盖板连接螺栓相连接；所述位移加载框架用于向密封垫工作面施加侧向剪力，其包括一个U型框架和一个可拆卸的嵌入U型框架顶部的顶部平板，所述U型框架底部设置有一个用于放置组合盖板的可移动的滑轨，所述U型框架侧面设置有一个水平向千斤顶，千斤顶顶头伸入U型框架，并指向U型框架内部的下盖板二（3），以使下盖板二（3）能相对于上盖板（1）平移。
[0007]作为本专利技术中测试装置的一种优选，所述水压加载系统包括液压泵，以及穿过上盖板与液压泵相连的测量加载通道，所述测量加载通道设置在上盖板内道沟槽和下盖板一沟槽之间的环形密封垫以内，以及相邻环形密封垫之间。
[0008]作为本专利技术中测试装置的一种优选，所述下盖板二凹槽的边长尺寸与下盖板一的边长尺寸相同，其深度大于下盖板一的厚度；所述下盖板二凹槽底部与下盖板一底部之间设置有一个垫片，用于调整下盖板一和下盖板二的工作面高度差。
[0009]作为本专利技术中测试装置的一种优选，所述垫片的厚度包括2mm、4mm、6mm、8mm和10mm，所述垫片为方体铸铁垫片。
[0010]作为本专利技术中测试装置的一种优选，所述测量加载通道包括设置在上盖板内道沟槽和上盖板外道沟槽之间的外部水腔水压表接孔、外部水腔进水孔和外部水腔排气孔，设置在上盖板内道沟槽内侧的内部水腔水压表接孔、内部水腔进水孔和内部水腔排气孔。
[0011]作为本专利技术中测试装置的一种优选，所述外部水腔水压表接孔和内部水腔水压表接孔还设置有沿接孔插入组合盖板内部的外部水腔水压表和内部水腔水压表。
[0012]作为本专利技术中测试装置的一种优选，所述上盖板外道沟槽外侧设置有沿上盖板边缘间隔均匀设置的上盖板长条状螺栓孔，所述下盖板二沟槽外侧设置有沿下盖板二边缘间隔均匀设置的下盖板二长条状螺栓孔，所述顶部平板设置有沿其边缘均匀间隔设置的顶部平板长条状螺栓孔，装置组装完成后，上盖板长条状螺栓孔、下盖板二长条状螺栓孔、顶部平板长条状螺栓孔的位置相互对应。
[0013]作为本专利技术中测试装置的一种优选，所述顶部平板长条状螺栓孔与顶部平板边缘之间设置有一圈间隔均匀布设的顶部平板圆螺栓孔，顶部平板嵌入U型框架顶部后，所述顶部平板圆螺栓孔与设置在U型框架底部的U型框架圆螺栓孔位置相互对应。
[0014]本专利技术还提供了一种盾构隧道接缝双道密封垫防水性能测试装置的测试方法，包括如下步骤：S1:将内道密封垫与外道密封垫粘贴于上盖板内道沟槽和上盖板外道沟槽及下盖板一沟槽和下盖板二沟槽；S2:选择相应厚度的垫片置于下盖板二凹槽，将下盖板一嵌入下盖板二凹槽，以使内道密封垫和外道密封垫工作面存在张开量差值，将上盖板吊装至下盖板二顶面并对齐；S3:将盖板连接螺栓穿过上盖板长条状螺栓孔与下盖板二长条状螺栓孔，拧紧盖板连接螺栓；S4:吊装组合盖板于U型框架底面的滑轨之上；S5:将外框架顶部平板嵌入U型框架的顶部，将框架连接螺栓穿过顶部平板圆螺栓孔及U型框架圆螺栓孔，拧紧框架连接螺栓至盖板间隙达到设定张开量；S6:拆除盖板连接螺栓，启动千斤顶，使千斤顶以设定速率从侧面推动下盖板二，
使上下盖板工作面错动至设定错台量；S7:将盖板连接螺栓再次穿过上盖板长条状螺栓孔与下盖板二长条状螺栓孔，拧紧盖板连接螺栓，拆除框架连接螺栓，取下顶部平板；S8:在内部水腔水压表接孔及外部水腔水压表接孔分别连接内部水腔水压表及外部水腔水压表，打开内部水腔进水孔及外部水腔进水孔的阀门，注水，通过内部水腔排气孔及外部水腔排气孔排出空气，关闭内部水腔排气孔及外部水腔进水孔的阀门，开始水压加载；S9:当外部水腔排气孔有水流出时，说明内道密封垫防水失效，记录内部水腔水压表的示数；S10:关闭外部水腔排气孔的阀门，继续水压加载至外道密封垫防水失效，记录外部水腔水压表数据变化；S11:内道密封垫和外道密封垫均防水失效，试验结束，更换试件，重复S1~S10，测量多组纵缝错台及张开变形下双道密封垫防水失效时的防水极限水压。
[0015]作为本专利技术中测试方法的一种优选，S1中，粘贴后需等待24小时，以使粘合剂生效；S本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种盾构隧道接缝双道密封垫防水性能测试装置，其特征在于，包括组合盖板、用于放置组合盖板的位移加载框架以及能延伸至由密封垫与组合盖板形成的密闭空间的水压加载系统；所述组合盖板包括用于向密封垫工作面施加正向压力的上盖板（1）以及位于上盖板（1）下方的下盖板一（2）和下盖板二（3），所述下盖板二（3）具有一个容纳下盖板一（2）的下盖板二凹槽（16），所述上盖板（1）底部由内向外依次设置有环形的上盖板内道沟槽（5）和上盖板外道沟槽（4），所述上盖板内道沟槽（5）和上盖板外道沟槽（4）分别与设置在下盖板一（2）的下盖板一沟槽（13）和下盖板二（3）的下盖板二沟槽（14）相互对应，上盖板内道沟槽（5）和下盖板一沟槽（13）之间，以及上盖板外道沟槽（4）与下盖板二沟槽（14）之间均设置有环形密封垫，所述上盖板（1）和下盖板二（3）通过盖板连接螺栓（25）相连接；所述位移加载框架用于向密封垫工作面施加侧向剪力，其包括一个U型框架（20）和一个可拆卸的嵌入U型框架（20）顶部的顶部平板（17），所述U型框架（20）底部设置有一个用于放置组合盖板的可移动的滑轨（23），所述U型框架（20）侧面设置有一个水平向千斤顶（22），千斤顶（22）顶头伸入U型框架（20），并指向U型框架（20）内部的下盖板二（3），以使下盖板二（3）能相对于上盖板（1）平移。2.根据权利要求1所述盾构隧道接缝双道密封垫防水性能测试装置，其特征在于，所述水压加载系统包括液压泵，以及穿过上盖板（1）与液压泵相连的测量加载通道，所述测量加载通道设置在上盖板内道沟槽（5）和下盖板一沟槽（13）之间的环形密封垫以内，以及相邻环形密封垫之间。3.根据权利要求2所述盾构隧道接缝双道密封垫防水性能测试装置，其特征在于，所述下盖板二凹槽（16）的边长尺寸与下盖板一（2）的边长尺寸相同，其深度大于下盖板一（2）的厚度；所述下盖板二凹槽（16）底部与下盖板一（2）底部之间设置有一个垫片（28），用于调整下盖板一（2）和下盖板二（3）的工作面高度差。4.根据权利要求3所述盾构隧道接缝双道密封垫防水性能测试装置，其特征在于，所述垫片（28）的厚度包括2mm、4mm、6mm、8mm和10mm，所述垫片（28）为方体铸铁垫片。5.根据权利要求4所述盾构隧道接缝双道密封垫防水性能测试装置，其特征在于，所述测量加载通道包括设置在上盖板内道沟槽（5）和上盖板外道沟槽（4）之间的外部水腔水压表接孔（10）、外部水腔进水孔（11）和外部水腔排气孔（12），设置在上盖板内道沟槽（5）内侧的内部水腔水压表接孔（7）、内部水腔进水孔（8）和内部水腔排气孔（9）。6.根据权利要求5所述盾构隧道接缝双道密封垫防水性能测试装置，其特征在于，所述外部水腔水压表接孔（10）和内部水腔水压表接孔（7）还设置有沿接孔插入组合盖板内部的外部水腔水压表（27）和内部水腔水压表（26）。7.根据权利要求6所述盾构隧道接缝双道密封垫防水性能测试装置，其特征在于，所述上盖板外道沟槽（4）外侧设置有沿上盖板（1）边缘间隔均匀设置的上盖板长条状螺栓孔（6...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴怀娜，刘磊，陈仁朋，曾毅，刘源，孟凡衍，程红战，冯东林，曹鸿，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：