一种锚固式盾构隧道接缝弹性密封垫

1.本实用新型属于隧道工程接缝防水密封技术领域，具体涉及一种锚固式盾构隧道接缝弹性密封垫。


背景技术：

2.橡胶弹性密封垫作为盾构隧道中预制管片拼接缝的防水密封材料的必需品，其防水性能是影响隧道工程渗漏水密封效果的关键。
3.传统的外贴式密封垫在施工现场安装于涂抹有胶粘剂的管片密封槽后，存在因人为因素造成密封垫翘曲、粘结不良的现象；并且在管片拼装过程中，外贴式密封垫会因管片接缝不齐、错缝等诸多问题影响，造成密封垫出现移位、脱落，使管片接缝防水性能大大降低，致使在地下水压力作用下，在密封垫与混凝土管片接触部位形成渗水路径，从而影响盾构隧道的整体防水效果。
4.除此之外，随着隧道等地下工程的发展，隧道的埋深也不断创新高，意味着地下水的危害也随之增加。如果不重视地下水的渗透和侵蚀问题，不仅会严重影响地下工程的正常使用，而且给整个地下工程带来安全隐患。如果渗漏水处理不及时，会对整个隧道结构的耐久性、安全性及正常使用功能产生影响。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在不足，本实用新型提供了一种锚固式盾构隧道接缝弹性密封垫，能够有效阻止水从密封垫与管片接触面形成渗水路径，提高盾构隧道整体的防水效果。
6.本实用新型是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
7.一种锚固式盾构隧道接缝弹性密封垫，包括密封垫本体；
8.所述密封垫本体具有与相邻管片密封垫相互挤压的挤压端、以及可埋入管片的锚固端；所述锚固端底部两侧对称设有锚固脚。
9.上述技术方案中，浇筑管片时，锚固脚与管片一起预制成型。
10.上述技术方案中，所述锚固脚形状呈圆角梯形。
11.上述技术方案中，所述挤压端两侧设有圆弧条，所述圆弧条能卡扣在预制管片钢模上。
12.上述技术方案中，所述密封垫本体内沿其横截面中心轴线对称设有通孔，所述通孔包括上层通孔、中层通孔和下层通孔。
13.上述技术方案中，所述上层通孔的数量为4，依次为圆角钝角三角形通孔、倒拱形通孔、倒拱形通孔和圆角钝角三角形通孔，且所述圆角钝角三角形通孔和倒拱形通孔的顶边与所述挤压端表面平行；
14.所述中层通孔的数量为5，依次为圆形通孔、拱形通孔、拱形通孔、拱形通孔和圆形通孔，所述拱形通孔的底边与所述锚固端底面平行；
15.所述下层通孔为4个形状相同的马蹄形通孔，所述马蹄形通孔底边与所述锚固端
底面平行；
16.所述倒拱形通孔与拱形通孔呈错缝布置。
17.本实用新型的有益效果为：
18.(1)本实用新型通过在密封垫本体底部设置锚固脚，使密封垫可与预制盾构管片共同预制成型，避免了密封垫受人为因素出现翘曲、粘结不良的现象，且避免了在安装过程中移位甚至脱落的风险；同时加大了密封垫与管片间的接触面积，有效阻止了水从密封垫与管片之间渗漏的可能。
19.(2)本实用新型的密封垫本体内沿密封垫本体横截面中心轴线对称设置有上层通孔、中层通孔和下层通孔，上层通孔依次为圆角钝角三角形通孔、倒拱形通孔、倒拱形通孔和圆角钝角三角形通孔，中层通孔依次为圆形通孔、拱形通孔、拱形通孔、拱形通孔和圆形通孔，下层通孔由4个形状相同的马蹄形通孔构成，且倒拱形通孔与拱形通孔呈错缝布置；这样设置的通孔，保证了密封垫具有较好防水能力和拼装能力。
附图说明
20.图1为本实用新型所述锚固式盾构隧道弹性密封垫截面示意图；
21.图2为本实用新型对应在接缝错缝量为15mm密封垫防水能力随张开量变化的有限元数值分析结果图；
22.图3为本实用新型在压缩至最大压缩量所需的压缩力的有限元数值分析结果图；
23.图中：1-密封垫本体，2-锚固脚，3-圆弧条，4-圆角钝角三角形通孔，5-拱形通孔，6-圆形通孔，7-马蹄形通孔。
具体实施方式
24.以下将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
25.如图1所示，本实用新型实施例提供一种锚固式盾构隧道接缝弹性密封垫，包括密封垫本体1，所述密封垫本体1具有可与相邻管片密封垫相互挤压的挤压端和可埋入盾构管片的锚固端，且挤压端表面和锚固端底面平行；所述锚固端底部设有可在浇筑混凝土管片时用于与管片形成可靠连接的锚固脚2。本实用新型通过在密封垫本体1底部设置锚固脚2，使其在浇筑管片时作为预埋件一同与管片预制成型，有效阻止了水从密封垫与管片接触面之间的渗水路径流出，显著提高盾构隧道整体防水能力。
26.进一步地，所述锚固脚2形状呈圆角梯形且对称设置于所述锚固端底部两侧。参照图1，对称设置的锚固脚2，增加了密封垫与管片间的接触面积，延长了渗水路径，有效提高了密封垫防水性能。进一步地，所述挤压端两侧设有可卡扣在预制管片钢模上的圆弧条3，用于浇筑管片时固定密封垫所用，防止其在浇筑时脱离预制管片钢模。
27.进一步地，所述密封垫本体1内设有通孔，包括上层通孔、中层通孔和下层通孔，参照图1，所述通孔沿密封垫本体横截面中心轴线对称设置。
28.进一步地，所述上层通孔共计4个，上层通孔顶边与弹性密封垫挤压端表面相平行，从左到右依次排列为圆角钝角三角形通孔4、倒拱形通孔5、倒拱形通孔5、圆角钝角三角
形通孔4。
29.进一步地，所述中层通孔共计5个，从左到右依次排列为圆形通孔6、拱形通孔5、拱形通孔5、拱形通孔5、圆形通孔6，拱形通孔5的底边与弹性密封垫锚固端底面相平行。
30.进一步地，所述上层通孔的2个倒拱形通孔5与中层通孔中的拱形通孔5呈错缝布置，更好的提高密封垫的防水性能。
31.进一步地，所述下层通孔共计4个，下层通孔底边与弹性密封垫锚固端底面相平行，由4个形状相同的马蹄形通孔7构成。
32.更进一步地，所述密封垫本体1的材料参数、截面尺寸、通孔尺寸均根据具体工程设计需要，通过有限元数值模拟、室内压缩试验、耐水压力试验及老化试验确定。
33.对本实用新型的密封垫橡胶材料硬度为邵氏64度、在接缝错缝量为15mm条件下的防水能力进行有限元数值模拟分析，以密封垫与密封垫间接触面最大接触应力表征密封垫防水能力，结果如图2，在接缝错缝量为15mm、张开量为10mm时，本实用新型的密封垫防水能力为0.98mpa，接缝错缝量为15mm、张开量为8mm时，防水能力为1.40mpa；表明接缝张开量对密封垫防水能力影响较大，在使用时需保证管片与管片之间的接缝张开量不大于8mm。
34.性能良好的弹性密封垫应同时具备在压缩至最大压缩量条件下对应的压缩力较小的性能，以保证管片混凝土沟槽的稳定性，同时降低对盾构设备拼装能力的要求。
35.对本实用新型的密封垫橡胶材料硬度为邵氏64度、在错缝量为0mm条件下密封垫压缩至最大压缩量时所需压缩力进行有限元数值模拟分析，结果如图3，数值分析结果显示，密封垫被压缩至最大压缩量所需的压缩力为63.5kn/m，保证密封垫在盾构设备拼装能力为70kn/m及以上时能够被完全压缩。
36.所述实施例为本实用新型的优选的实施方式，但本实用新型并不限于上述实施方式，在不背离本实用新型的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。