本發(fā)明涉及高水壓越江電力盾構(gòu)隧道工程領(lǐng)域，尤其是涉及一種高水壓越江跨海盾構(gòu)隧道管片接縫的密封結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

越江跨海隧道作為交通網(wǎng)絡(luò)的一個重要組成要素，在實際工程和顯示生活中都發(fā)揮和占據(jù)了重要作用，且盾構(gòu)隧道因其對地面環(huán)境影響小，地下空間使用率高而被廣泛使用和不斷推廣。面對復(fù)雜的大自然工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，電力盾構(gòu)隧道往往會遇到高水壓的工程環(huán)境，而電力隧道因其使用功能的特殊性，對其隧道防水具有很高的要求，其中管片接縫防水是其中的重點部分。

目前在實際工程中通常采用非膨脹性合成橡膠，主要是利用接縫材料的擠密來達到防水目的，一般是將三元乙丙橡膠材料模壓成為一定的形狀制成彈性密封墊，作為主要的防水材料。工程中將三元乙丙彈性密封墊粘貼在管片預(yù)制的溝槽內(nèi)，在管片拼裝時通過擠壓分別貼在兩塊管片上的彈性密封墊獲得防水功能。但是由于高水壓電力盾構(gòu)隧道埋深很大，對彈性密封墊的防水能力要求較高。而為了達到一定的防水能力，三元乙丙彈性密封墊需要具備很高的耐水壓值，但其裝配力又不能太大。為此可以改善密封墊的斷面形狀，在密封墊內(nèi)合理開設(shè)孔眼以控制裝配力，同時布設(shè)柱體以提高接觸面的接觸應(yīng)力峰值，從而確保止水效果。這種斷面形式還使得彈性密封墊具有更大的壓縮性和更高的彈性，即使管片接縫有一定的張開量，它仍能處于一定的壓縮狀態(tài)，可有效地阻擋水的滲漏。因此需要提供新型的彈性密封墊斷面形式，使其能滿足高水壓下電力盾構(gòu)隧道管片接縫的防水要求，同時保證裝配力能滿足施工和設(shè)計要求，并在一定的張開量和拼裝誤差的情況下仍有保留較高的防水能力。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種結(jié)構(gòu)優(yōu)化、裝配力小、高壓防水、便于制作成型的高水壓越江跨海盾構(gòu)隧道管片接縫的密封結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種高水壓越江跨海盾構(gòu)隧道管片接縫的密封結(jié)構(gòu)，包括分別安裝在相鄰隧道管片接縫處的彈性密封墊，該彈性密封墊的下端面安裝在隧道管片接縫上的安裝槽內(nèi)，上端面相互壓緊接觸，所述的彈性密封墊以上下端面的中點連線左右對稱，該彈性密封墊包括密封墊本體以及與密封墊本體一體成型且設(shè)置在下端面上的端部和柱部，所述的密封墊本體上并排設(shè)有第一排通孔和第二排通孔，所述的端部設(shè)置在彈性密封墊的左右兩側(cè)，下端面上兩側(cè)端部之間開設(shè)多個對稱設(shè)置的下端面凹槽，下端面凹槽之間形成多個柱部。

所述的第一排通孔包括由中點連線向外依次設(shè)置的半拱型通孔和圓孔。

所述的第一排通孔包括由中點連線向外依次設(shè)置的倒置半拱型通孔和圓角三角孔。

所述的柱部包括設(shè)置在中點連線上的主柱部以及設(shè)置在主柱部和端部之間的次柱部，所述的下端面凹槽包括第一型凹槽和第二型凹槽，所述的第一型凹槽設(shè)置在次柱部與端部之間，所述的第二型凹槽設(shè)置在主柱部與次柱部之間。

所述的主柱部的寬度大于次柱部的寬度。

所述的第一排通孔、第二排通孔以及下端面凹槽的形心連線，均平行于上端面。

所述的第一型凹槽和第二型凹槽均為倒U形凹槽，所述的倒U型凹槽的截面由一段圓弧以及與圓弧相切的兩條直線構(gòu)成。

所述的第一型凹槽的高度高于第二型凹槽的高度。

所述的彈性密封墊為三元乙丙橡膠密封墊。

所述的端部在左右兩側(cè)的輪廓為一突出的折線形。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

一、結(jié)構(gòu)優(yōu)化：本發(fā)明通過對第一排通孔和第二排通孔的形狀、布置位置進行優(yōu)化設(shè)計，得到了防水性能和力學(xué)性能最優(yōu)的結(jié)構(gòu)，拱門孔洞的設(shè)計可有效降低裝配力，而上下貫通的橡膠柱體則有效地提高了兩個密封墊間的接觸應(yīng)力峰值，同時通過兩側(cè)三角孔以及小圓孔的設(shè)計，使得密封墊易于壓縮，從而控制其裝配力在可行的范圍之內(nèi)，特別適用于防水性能要求高、裝配力有限制的越江跨海盾構(gòu)隧道。

二、裝配力?。和ㄟ^對第一排通孔和第二排通孔大小兩側(cè)三角孔的布置，降低密封墊的壓縮所需裝配力，但因中間柱體的布置，保證了應(yīng)力峰值的范圍和大小有效保證了彈性密封墊的防水能力，同時裝配力較?。?/p>

三、高壓防水：通過布設(shè)柱部，有效地提高了彈性密封墊在一定壓縮量情況下的接縫接觸應(yīng)力峰值，從而實現(xiàn)高水壓防水；

四、便于制作成型：本發(fā)明結(jié)構(gòu)規(guī)整，制作方便，適用于高水壓越江跨海盾構(gòu)隧道管片接縫防水。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的彈性密封墊的截面圖。

圖2為本發(fā)明隧道管片安裝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為斷面在壓縮狀態(tài)下中間的柱部有效發(fā)揮作用的應(yīng)力圖。

圖4為接觸應(yīng)力峰值分布圖。

其中，1、密封墊本體，11、次柱部，12、主柱部，21、半拱型通孔，22、倒置半拱型通孔，3、圓孔，4、圓角三角孔，5、第一型凹槽，6、第二型凹槽，7、端部。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。

以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應(yīng)用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。

須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實施的限定條件，故不具技術(shù)上的實質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。

實施例

如圖1和2所示，本發(fā)明的高水壓越江電力盾構(gòu)隧道管片接縫彈性密封墊設(shè)置在隧道襯砌的管片上，包括具有上下平行的上端面和下端面的密封墊，密封墊由三元乙丙橡膠材料制成，上端面為密封墊接觸面，下端面為管片接觸面，上端面中點與下端面中點的連線AA為密封墊的對稱軸，上端面長度為37mm，下端面長度為44mm，密封墊的左右兩側(cè)的端部7外輪廓為一折線，折線的折彎點和與其最近的上端面的端點的水平距離為5.5mm，和與其最近的下端面的端點的水平距離為2mm，下端面上左右對稱設(shè)有四個用于降低密封墊裝配時壓縮力的第一型凹槽5和第二型凹槽6，第一型凹槽5和第二型凹槽6均呈倒U型，由一段圓弧和與圓弧相切的兩條直線形成，第一型凹槽5的圓弧直徑為6mm，底部開口寬度為7mm，底部外側(cè)與密封墊底部外側(cè)距離為3.5mm，第二型凹槽6的圓弧直徑為5.2mm，凹槽4底部開口寬度為6mm，底部外側(cè)與密封墊底部外側(cè)距離為13.5mm。

密封墊本體1上下依次設(shè)有第一排通孔和第二排通孔，第一排通孔有兩個半拱形通孔2和兩個圓孔3，半拱型孔2的底部直線段長4mm，兩端圓弧直徑為2.6mm，側(cè)部直線段長1mm,頂部圓弧直徑為6.6mm；圓孔直徑為5mm。第二排通孔有兩倒置的半拱型孔2和兩個圓角三角孔4，圓角三角孔4的直角邊直線段長度為4.2mm，角部圓弧直徑為4mm。第一排通孔的半拱型通孔21的頂部與上端面的垂直距離為2mm，圓角三角形孔2與上端面的垂直距離為1.8mm，第二排通孔的倒置半拱型通孔22底部與下端面的垂直距離為8.8mm，圓角三角孔4與下端面的垂直距離為9.5mm。主柱部12與下端面的接觸長度為5mm，次柱部11與下端面的接觸長度為3mm。

如圖3所示，本專利所述的實施實例斷面在壓縮狀態(tài)下中間的柱體有效發(fā)揮作用，從而獲得了如圖4所示的接觸應(yīng)力峰值分布。

圖3展示了一對密封墊在混凝土管片溝槽內(nèi)受到一定壓縮情況下的Mises應(yīng)力分布圖，由圖而知，柱體部分應(yīng)力較高，承擔(dān)了較大一部分的內(nèi)容，有效地實現(xiàn)了應(yīng)力的差異分布，從而保證兩個密封墊間的接觸應(yīng)力有較大的峰值產(chǎn)生。

圖4為密封墊接觸面的接觸應(yīng)力分布圖，因柱體的布置，使得相應(yīng)位置處的接觸面產(chǎn)生了明顯的應(yīng)力峰值，根據(jù)密封墊的防水設(shè)計理論，該峰值十分有利于提高密封墊的防水性能。

彈性密封墊要求在裝配時可使用盾構(gòu)拼裝設(shè)備將密封墊壓至閉合狀態(tài)，在本實例中即雙道密封墊壓縮量達到11mm時為閉合狀態(tài)。性能良好的彈性密封墊應(yīng)具備在閉合狀態(tài)下對應(yīng)的裝配力較小的性能，以保證混凝土溝槽的穩(wěn)定性，適用于超高水壓盾構(gòu)隧道接縫防水的彈性密封墊必須控制其裝配力數(shù)值在一定范圍內(nèi)，以適應(yīng)現(xiàn)有盾構(gòu)機的拼裝能力。

上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。