[发明专利]盾构隧道管片接缝防水性能试验装置

说明书

本发明涉及一种盾构隧道管片接缝防水性能试验装置，包括支撑架、管片纵缝拼装自平衡加载装置、管片环缝拼装自平衡加载装置、外水压施加装置和混凝土衬砌管片模型，管片纵缝拼装自平衡加载装置用以为管片纵缝拼装模拟提供拉力，包括油缸千斤顶底座、油缸千斤顶对拉钢板、联动钢板，油缸千斤顶插销、耳状钢板、受力钢管、凹槽、联动钢板连接件、挡板和凸板；管片环缝拼装自平衡加载装置用以为管片环缝拼装模拟提供推力，包括油缸千斤顶反力底座、油缸千斤顶拖板、固定底座、下连接钢臂、上连接钢臂。本发明可实现管片拼装模拟，呈现出符合实际工程中的弹性橡胶密封垫复杂工作状态。

技术领域

本发明属于盾构隧道工程技术领域，具体涉及一种盾构隧道管片接缝防水性能试验方法。

背景技术

随着城市化建设进程的推进以及经济的高速发展，地下空间资源的利用能够有效解决城市面临的人口、环境、资源等危机，因此开发地下空间逐渐成为城市发展的主流趋势。自1984年上海市隧道工程公司在我国首次采用土压平衡式盾构发展至今，采用盾构法修建隧道已在我国逐步形成了较成熟的结构设计计算理论与工程实践体系，但在盾构隧道防水方面的认识仍然存在不足，对隧道防水重视程度也相对欠缺。近年来，由隧道渗漏水引起的地下工程事故逐渐增多，同时渗漏水对隧道结构安全及隧道运营安全存在极大隐患，因此在隧道设计过程中防水设计应得到足够的重视。盾构隧道防水主要为衬砌管片结构自防水、螺栓孔防水、管片接缝处防水，其中管片接缝防水是防水设计重点。因此在隧道防水设计中应进行大量的管片接缝防水试验以测试管片接缝防水性能，为结构安全提供更多的保障。

在管片接缝防水试验中，主要验证接缝处弹性橡胶密封垫的防水性能。在目前国内接缝防水试验中多以密封垫在两块钢垫板作用下的试验为主流，即在钢垫板预制密封槽处粘贴橡胶密封垫，由两块钢垫板的相互挤压压缩橡胶密封垫，通过钢垫板上的水孔输入内水压进行橡胶密封垫的防水性能测试。但现有实验装置存在以下几点不足：

1.在管片接缝防水实际工作中，密封垫主要黏贴在混凝土密封槽内，上述试验装置中密封垫黏贴在钢制密封槽内，从而造成密封垫防水试验结构存在较大偏差；

2.上述试验仅为弹性橡胶密封垫局部防水性能测试，不能完全模拟在足尺衬砌管片接缝处的密封垫在实际工程中的复杂工作状态；

3.上述试验采用的是内水压，而隧道管片接缝多以承受外水压为主。

针对以上试验装置的不足，开发一种能够模拟足尺混凝土管片接缝防水测试试验的装置对盾构隧道衬砌管片接缝防水设计具有较高的工程实用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够克服上述试验装置的不足，可进行大比例足尺混凝土管片接缝防水试验的装置，可模拟足尺混凝土管片的实际拼装过程，在稳压状态下可进行外水压接缝防水试验，为盾构隧道防水设计提供理论依据。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种盾构隧道管片接缝防水性能试验装置，包括作为承重装置的固定管片支撑架101及可移动管片支撑架102、管片纵缝拼装自平衡加载装置2、管片环缝拼装自平衡加载装置3、外水压施加装置4和混凝土衬砌管片模型5，

承重装置用以支撑混凝土衬砌管片模型5，固定管片支撑架101和可移动管片支撑架102相对布置，均包括组合钢架103、固定于组合钢架103上表面的弯曲钢板支撑面104、固定在组合钢架103底部的水平薄钢承台105以及下端承台106，此外，可移动管片支撑架102还设置有水平千斤顶支撑台和倾斜千斤顶支撑台；

所述的混凝土衬砌管片模型5包括4个管片，其中2个受固定管片支撑架101的支撑，另外两个受可移动管片支撑架102的支撑；