[发明专利]用于盾构隧道管片螺栓孔防水的螺栓垫圈

说明书

本发明公开了一种用于盾构隧道管片螺栓孔防水的螺栓垫圈，包括内环和外环，外环套装于内环外侧，且内环与外环之间可相对转动连接，外环与螺帽接触，内环与密封圈接触。内环与外环的相对面上均沿相对面设置有环形的第一凹槽，滚珠的两侧分别嵌入内环和外环的第一凹槽设置。本发明拧动螺栓时内环与滚珠之间滚动摩擦，这将极大地降低拧紧螺栓应提供的扭矩大小；螺栓垫圈的内环与外环的运动相互独立，能避免螺栓橡胶密封圈因垫圈的带动而发生扭动，扭动后的密封圈被压紧后，容易形成渗水通道，进而造成盾构隧道沿螺栓与螺栓孔间隙渗水的情况。

技术领域

本发明涉及盾构隧道工程技术领域，尤其涉及一种盾构隧道管片连接螺栓垫圈。

背景技术

目前国内盾构隧道管片螺栓垫圈主要为金属垫圈，垫圈的形式有平垫圈、弹簧垫圈、波形垫圈、齿形垫圈等，其中以平垫圈最为普遍。垫圈主要作用包括“减压”、“增加摩擦”、“密封”和“固定”。盾构隧道中，通过在螺栓螺头和螺帽处加设垫圈来避免管片的局部承压过大，并能将螺栓孔处的防水密封圈压紧，防止螺栓与螺栓孔之间的装配间隙渗水。在拧紧螺栓的过程中，加设垫圈还能减少螺栓对防水密封圈的划伤；与不加设垫圈相比能在一定程度上使防水密封圈受压更均匀。

上述的垫圈在紧固程度较小的情况下能够和螺栓橡胶密封圈独立运动，但随着螺栓逐渐拧紧，垫圈会逐渐挤压螺栓橡胶密封圈，垫圈受到的摩擦力也随之增大，摩擦力会提供阻力扭矩使阻力扭矩变大，从而增加了拧紧螺栓需要提供的扭矩，造成物力以及人力的浪费。

当摩擦力进一步增大，垫圈会带动下方的螺栓橡胶密封圈产生扭转变形，扭转变形后的螺栓橡胶密封圈受压不均，不易充分地填满螺栓端头与螺栓孔之间的空隙，容易形成渗水通道，不利于盾构隧道的防水。对于带有花纹的垫圈，在紧固程度相同的情况下，其与螺栓橡胶密封圈的摩擦力会更大，更容易带动密封圈一同运动。

若能在拧紧螺栓的过程中保证螺栓橡胶密封圈位置不发生转动，就能上解决因垫圈转动带来的扭矩增大问题；螺栓橡胶密封圈不产生扭动，受压将会更均匀，密封严实，得到良好的防水效果。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种提高盾构隧道管片螺栓孔防水性能的螺栓垫圈。

为了实现上述目的，本公开提供一种用于盾构隧道管片螺栓孔防水的螺栓垫圈，包括内环和外环，外环套装于内环外侧，且内环与外环之间可相对转动连接，外环与螺帽接触，内环与密封圈接触。

可选地，密封圈套装于内环外部。

可选地，密封圈延伸至内环下侧设置。

可选地，内环与外环之间设置有多个滚珠，多个滚珠绕内环呈环形分布，且滚珠与内环、外环均滚动接触。

可选地，内环与外环的相对面上均沿相对面设置有环形的第一凹槽，滚珠的两侧分别嵌入内环和外环的第一凹槽设置。

可选地，螺栓垫圈还包括滚珠保持架，用于固位滚珠的滚珠保持架分设于滚珠的上部和下部，滚珠与滚珠保持架滚动接触。

可选地，滚珠的上侧与下侧均设置有密封盖，环形密封盖的内侧与内环密封连接，环形密封盖的外侧与外环密封连接。

本发明的有益效果在于：

本发明涉及的用于盾构隧道管片螺栓孔防水的螺栓垫圈，与现有垫圈相比，在拧动螺栓时将垫圈与防水密封圈的“滑动摩擦”转化为内环与滚珠之间的“滚动摩擦”，这将极大地降低拧紧螺栓应提供的扭矩大小；

同时，螺栓垫圈的内环与外环的运动相互独立，能避免螺栓橡胶密封圈因垫圈的带动而发生扭动，扭动后的密封圈被压紧后，容易形成渗水通道，进而造成盾构隧道沿螺栓与螺栓孔间隙渗水的情况，本发明的应用能大幅度减小螺栓橡胶密封圈的转动，同等工程条件下，使用该螺栓垫圈能获得更好的防水效果。