[实用新型]一种用于盾构隧道管片的螺栓密封防水垫圈

说明书

本实用新型提供了一种用于盾构隧道管片的螺栓密封防水垫圈，其包括橡胶垫圈和金属垫圈；橡胶垫圈的横截面呈由上至下依次减小的多台阶结构，橡胶垫圈部分位于螺栓孔内，金属垫圈设置于橡胶垫圈的顶部，金属垫圈的下表面设置有环形凸起，橡胶垫圈的顶部镶嵌于环形凸起内，在螺母向下压紧的作用下，橡胶垫圈顶部的圆周外壁与环形凸起的内壁紧密接触，金属垫圈的下表面与橡胶垫圈的上表面紧密接触，橡胶垫圈产生变形后，橡胶垫圈的两侧边界紧密贴合螺栓孔内壁和螺栓外壁，达到堵截高水压通过螺栓孔向隧道内渗透的目的，金属垫圈约束橡胶垫圈的变形，减小体积损失，并且环形凸起与凹槽结合，堵截高水压通过管片边界向隧道内渗透。

技术领域

本实用新型涉及盾构隧道工程技术领域，特别涉及一种用于盾构隧道管片的螺栓密封防水垫圈。

背景技术

在隧道中，管片渗漏水是对隧道安全运营的一个重大威胁。管片的渗漏水主要由螺栓孔空隙密封不完全和接缝处橡胶防水垫密封不完全两大原因引起的，现有技术中，对接缝处防水措施较为完善，如在接缝处填充密封胶，达到接缝处防水的目的，但是对于对螺栓孔的防水措施较少。

目前国内盾构隧道螺栓连接主要还是以金属垫圈为主，垫圈的形式主要有平垫圈、弹簧垫圈、齿状垫圈，其中又以平垫圈使用最为广泛。垫圈的主要作用是增大螺栓与混凝土表面的接触面积，分散螺帽的挤压应力以保护混凝土的安全稳定。

在盾构隧道螺栓孔处，地下水主要有两个路径进入隧道内部，一个是沿着螺杆表面，经由螺帽纹路渗透进入隧道，另一个是沿着混凝土内壁从垫圈与管片的交界面渗透进入隧道。现有仅增加一个平面的橡胶垫片时，并不能有效的堵截地下水的渗流。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种用于盾构隧道管片的螺栓密封防水垫圈，解决现有的平面配合螺栓连接件安装在隧道管片接缝处，不能有效的堵截地下水的渗流的问题。

为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案如下：

提供了一种用于盾构隧道管片的螺栓密封防水垫圈，其包括橡胶垫圈和金属垫圈；橡胶垫圈的横截面呈由上至下依次减小的多台阶结构，橡胶垫圈的中部设置有外径与螺栓外径匹配的通孔，橡胶垫圈部分位于螺栓孔内，橡胶垫圈的底部位于螺栓孔内，橡胶垫圈的顶部位于螺栓孔外部；

金属垫圈设置于橡胶垫圈的顶部，金属垫圈的下表面设置有环形凸起，橡胶垫圈的顶部镶嵌于环形凸起内，在螺母向下压紧的作用下，橡胶垫圈顶部的圆周外壁与环形凸起的内壁紧密接触，金属垫圈的下表面与橡胶垫圈的上表面紧密接触。

本方案中螺栓密封防水垫圈的使用方法为：首先在管片的螺栓孔处需预留与橡胶垫圈、金属垫圈和环形凸起相对应的凹槽，橡胶垫圈和金属垫圈均嵌套于螺栓，然后将橡胶垫圈部分放置在螺栓孔内，将金属垫圈放置于橡胶垫圈顶部，且让环形凸起的内壁与橡胶垫圈顶部外壁紧密接触，形成镶嵌状态，螺母位于金属垫片上侧，最后通过向下拧动螺母，向下运动的螺母的下表面抵紧金属垫圈上表面，进而挤压橡胶垫圈，使得橡胶垫圈的两侧边界紧密贴合螺栓孔内壁和螺栓外壁，达到堵截高水压通过螺栓孔向隧道内渗透的目的；同时金属垫圈约束橡胶垫圈的变形，减小体积损失，并且环形凸起与凹槽结合，堵截高水压通过管片边界向隧道内渗透。

进一步地，为了限制橡胶垫圈的受压变形量，避免橡胶垫圈受压损坏，增加整个螺栓密封防水垫圈的使用寿命，橡胶垫圈的顶部高度高出螺栓孔顶部5mm～10mm。

进一步地，橡胶垫圈的顶部外径大于螺母外径，可以减缓螺母下压造成对橡胶垫圈的顶部的压力，避免出现橡胶垫圈因承受过大的压力而造成自身损坏的现象。

进一步地，环形凸起与金属垫圈为一体化结构，整体性更好，加工为更方便快捷。

进一步地，作为橡胶垫圈的一种具体设置方式，橡胶垫圈的高度为螺栓孔直径的1/2～2/3。