[发明专利]一种应用于高水压盾构隧道的密封垫及其制造方法

说明书

本发明公开了一种应用于高水压盾构隧道的密封垫及其制造方法，属于管片防水结构领域，包括其通过设置在密封垫本体内的刚性构件，使得密封垫整体的刚度更高，以此增加密封垫在接触时的接触应力，以满足高水压情况下的密封需求，同时，使其在受到横向压力时，能限制其纵向形变，避免纵缝角部密封垫挤出，并通过对刚性构件设置位置和设置数量的优选，满足不同水压条件下的防水性能。本发明应用于高水压盾构隧道的密封垫及其制造方法，其整体结构简单、受力合理，能够提供更大的接触应力，从而适应更高的水压，以保证在出现张开或错台现象时管片接缝处的防水性能，适用范围广，具有较好的实用价值与应用前景。

技术领域

本发明属于管片防水结构领域，具体涉及一种应用于高水压盾构隧道的密封垫及其制造方法。

背景技术

随着盾构法隧道修建技术的快速发展，近年来穿越江河、湖泊以及海洋的水下盾构法隧道工程越来越多，大埋深、高水压条件对结构防水体系提出更高的要求。而在盾构隧道中，管片作为盾构隧道最为重要的组成部分，相邻两管片之间的防水性能，以及抗水压能力是影响整个隧道内部安全性重要因素。

在现有技术中，在管片上还设置沟槽以放置密封垫或其他密封材料，其截面图如图1中所示，相邻两管片的密封垫相互挤压并接触，并通过密封垫实现两管片之间的密封。

而现有的密封垫存在以下问题：

1、受限于密封垫材料性能，在百米级水压力条件下，现有防水密封垫结构安全储备较小，不能满足要求；

2、盾构管片在施工和运营过程中，接缝处难免会出现张开和错台，导致密封垫接触应力衰减，防水能力降低；

3、密封垫压缩引起纵向变形，安装过程中引起纵缝角部密封垫挤出，降低防水效果。

4、现阶段提高防水能力主要采用加大密封垫尺寸、采用双道或多道防水密封垫等措施，但这会削弱接缝处的混凝土，影响结构承载能力且投资较高。

综上所述，现有的密封垫无法满足深度高等高压使用环境的需求，并且在使用的过程中容易出现张开、错台等现象的发生，进而导致密封垫的接触应力变小，防水效果降低，无法满足现有技术的使用需求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种应用于高水压盾构隧道的密封垫及其制造方法，其利用刚性构件与密封垫一体成型，提高了密封垫的部分刚度，进而增加密封垫的接触应力。

为实现上述目的，本发明提供一种应用于高水压盾构隧道的密封垫，其包括密封垫本体，所述密封垫本体内沿所述密封垫本体的纵向设置有刚性构件，弹性模量大于所述密封垫本体的弹性模量，用于增大密封垫与盾构管片或密封垫与密封垫之间的接触应力，并限制所述密封垫本体的纵向形变。

作为本发明的进一步改进，所述密封垫的表面形成有若干通孔组，若干个所述通孔组沿所述密封垫本体的横向间隔设置；

所述通孔组包含有多个通孔单体，多个所述通孔单体沿所述密封垫的纵向间隔排列。

作为本发明的进一步改进，所述通孔组包括第一通孔组、第二通孔组和第三通孔组；

三所述通孔组沿所述密封垫的横向间隔设置。

作为本发明的进一步改进，所述第二通孔组中的通孔单体设置在所述第一通孔组中每相邻两通孔单体之间的位置处；

所述第三通孔组中的通孔单体与所述第一通孔组中通孔单体的位置相互对应。

作为本发明的进一步改进，所述通孔的截面包括但不限于圆形或三角形。

作为本发明的进一步改进，在所述密封垫上形成若干个沿纵向设置的凹槽；

若干个所述凹槽沿所述密封垫的纵向等距间隔排列。

作为本发明的进一步改进，所述刚性构件有至少两个；

至少两所述刚性构件分设于所述密封垫本体横向的两侧。