一种超高水压盾构管片接缝结构及防水方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115949438A(43)申请公布日2023.04.11(21)申请号202310243751.5(22)申请日2023.03.15(71)申请人中铁第六勘察设计院集团有限公司地址300308天津市滨海新区自贸试验区（空港经济区）中环西路36号(72)发明人贺维国范国刚叶东明刘庆方曹威陈翰吕显福(74)专利代理机构天津睿勤专利代理事务所(普通合伙)12225专利代理师孟福成(51)Int.Cl.E21D11/38(2006.01)E21D11/08(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种超高水压盾构管片接缝结构及防水方法(57)摘要本发明提供了一种超高水压盾构管片接缝结构，包括管片等，楔形橡胶止水带位于管片的斜槽内，斜槽底部设置有凹槽，加压预留管与凹槽连通，所述加压辅助止水橡胶带及加压管位于所述凹槽和加压预留管内，所述楔形橡胶止水带与斜槽底部粘合连接，相邻的楔形橡胶止水带粘合连接，以及使用上述超高水压盾构管片接缝结构的防水方法，使楔形橡胶止水带的压缩应力P1、接触面的粘接应力P2、受外部水压产生的附加水平压应力P3以及加压辅助止水橡胶带产生的附加压应力P4的和不小于水压力。本发明具有多重防水方式，能够适应150m水深以上的超高水压，防水构造容易实现，成本低，且能与盾构设备施工有效匹配，不干扰施工。CN115949438ACN115949438A权利要求书1/1页1.一种超高水压盾构管片接缝结构，其特征在于：包括管片、楔形橡胶止水带、加压辅助止水橡胶带和加压管，所述管片的接缝防水节点的端面上设置有斜槽，所述楔形橡胶止水带位于所述斜槽内，所述斜槽底部设置有凹槽，所述管片内设置有加压预留管，所述加压预留管与所述凹槽连通，所述加压辅助止水橡胶带位于所述凹槽内，与所述加压辅助止水橡胶带的真空腔连通的加压管位于所述加压预留管内，所述楔形橡胶止水带与斜槽底部粘合连接，相邻所述管片上的楔形橡胶止水带粘合连接。2.如权利要求1所述的超高水压盾构管片接缝结构，其特征在于：所述管片接缝防水节点斜槽的底面与竖直方向的夹角为10°‑15°。3.如权利要求1所述的超高水压盾构管片接缝结构，其特征在于：所述楔形橡胶止水带内设置有辅助压缩孔。4.如权利要求1所述的超高水压盾构管片接缝结构，其特征在于：所述楔形橡胶止水带的远离加压辅助止水橡胶带的侧面为竖直面。5.如权利要求1所述的超高水压盾构管片接缝结构，其特征在于：所述楔形橡胶止水带与斜槽底部通过粘结剂粘合连接，相邻所述管片上的楔形橡胶止水带通过粘结剂粘合连接。6.一种使用上述权利要求1‑5中任一项所述超高水压盾构管片接缝结构的防水方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：根据盾构隧道埋深和上部水位确定隧道在超高水压环境的设计水压力P设计水；根据楔形橡胶止水带物理力学特性，预估管片拼装后楔形橡胶止水带压缩应力P1；根据设计水压力P设计水和楔形橡胶止水带的楔形面倾角α，预估水压力产生的楔形橡胶止水带附加水平压应力P3，P3=P设计水×tanα；对比P1+P3与P设计水的大小：若P1+P3≥P设计水，则粘结剂提供的粘接应力P2取1.2MPa；若P1+P3＜P设计水，则P2=P设计水‑（P1+P3），且P2＞1.2MPa；步骤2：根据参数压缩应力P1、粘接应力P2和附加水平压应力P3选择合适的楔形橡胶止水带和粘结剂；步骤3：在管片的止水节点处的斜槽内涂刷粘结剂，粘贴楔形橡胶止水带和加压辅助止水橡胶带，再在楔形橡胶止水带外侧涂刷粘结剂，拼装管片；步骤4：管片拼装好，脱出盾尾后，若接缝渗漏水，则通过加压管向加压辅助止水橡胶带内填充惰性浆液，加压辅助止水橡胶带挤压楔形橡胶止水带，产生附加压应力P4，直至接缝不渗漏水。7.如权利要求6所述的防水方法，其特征在于：在步骤1中，P设计水=2ρ水gh，ρ水为水密度，g为重力加速度；h为隧道底部最低点与水面距离。8.如权利要求6所述的防水方法，其特征在于：在步骤4中，管片拼装时，在两个管片间的楔形橡胶止水带接触面产生压缩应力P1并同时产生粘接应力P2；管片脱出盾尾后，受外部水压力P水作用，楔形橡胶止水带产生附加水平压应力P3。2CN115949438A说明书1/4页一种超高水压盾构管片接缝结构及防水方法技术领域[0001]本发明属于盾构管片防水技术领域，特别涉及一种超高水压盾构管片接缝结构及防水方法。背景技术[0002]我国隧道规模和修建速度是世界之最，绝大多数隧道都采用机械化程度高、作业环境好、施工安全高效的盾构法修建。受地下水影响，隧道防水能力是能否成功建设的关键因素，在将来我国海峡通道建设中，隧道方案将面临超150mPa的极端高水压。盾构隧道主体由若干管片拼接而成，管片接缝很多，其