[实用新型]一种盾构隧道多道防线止水密封的接缝防水性能试验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于隧道工程技术领域，涉及一种盾构隧道多道防线止水密封的接缝防水性能试验装置。

背景技术

近年来，我国陆续兴建或规划拟建一批大型越江跨海水下隧道。盾构工法以其施工安全、掘进速度快、适应复杂地层及对周围环境扰动小等优点，已成为当今大型水下隧道工程的主流施工方法。对于直径10m以上的大断面水下盾构隧道，由于隧道通常面临断面大、深度深、水压高、距离长等不利条件，其管片衬砌趋向于厚型化，接缝构造更为复杂，为保证隧道服役期间的“滴水不漏”，需要设置多道防线进行防水。所谓多道防线，主要包括接缝沟槽密封、内嵌缝、螺栓孔的密封圈和管片手孔封堵等。

纵观国内外盾构隧道接缝防水相关试验装置，如德国地下交通设施研究会(STUVA)研发的接缝水密性测试装置、日本早稻田大学的水密性测试装置或是同济大学已公开的实用新型专利——盾构隧道弹性密封垫“一字型”水密性检验装置(CN201010145789)，上述现有技术的测试对象均为单一的接缝弹性密封垫/遇水膨胀橡胶密封垫，未考虑接缝及其他防水辅助防线。此外，大量盾构隧道施工案例表明，管片拼装完成后，常伴有螺栓孔渗漏水现象，因此需对接缝纵、环向肋面的螺栓孔进行处理。而常用的处理方法，是将腔肋一侧的螺栓孔口加工成锥形，并设置材质相匹配的密封垫圈，靠纵、环向肋面螺栓在成环后拧紧压实，以达到止水目的。

目前，根据对已运营水下盾构隧道(未采取管片手孔封堵)的日常巡视检查，发现除了环缝或纵缝渗水外，部分管片手孔处也存在湿渍，表明螺栓孔也是潜在的渗水通道。对于单层衬砌盾构法修建的输水隧道，为降低管道内壁的粗糙系数，减少水头损失，需要对管片进行手孔封堵处理，而国内外暂无评定手孔封堵材料的抗渗性的试验方法。

大直径水下盾构隧道往往作为公路隧道或铁路隧道，隧道内部安设有通信、照明、通风、消防等多种机电设备，对拱顶的防渗要求极其严苛，需对拱顶进行嵌缝密封。而国内外暂无评定嵌缝材料的抗渗性的试验方法。

由于现有的盾构隧道接缝防水多针对小直径、浅覆土、低水压的地铁隧道，其一般采用单道弹性密封垫的防水构造型式，国内外尚无可评价采用多道防线止水密封的接缝防水性能试验装置，所以亟需研制一种试验设置来定量分析盾构隧道接缝螺栓孔、管片嵌缝及手孔封堵材料的极限抗渗性能。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种盾构隧道多道防线止水密封的接缝防水性能试验装置，通过该试验装置能快速准确地定量分析盾构隧道接缝螺栓孔、管片嵌缝及手孔封堵材料的极限抗渗性能。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种盾构隧道多道防线止水密封的接缝防水性能试验装置，该试验装置包括相对贴合设置的上混凝土试模管片及下混凝土试模管片，所述的上混凝土试模管片与下混凝土试模管片的贴合面处开设有相对应的嵌缝沟槽，该嵌缝沟槽呈封闭形状，且内部填充有嵌缝材料，所述的上混凝土试模管片及下混凝土试模管片分别预埋有上水槽及下水槽，所述的上水槽与下水槽位于嵌缝沟槽以内，并相对设置，共同构成中心水腔，所述的下混凝土试模管片中设有与中心水腔连通的注水通道，该注水通道与外部水压机连通，所述的上混凝土试模管片中设有与中心水腔连通的出水通道，并且所述的上混凝土试模管片上还设有用于测量中心水腔压力的水压表，在工作状态下，所述的上混凝土试模管片的上方与左右两侧、所述的下混凝土试模管片的下方与左右两侧均分别设有千斤顶。

所述的下混凝土试模管片还设有手孔，该手孔中填设有手孔封堵材料。

所述的上混凝土试模管片与下混凝土试模管片中还分别开设有第一螺栓孔、第二螺栓孔，并且所述的第一螺栓孔与第二螺栓孔相互配合共同构成接头螺栓孔，该接头螺栓孔中设有接头螺栓，所述的上混凝土试模管片通过接头螺栓与下混凝土试模管片固定连接。

所述的接头螺栓为直螺栓、弯螺栓或斜螺栓中的一种。

进一步，所述的接头螺栓为斜螺栓。

所述的接头螺栓的底部还设有密封垫圈。

所述的嵌缝沟槽为环形沟槽或框形沟槽中的一种。

本实用新型中，所述的嵌缝沟槽的尺寸与实际钢筋混凝土管片嵌缝沟槽的尺寸相一致，所述的嵌缝材料与实际钢筋混凝土管片嵌缝材料相一致，所述的上螺栓孔与下螺栓孔的尺寸及构造均与实际钢筋混凝土管片接头螺栓孔的尺寸及构造相一致，所述的密封垫圈的尺寸规格与实际钢筋混凝土管片的螺栓孔密封圈相一致，所述的手孔封堵材料及其黏合工艺均与实际钢筋混凝土管片手孔封堵材料相一致。