[发明专利]盾构管片接头渗漏水的试验方法

说明书

本发明盾构管片接头渗漏水的试验方法，如下步骤实施：(1)进水管制作；(2)管片切割；(3)开回型密封垫槽；(4)回型密封垫制作；(5)槽面涂抹防水胶；(6)管片拼装，模型制作完成；(7)自动控制渗透仪的选用；(8)加载；(9)变水头法或定水头法进行隧道渗漏水试验；(10)改变加载等级，重复步骤(8)、(9)，得到接头受力‑张开量‑渗漏水之前的关系。本发明通过在管片接头处开回型密封垫槽，利用变水头或定水头法进行盾构隧道接头渗漏水试验，解决了利用盾构管片进行隧道渗漏水试验的技术问题，更加准确的反映了管片渗漏水与其影响因素之间的关系，可以同时得到管片受力‑接头渗漏水、接头张开量‑接头渗漏水的关系曲线。

技术领域

本发明属盾构隧道管片接头模型试验领域。

背景技术

采用装配式衬砌的盾构隧道拥有大量的接缝，这些纵横交错的接缝影响了隧道结构的整体性，使隧道结构出现众多耐久性问题。其中，管片接头渗漏水问题是盾构隧道病害防治的重点和难点。管片接头渗漏水试验是研究结构抗渗性能、探究接头渗漏水机理的最有效、直接的方法。

现有的管片接头渗漏水试验按模型试验所采用的材料和加载方式不同大致可以分为两种：(1)采用不锈钢钢板模拟接头混凝土，通过控制螺栓应力进行加载；(2)采用两块混凝土块来模拟接头，通过控制千斤顶进行加载试验。

第一种方法的特点在于，采用易于加工和制作的钢板代替混凝土管片，简化了试验模型，同时通过设计水流路径，可以准确测量渗漏水速度。不足之处在于两种材料的力学性能和接触面特性不同，利用钢板模拟混凝土管片，改变了密封垫和沟槽之间的接触界面，会对试验结果的可信度产生影响。

第二种方法在试验材料方面做了改进，采用上下混凝土块对接的方式模拟管片接头，不足之处在于，一方面采用了混凝土块，模拟的是直管片，与实际采用的具有一定曲率的管片在变形和受力方面存在差异，不能很好的反应接头张开—荷载—渗漏水的关系。另一方面，未考虑螺栓预紧力对密封垫初始接触应力的影响。两种试验方法都存在相应不足，不能准确反应隧道受力—接头张开量—渗漏水之间的关系。

发明内容

本发明的目的在于通过提出一种可模拟隧道接头渗漏水的试验模型和方法，能够比较真实的反映接头变形、渗漏水的基本过程，为隧道渗漏水防治提供技术支持。

本发明提出的可模拟盾构隧道管片接头渗漏水试验方法，概括为：在地铁盾构隧道管片的标准块中预埋进水管，对管片接头表面沿密封垫槽、垂直于密封垫槽进行切割，以形成回型止水槽，辅以回型密封垫，并采用标准的直螺栓连接，进行管片接头渗漏水试验。本发明采用管片的标准块和特制的回型密封垫槽进行管片接头渗漏水试验，解决了利用混凝土管片进行接头渗漏水试验的问题，真实的反映了回型密封垫与材料间的接触特性，可以综合考虑螺栓预紧力、接头张开量、结构受力与渗漏水间的关系。

本发明技术方案：

一种盾构管片接头渗漏水的试验方法，具体步骤包括：

(1)输水管制作、预埋，包括输水管尺寸、埋置方式、材料等的确定；

(2)管片切割。主要考虑到加载系统的限制，需要对管片尺寸进行控制；

(3)回型密封垫槽制作。原密封垫槽不变，在接头表面分别沿平行于密封垫槽和垂直于密封垫槽两个方向开槽，使之成为回字形并打磨平整；

(4)确定回型密封垫尺寸。根据所开回型密封垫槽尺寸，确定所需回型密封垫尺寸，为防止新槽漏水，建议新槽对应的回型密封垫尺寸比正常尺寸大1mm；

(5)槽面涂抹防水胶；

(6)管片拼装，模型制作完成；

(7)确定自动控制渗透仪；

(8)加载：通过控制模型竖向和水平向液压千斤顶顶力，模拟隧道受力和接头张开；