[发明专利]一种可自锁的预制衬砌管片防水接口结构及其工作方法

说明书

本发明涉及地铁盾构施工领域，具体涉及一种可自锁的预制衬砌管片防水接口结构及其工作方法，包括预制衬砌管片的防水接口结构和与接口结构配套的自锁型螺栓，预制衬砌管片的防水接口结构在衬砌管片的左侧以及后侧为凸头，前侧以及右侧为与凸头匹配的凹口，凸头与凹口插入拼接；预制衬砌管片的防水接口结构的凹口内设置端部具有倒齿结构的防水弹性密封垫体，凸头上下两侧具有倒勾结构，插入的凸头上下两侧的倒勾会与防水弹性密封垫体的倒齿咬合使结构具有自锁的特点；自锁型螺栓具有自锁装置的螺钉，能有效的防止螺母的松动，实现自锁功能，在长期的使用过程中凸头与凹口内防水弹性密封垫体保持紧密挤压状态，保证了长期防水的稳定性和耐久性。

技术领域

本发明涉及地铁盾构施工领域，具体涉及一种可自锁的预制衬砌管片防水接口结构及其工作方法。

背景技术

目前，盾构法施工作为地铁施工的有效方式已经广泛运用于地下工程，以其对地面影响小、机械化程度高、土层适用范围广、推进速度快、施工安全等优点，在地铁施工中越来越占据着主导地位。但是，由于工程地质条件的复杂性，难免会下穿水头较高的区域，传统的地铁衬砌接缝防水是采用遇水膨胀止水条或者EPDM弹性止水条，这种止水的方式在高水压和由于拼接产生的错位条件下易发生接头漏水、渗水的现象，导致连接螺栓电化学锈蚀，严重威胁衬砌安全，后续还需要采取一系列的施工和维护措施阻止水的渗入。以上各种情况均会带来安全隐患，而且地铁运行后期维护成本高。

同时，由于地铁列车的日常行驶使衬砌管片结构承受交通动荷载，管片与管片之间的连接螺栓也受到动荷载的作用，长期作用下，连接两管片之间的螺栓会因此产生较大应力松弛以及螺母松动，两管片之间的连接不紧密，将会导致渗水的发生甚至管片的松动和破坏。

因此，生产一种既能高效防水，止水，又能方便安装，减少安装错位等问题的预制衬砌管片以及与之配套的能始终为衬砌管片间连接提供足够结合力的螺栓成为一种亟待解决的问题。

发明内容

本发明为了解决现有技术问题，提供了一种可自锁的预制衬砌管片防水接口结构及其工作方法，特别适用于地铁盾构施工。

具体技术方案如下：

一种可自锁的预制衬砌管片防水接口结构，包括预制衬砌管片的防水接口结构和与接口结构配套的自锁型螺栓，所述预制衬砌管片的防水接口结构在衬砌管片的左侧以及后侧设置有凸头，在衬砌管片单元前侧以及右侧设置有与凸头匹配的凹口，衬砌管片以插入的方式完成拼接；所述预制衬砌管片的防水接口结构的凹口内设置防水弹性密封垫体；所述预制衬砌管片的防水接口结构的相互对接处以及凹口和凸头对接处设有防水密封垫片；所述自锁型螺栓包括具有自锁装置的螺钉和配套螺母。

所述预制衬砌管片防水接口都采用凸头和凹口相插入式拼接，并通过配套的自锁型螺栓完成衬砌管片之间的拼装。

所述凸头为沿管片弧度倾斜的七边形结构且端部上下两侧有倒勾结构，所述凹口为内凹的梯形结构。

所述防水接口结构的下方衬砌拼接延边上设有两个用于螺栓固定的螺栓孔，且螺栓孔横向贯穿两管片的螺栓拼接口。

所述凹口的上下两侧有截面为楔形的防水弹性密封垫体，所述防水弹性密封垫体端部具有与凸头倒勾结构对应的倒齿结构，楔形截面的顶角为120°～150°且与凸头倒勾结构对应的倒齿结构的尖角为0°～30°。

所述防水密封垫片安装固定在凸头顶部和对应凹口底部以及管片对接处。

所述的自锁型螺栓包含带有自锁装置的带螺纹螺钉以及配套的螺母，所述的自锁型装置包含底栓、弹簧、截面为“T”字形顶帽以及金属外壳，所述金属外壳表面是四分之一球面，且金属外壳与顶帽固定，弹簧底部通过底栓固定在螺钉的凹槽内，弹簧顶部连接在顶帽上。

一种可自锁的预制衬砌管片防水接口结构的工作方法，包括如下步骤：