[发明专利]一种盾构管片接头渗漏水实验装置及方法

说明书

本公开涉及一种盾构管片接头渗漏水实验装置及方法，包括加载机构、弹性封堵件和相拼接的两个管片，两管片相对的侧面形成密封面，两密封面间形成接缝且接缝中设有密封垫，密封垫的长度小于接缝长度；弹性封堵件包括第一分段，第一分段两端分别连接有第二分段，第一分段横跨在接缝外部并分别与两管片的上表面连接，管片中开设有与接缝相互贯穿的两个插槽，两个插槽分别处于密封垫两端，两第二分段能伸入插槽中，弹性封堵件、密封垫及两个密封面之间围合形成能连通外部压力水源的加压空间，弹性封堵件外部设有反力结构，以限制弹性封堵件的变形。

技术领域

本公开属于岩土工程技术领域，具体涉及一种盾构管片接头渗漏水实验装置及方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本公开相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

管片接头渗漏水是盾构隧道的最常见病害之一，防渗堵漏因此也成为盾构隧道设施运营养护中最主要的工作，大大增加了设施的运营养护成本。管片接头渗漏水作为影响隧道设施耐久性和结构安全使用的突出问题，不仅会影响设施的正常运行，而且容易引发或加速钢筋锈蚀、衬砌开裂等结构病害，严重时还会降低地基围岩与衬砌结构的稳定性，导致地面沉降及结构过大变形破坏。

盾构隧道一般由管片通过相对刚度较小的接头拼接而成，柔性接头的存在可提高隧道结构的变形适应能力和抗震性能，但同时也是隧道渗漏水发生的主要部位。管片防水通过在接缝处设置弹性密封垫来实现，然而接头的构造形式及受力状态多样、接缝渗漏水机制复杂，一般不易判明外侧的渗漏水源头。引起管片接头渗漏水的原因较多，例如管片与密封垫的尺寸精度及拼装质量等问题，地层不均匀沉降、水土压荷载增大，导致管片接缝张开及错台量过大，损害密封垫的防水性能。由此可见，管片接头的防水性能是盾构隧道长期健康服役的关键，通过渗漏水实验研究不同形式的管片接头在不同受力变形状态下的渗漏水机制是保障接头防水性能最有效的方法。

发明人认为，现有的管片接头渗漏水实验装置中，主要存在以下不足之处：

1)压力水通过在管片接头处开回型密封垫槽，固定试件而形成密闭空间加压。而在实际工程中，压力水作用于管片外侧且水压与管片接缝变形有相互作用，因此该方式并不能真实模拟管片接头受水压情况；

2)隧道渗漏水实验装置限于刚性板之间的全断面压接条件下的接缝模拟，而忽略了实际管片接头的构造形式、密封垫凹槽的截面位置及拼装后受力不均等因素，因此其试验所得的密封垫防水性能必然与实际管片接头不同；

3)不能系统地模拟不同水压及不同受力作用(拉压、弯曲、剪切)下管片接头张开、错台等变形与渗漏水的关系。因此，亟需研发一种可以再现接头形式与受力的管片接头渗漏水实验装置，研究实际工程管片接头变形与渗漏水的关系以及管片接头渗漏机制。

发明内容

本公开的目的是提供一种盾构管片接头渗漏水实验装置及方法，能够至少解决上述技术问题之一。

为实现上述目的，本公开的一个或多个实施例提供一种盾构管片接头渗漏水实验装置，包括弹性封堵件和相拼接的两个管片，两管片相对的侧面形成密封面，两密封面间形成接缝且接缝中设有密封垫，密封垫的长度小于接缝长度；

弹性封堵件包括第一分段，第一分段两端分别连接有第二分段，第一分段横跨在接缝外部并分别与两管片的上表面连接，管片中开设有与接缝相互贯穿的两个插槽，两个插槽分别处于密封垫两端，两第二分段能伸入插槽中，弹性封堵件、密封垫及两个密封面之间围合形成能连通外部压力水源的加压空间，弹性封堵件外部设有反力结构，以限制弹性封堵件的变形、为弹性封堵件提供反力。

还包括加载机构，用于向管片施加荷载。

作为进一步改进，还包括设在第一分段远离加压空间一侧的反力罩，反力罩包括分别与两管片固连的第一反力罩和第二反力罩，第一反力罩与第二反力罩铰接且转动轴线平行于密封垫。