一種盾構(gòu)隧道管片環(huán)縫抗?jié)B性能試驗(yàn)用試件及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及試件制造領(lǐng)域，尤其是涉及一種盾構(gòu)隧道管片環(huán)縫抗?jié)B性能試驗(yàn)用試件及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于盾構(gòu)隧道，滲漏水一直是困擾地鐵結(jié)構(gòu)安全和正常運(yùn)營(yíng)的突出難題。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)滲漏水均發(fā)生于管片接縫部位，而接縫的防水密封一般采用粘貼在靠近管片外弧面的彈性密封墊來實(shí)現(xiàn)。由此可見，隧道接縫的抗?jié)B性能對(duì)于盾構(gòu)隧道的可靠服役至關(guān)重要。盾構(gòu)隧道的接縫可劃分為縱向接縫(管片-管片)和環(huán)向接縫(襯砌環(huán)-襯砌環(huán))。因此，為保證盾構(gòu)隧道在橫向和縱向兩個(gè)維度上的防水密封，需要分別針對(duì)縱向接縫和環(huán)向接縫進(jìn)行抗?jié)B機(jī)理研究。相對(duì)于管片縱縫，管片環(huán)縫因由多環(huán)襯砌管片環(huán)構(gòu)成，包括縱縫和環(huán)縫構(gòu)造，具有顯著的空間三維效應(yīng)，其受力性態(tài)、防水密封性能的機(jī)制規(guī)律更加復(fù)雜，難以在理論分析上取得突破，因而需采用試驗(yàn)分析的方法來確定。文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，發(fā)明專利——盾構(gòu)隧道彈性密封墊“一字型”水密性檢驗(yàn)裝置(CN201010145789)和實(shí)用新型專利一一盾構(gòu)管片接頭抗?jié)B性能試驗(yàn)裝置(CN104075854A)均是基于小比例尺的室內(nèi)模型試驗(yàn)，且采用鋼模夾具模擬管片，不能反映彈性密封墊橡膠材料和混凝土溝槽的真實(shí)接觸性態(tài)，因而試驗(yàn)結(jié)果與工程實(shí)際存在較大出入，結(jié)果的正確性有待進(jìn)一步的驗(yàn)證。
[0003]綜上所述，鑒于盾構(gòu)隧道管片接縫復(fù)雜的受力狀態(tài)和接觸性態(tài)，小比例尺的室內(nèi)模型試驗(yàn)難以準(zhǔn)確反映其真實(shí)可靠的防水密封機(jī)理，因此研發(fā)一種可用于足尺管片環(huán)縫抗?jié)B性能試驗(yàn)的管片試件制造方法，對(duì)于推動(dòng)盾構(gòu)隧道防水技術(shù)領(lǐng)域的深入發(fā)展至關(guān)重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種精度高、成本低的盾構(gòu)隧道管片環(huán)縫抗?jié)B性能試驗(yàn)用試件及其制造方法。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0006]一種盾構(gòu)隧道管片環(huán)縫抗?jié)B性能試驗(yàn)用試件，該試件包括A型管片和B型管片，所述的B型管片設(shè)置在A型管片的兩端，所述的A型管片包括相互縱向連接的A-1型管片和A-2型管片，所述的B型管片包括B-1型管片和B-2型管片，所述的B-1型管片和B-2型管片分別與A-1型管片和A-2型管片環(huán)向連接。
[0007]所述的A-1型管片和A-2型管片通過環(huán)向彎螺栓相互固定連接，并且在對(duì)接面處形成縱縫，所述的B-1型管片和B-2型管片分別通過縱向斜螺栓與A-1型管片和A-2型管片固定連接，并且在對(duì)接面處形成環(huán)縫。
[0008]所述的A-1型管片和A-2型管片在縱縫處均設(shè)有縱向溝槽，并且在環(huán)縫處設(shè)有第一環(huán)向溝槽，所述的B-1型管片和B-2型管片在環(huán)縫處均設(shè)有第二環(huán)向溝槽以及注水孔道預(yù)埋件，所述的A-1型管片和A-2型管片上的縱向溝槽形狀相合，所述的第一環(huán)向溝槽和第二環(huán)向溝槽形狀相合。
[0009]所述的縱向溝槽、第一環(huán)向溝槽和第二環(huán)向溝槽共同組合形成密閉的中心水腔，所述的中心水腔內(nèi)填充有橡膠密封圈，并且通過注水孔與外部連通。
[0010]所述的A型管片和B型管片均為鋼筋混凝土管片。
[0011]所述的A-1型管片和A-2型管片內(nèi)部均設(shè)有縱向手孔和環(huán)向手孔，所述的B-1型管片和B-2型管片內(nèi)部均設(shè)有縱向手孔，所述的A-1型管片的環(huán)向手孔與A-2型管片的環(huán)向手孔間設(shè)有環(huán)向螺栓孔，所述的A-1型管片、A-2型管片、B-1型管片和B-2型管片的縱向手孔處均開設(shè)有縱向螺栓孔。
[0012]環(huán)向彎螺栓設(shè)置在環(huán)向螺栓孔中，所述的縱向斜螺栓設(shè)置在縱向螺栓孔中。
[0013]一種盾構(gòu)隧道管片環(huán)縫抗?jié)B性能試驗(yàn)用試件的制造方法，包括以下步驟:
[0014]I)分別制作A-1型管片、A-2型管片、B-1型管片和B_2型管片的鋼筋籠；
[0015]2)在A-1型管片和A-2型管片的鋼筋籠縱縫接觸面位置處預(yù)留縱向溝槽預(yù)埋件的安裝位，將縱向溝槽預(yù)埋件安裝在鋼筋籠結(jié)構(gòu)的縱縫接觸面；
[0016]3)在A-1型管片和B-1型管片的鋼筋籠環(huán)縫接觸面位置處預(yù)留環(huán)向溝槽預(yù)埋件的安裝位，將環(huán)向溝槽預(yù)埋件安裝在鋼筋籠結(jié)構(gòu)的環(huán)縫接觸面；
[0017]4)在A-1型管片和B-2型管片的鋼筋籠環(huán)縫接觸面位置處預(yù)留環(huán)向溝槽預(yù)埋件的安裝位，將環(huán)向溝槽預(yù)埋件安裝在鋼筋籠結(jié)構(gòu)的環(huán)縫接觸面；
[0018]5)在A-2型管片和B-1型管片的鋼筋籠環(huán)縫接觸面位置處預(yù)留環(huán)向溝槽預(yù)埋件的安裝位，將環(huán)向溝槽預(yù)埋件安裝在鋼筋籠結(jié)構(gòu)的環(huán)縫接觸面；
[0019]6)在A-2型管片和B-2型管片的鋼筋籠環(huán)縫接觸面位置處預(yù)留環(huán)向溝槽預(yù)埋件的安裝位，將環(huán)向溝槽預(yù)埋件安裝在鋼筋籠結(jié)構(gòu)的環(huán)縫接觸面；
[0020]7)在B-1型管片和B-2型管片的外弧面和環(huán)縫接觸面之間的區(qū)域內(nèi)預(yù)留注水孔道的安裝位，將注水孔道預(yù)埋件安裝在鋼筋籠結(jié)構(gòu)的該區(qū)域內(nèi)，注水孔道預(yù)埋件靠外弧面?zhèn)韧ㄟ^螺紋與水壓加載系統(tǒng)連接；
[0021]8)將鋼筋籠結(jié)構(gòu)、環(huán)向和縱向溝槽預(yù)埋件和注水孔道預(yù)埋件放入現(xiàn)有鋼模中固定并進(jìn)行試件的混凝土澆筑成型。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0023]本發(fā)明采用盾構(gòu)隧道現(xiàn)有管片鋼模進(jìn)行試驗(yàn)構(gòu)件的制作，充分利用了既有鋼模的使用價(jià)值，保證了試驗(yàn)構(gòu)件與實(shí)際管片制作精度的一致性，進(jìn)而保證了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，而且減少了試件的鋼模加工成本和造價(jià)，縮短了試驗(yàn)時(shí)間，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，本試件能夠準(zhǔn)確的模擬盾構(gòu)隧道管片縱縫和環(huán)縫在實(shí)際受力情況下的不同張開量、錯(cuò)位量以及張開角，配合水壓加載系統(tǒng)能夠模擬盾構(gòu)隧道管片縱縫和環(huán)縫在不同工況下的抗?jié)B能力，為隧道工程接縫抗?jié)B精細(xì)化設(shè)計(jì)提供定量參考依據(jù)。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明實(shí)施例管片試件的示意圖。
[0025]圖2為管片試件A-1環(huán)縫接觸面示意圖(靠管片試件B-1側(cè))。
[0026]圖3為管片試件A-1環(huán)縫接觸面示意圖(靠管片試件B-2側(cè))。
[0027]圖4為管片試件A-1縱縫接觸面示意圖。
[0028]圖5為管片試件A-1內(nèi)弧面示意圖。
[0029]圖6為管片試件A-2環(huán)縫接觸面示意圖(靠管片試件B-1側(cè))。
[0030]圖7為管片試件A-2環(huán)縫接觸面示意圖(靠管片試件B-2側(cè))。
[0031]圖8為管片試件A-2縱縫接觸面示意圖。
[0032]圖9為管片試件A-2內(nèi)弧面示意圖。
[0033]圖10為管片試件B-1環(huán)縫接觸面示意圖。
[0034]圖11為管片試件B-1內(nèi)弧面示意圖。
[0035]圖12為管片試件B-1側(cè)視圖。
[0036]圖13為管片試件B-2環(huán)縫接觸面示意圖。
[0037]圖14為管片試件B-2內(nèi)弧面示意圖。
[0038]圖15為管片試件B-2側(cè)視圖。
[0039]其中，1、A-1型管片，2、A-2型管片，3、B-1型管片，4、B-2型管片，5、環(huán)向彎螺栓，6、縱向斜螺栓，7、縱向溝槽，8、第一環(huán)向溝槽，9、