用于盾构隧道密封垫防水性能测试装置

文档序号:583897 发布日期:2021-05-25 浏览:6次 >En<

阅读说明:本技术 用于盾构隧道密封垫防水性能测试装置 (Device for testing waterproof performance of sealing gasket of shield tunnel ) 是由 尤小明 杨增强 于 2020-12-31 设计创作,主要内容包括:本发明属于盾构隧道防水技术领域,具体涉及一种用于盾构隧道密封垫防水性能测试装置,包括固定单元和加压单元,固定单元包括弧形块和控制机构,弧形块内开有弧形通槽,弧形通槽的一侧内滑动连接有第一弧形条,另一侧内滑动连接有第二弧形条;第一弧形条上设有第一弧形夹块,第二弧形条上设有第二弧形夹块;控制机构用于控制弧形通槽内的压强;加压单元包括注水机构和固定块,固定块能够密封贴合在第一弧形夹块、第二弧形夹块上;固定块内开有空腔,空腔能与第一弧形夹块与第二弧形夹块的连接处相对。使用本方案,能够很好的模拟密封垫所处环境,有效提高测试结果的准确性。(The invention belongs to the technical field of shield tunnel waterproofing, and particularly relates to a device for testing the waterproofing performance of a shield tunnel sealing gasket, which comprises a fixing unit and a pressurizing unit, wherein the fixing unit comprises an arc-shaped block and a control mechanism, an arc-shaped through groove is formed in the arc-shaped block, a first arc-shaped strip is connected in one side of the arc-shaped through groove in a sliding manner, and a second arc-shaped strip is connected in the other side of the arc-shaped through groove in a; the first arc-shaped strip is provided with a first arc-shaped clamping block, and the second arc-shaped strip is provided with a second arc-shaped clamping block; the control mechanism is used for controlling the pressure in the arc-shaped through groove; the pressurizing unit comprises a water injection mechanism and a fixed block, and the fixed block can be hermetically attached to the first arc-shaped clamping block and the second arc-shaped clamping block; the fixing block is internally provided with a cavity which can be opposite to the joint of the first arc-shaped clamping block and the second arc-shaped clamping block. By using the scheme, the environment where the sealing gasket is located can be well simulated, and the accuracy of a test result is effectively improved.)

用于盾构隧道密封垫防水性能测试装置

技术领域

本发明属于盾构隧道防水技术领域,具体涉及一种用于盾构隧道密封垫防水性能测试装置。

背景技术

盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法,它是将盾构机械在地中推进,通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌,同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖,通过出土机械运出洞外,靠千斤顶在后部加压顶进,并拼装预制混凝土管片,形成隧道结构的一种机械化施工方法。管片接缝是盾构隧道衬砌的薄弱环节,面对复杂的地质及水文环境,从施工期至运营期隧道荷载不断变化,接缝处于复杂的变形状态下,接缝的防水能力是保证隧洞安全与正常工作的重要指标。

盾构隧道多采用三元乙丙橡胶制成的密封垫进行防水,目前对盾构隧道密封垫防水性能的测试通常借助试验装置进行,该试验装置包括上压块、下压块和注水机构,上压块和下压块上均开有环形的卡槽和位于卡槽中的储水槽,出水槽能与卡槽连通。测试密封垫防水性能时,将密封垫放置在卡槽内,然后将上压块与下压块压紧固定,利用注水机构将水注入储水槽,将出水槽内的压强控制在需要的范围内,保持一段时间,通过观察是否有水排出确定密封垫的防水性能。采用上述装置测试密封垫防水性能存在以下缺陷:1)不能很好的模拟密封垫所在的环境,测出结果的准确性还有待提高;2)固定密封垫时操作较为麻烦。

发明内容

本发明意在提供一种用于盾构隧道密封垫防水性能测试装置,以解决现有测试装置不能很好的模拟密封垫所处环境,导致测试结果不够准确的问题。

为了达到上述目的,本发明的方案为:用于盾构隧道密封垫防水性能测试装置,包括固定单元和加压单元,固定单元包括弧形块和控制机构,弧形块内开有弧形通槽,弧形通槽的一侧内滑动连接有第一弧形条,弧形通槽的另一侧内滑动连接有第二弧形条,弧形通槽内填充有传动介质;第一弧形条上设有第一弧形夹块,第二弧形条上设有第二弧形夹块,弧形块、第一弧形条、第一弧形夹块、第二弧形条和第二弧形夹块均同一个圆心;控制机构用于控制弧形通槽内的压强;加压单元包括注水机构和固定块,固定块能够密封贴合在第一弧形夹块、第二弧形夹块上;固定块内开有空腔,空腔能与第一弧形夹块与第二弧形夹块的连接处相对;注水机构,注水机构包括储水箱、通水管和安装在通水管上的液泵,通水管的一端与储水箱连通,通水管的另一端与空腔连通。

本方案的工作原理在于:

需要测试密封垫防水性能时,操作控制机构,减少弧形通槽内的压强,使第一弧形条、第二弧形条均向弧形块一侧移动,当第一弧形夹块与第二弧形夹块之间的距离能放入密封垫时,停止操作控制机构。将密封垫放在第一弧形夹块与第二弧形夹块之间合适的位置,确保密封垫能与第一弧形夹块、第二弧形夹块位于同一弧形面。再次操作控制机构,增大弧形通槽内的压强,使第一弧形夹块、第二弧形夹块均向密封垫一侧移动,利用第一弧形夹块与第二弧形夹块夹紧密封垫。操作液泵,将储水箱内的水输送到空腔内,将空腔内的压力控制在一定值并保持一段时间,观察密封垫与第一弧形夹块、密封垫与第二弧形夹块的接触处是否有水渗漏,可以知晓密封垫用在盾构隧道时的防水性能。

本方案的工作原理及有益效果在于:

1、在本方案中,设置弧形块、第一弧形夹块、第二弧形夹块等结构,准确模拟密封垫在盾构隧道中的情形,相较于其他的测试装置而言,能够更准确的测出密封垫在盾构隧道中的防水性能。

2、取出以及固定密封垫时操作控制机构即可,控制机构驱使第一弧形夹块、第二弧形夹块同时运动,密封垫的拆卸、安装十分方便。

3、在温度的影响下,盾构隧道的衬砌可能发生膨胀或者收缩,因此衬砌与密封垫之间的压力会发生改变,测试密封垫防水性需要测试密封垫不同受力状态下的防水性能才能更准确的确定该密封垫的防水性。在本方案中,第一弧形夹块与第二弧形夹块之间的距离是可控可调的,通过控制第一弧形夹块与第二弧形夹块之间的距离,能够测试密封垫在不同受力情况下的防水性,测试更加全面,得到的结论更加具体、准确。

可选地,控制机构包括滑动连接在弧形块上的柱塞和驱动柱塞移动的驱动件,柱塞的一侧能够伸入弧形通槽中。需要增大弧形通槽内的压强时,操作驱动件,使柱塞向弧形通槽一侧伸入,柱塞挤压弧形通槽内的传动介质,传动介质驱使第一弧形夹块、第二弧形夹块向远离弧形块一侧移动。需要减少弧形通槽内的压强时,操作驱动件,使柱塞向远离弧形通槽一侧运动,弧形通槽内的体积增大、压强减少,在压强差的作用下,第一弧形夹块、第二弧形夹块均向弧形块一侧移动。

可选地,驱动件为气缸或液压缸。气缸或液压缸能够有效驱动柱塞移动,能较好的满足实际使用需求。

可选地,还包括转动单元,转动单元包括转轴和用于驱动转轴转动的电机,转轴与弧形块同圆心;弧形块上设有连接杆,连接杆固定在转轴上;固定块和驱动件均与弧形块固定连接。在盾构隧道中,密封垫所处的位置可能在盾构隧道的上侧、下侧、左侧、右侧等各个位置,设置转动单元,通过电机带动转轴转动,能改变弧形块的位置,使弧形块上的密封垫处于圆周上的任意位置,能够模拟测试密封垫在任一位置时防水性能。

可选地,加压单元还包括注浆机构,注浆机构包括储浆箱、注浆管和安装在注浆管上的注浆泵,注浆管的一端与储浆箱连通,注浆管的另一端与空腔连通。本方案中还设置注浆机构,储浆箱内存放有混凝土,在测试密封垫防水性能的过程中,除了往空腔通入水外,操作注浆泵,将储浆箱内的混凝土输送到空腔内,使空腔内存放有混凝土与水的混合物。本方案在进行密封垫防水性能测试时,还考虑了混凝土与密封垫发生接触并对密封垫产生侵蚀作用的影响,使该测试更加接近密封垫实际使用工况,得到的数据更加准确。

可选地,固定块朝向第一弧形夹块、第二弧形夹块的一侧设有密封层。设置密封层能使固定块与第一弧形夹块、第二弧形夹块更好的密封贴合,避免空腔内的物料从固定块与第一弧形夹块、固定块与第二弧形夹块之间的缝隙排出。

可选地,固定块上连接有与空腔连通的排气管,排气管上设有阀门。设置排气管,当往空腔内通入水、通入混凝土时,打开阀门,排出空腔内多余的气体,确保水、混凝土能够正常的注入空腔内。

可选地,弧形块上安装有用于测试弧形通槽内压力的第一压力表;固定块上安装有用于测试空腔内压力的第二压力表。设置第一压力表、第二压力表能够随时读出弧形通槽、空腔内的压力,确保弧形通槽、空腔内的压力能控制在需要的范围内。

附图说明

图1为本发明中用于盾构隧道密封垫防水性能测试装置主视方向的剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明:

说明书附图中的附图标记包括:弧形块10、弧形通槽11、第一弧形条12、第一弧形夹块13、第二弧形条14、第二弧形夹块15、驱动件20、柱塞21、密封垫30、转轴40、连接杆41、固定块50、排气管51、阀门52、第二压力表53、空腔54、储水箱60、通水管61、液泵62、储浆箱70、注浆管71、注浆泵72、第一压力表80。

本实施例基本如图1所示:用于盾构隧道密封垫防水性能测试装置,包括机架、转动单元、固定单元和加压单元,固定单元包括弧形块10和控制机构,弧形块10内开有弧形通槽11,弧形通槽11的一侧内滑动且密封连接有第一弧形条12,弧形通槽11的另一侧内滑动且密封连接有第二弧形条14。弧形通槽11内填充有位于第一弧形条12与第二弧形条14之间的传动介质,在本实施例中,传动介质为液压油。弧形块10上安装有用于测试弧形通槽11内压力的第一压力表80。第一弧形条12远离弧形块10的一侧上焊接有第一弧形夹块13,第二弧形条14远离弧形块10的一侧上焊接有第二弧形夹块15,弧形块10、第一弧形条12、第一弧形夹块13、第二弧形条14和第二弧形夹块15均同一个圆心。

控制机构用于控制弧形通槽11内的压强,控制机构包括柱塞21和固定安装在弧形块10上的驱动件20,驱动件20通过安装架固定安装在弧形块10上。柱塞21滑动且密封连接在弧形块10上,柱塞21的一侧能够伸入弧形通槽11中。驱动件20可为气缸或液压缸,在本实施例中驱动件20为液压缸,液压缸的活塞杆焊接在柱塞21上。

加压单元包括注水机构、注浆机构和固定安装在弧形块10上的固定块50,固定块50通过支架与弧形块10一体连接。固定块50能够密封贴合在第一弧形夹块13、第二弧形夹块15上,固定块50朝向第一弧形夹块13、第二弧形夹块15的一侧粘贴有密封层。固定块50内开有空腔54,空腔54能与第一弧形夹块13与第二弧形夹块15的连接处相对。固定块50上连接有与空腔54连通的排气管51,排气管51上安装有阀门52;固定块50上还安装有用于测试空腔54内压力的第二压力表53。注水机构包括储水箱60、通水管61和液泵62,通水管61的一端与储水箱60连通,通水管61的另一端与空腔54连通;液泵62安装在通水管61上,操作液泵62能将储水箱60内的水输送到空腔54中。注浆机构包括储浆箱70、注浆管71和注浆泵72,注浆管71的一端与储浆箱70连通,注浆管71的另一端与空腔54连通;注浆泵72安装在注浆管71上,操作注浆泵72能将储浆箱70内的混凝土输送到空腔54中。储水箱60、储浆箱70均通过安装架固定安装在弧形块10上,弧形块10运动时能够带动储水箱60、储浆箱70一同运动。

转动单元包括转轴40和固定安装在机架上的电机,转轴40的一端与电机的输出轴焊接,转轴40的另一端转动连接在机架上,转轴40与弧形块10同圆心。弧形块10上焊接有连接杆41,连接杆41焊接在转轴40上,转轴40转动时通过连接杆41带动弧形块10一同转动。

需要测试密封垫30防水性能时,操作液压缸,使柱塞21向远离弧形通槽11一侧运动,弧形通槽11内的压强减少,第一弧形夹块13、第二弧形夹块15均向弧形块10一侧移动,当第一弧形夹块13与第二弧形夹块15之间的距离能放入密封垫30时,停止操作液压缸。将密封垫30放在第一弧形夹块13与第二弧形夹块15之间合适的位置,确保密封垫30能与第一弧形夹块13、第二弧形夹块15位于同一弧形面。再次操作液压缸,使柱塞21向弧形通槽11一侧伸入,柱塞21挤压弧形通槽11内的液压油,液压油驱使第一弧形夹块13、第二弧形夹块15向远离弧形块10一侧移动,利用第一弧形夹块13与第二弧形夹块15夹紧密封垫30。操作液泵62、注浆泵72,往空腔54内注入水和混凝土,将空腔54内的压力控制在一定值并保持一段时间,观察密封垫30与第一弧形夹块13、密封垫30与第二弧形夹块15的接触处是否有水渗漏。需要改变弧形块10上的密封垫30的位置时,启动电机,通过电机带动转轴40转动,弧形块10、密封垫30、固定块50等部件的位置发生改变,能够模拟测试密封垫30在任一位置时防水性能。

以上所述的仅是本发明的实施例,方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明结构的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和本发明的实用性。

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