1.一种盾构隧道管片三维接缝防水性能试验装置,其特征在于,包括反力框架组件(1)、横向伺服作动器(2)、滑动支架组件和水密试压箱组件;所述反力框架组件(1)用于对水密试压箱组件进行支撑;所述横向伺服作动器(2)用于为水密试压箱组件提供动力;所述滑动支架组件用于连接反力框架组件(1)和水密试压箱组件;所述水密试压箱组件包括连接底板、Ⅰ型侧板(6)、Ⅱ型侧板(5)、Ⅰ型试模管片(8)和Ⅱ型试模管片(12);所述Ⅱ型侧板(5)设有对称设置的两件,所述Ⅰ型侧板(6)设有对称设置的两件,两件Ⅱ型侧板(5)和两件Ⅰ型侧板(6)的一端均与连接底板连接,形成带空腔的框架结构,且在两件Ⅱ型侧板(5)的内侧均安装有Ⅱ型试模管片(12);在两件Ⅰ型侧板(6)上开设有用于贯穿安装两件Ⅰ型试模管片(8)的通窗;两件Ⅰ型试模管片(8)相互贴合,形成一字形密封结构;Ⅰ型试模管片(8)与Ⅱ型试模管片(12)相互贴合,形成T字形密封结构;一字形密封结构和T字形密封结构相互组成密封防水网络,该密封防水网络与Ⅰ型侧板、Ⅱ型侧板相互围成一个水压腔,以形成密封的压力水作用空间,以真实模拟工程实际管片接缝承受外侧水压作用的情况;应用如上述所述的盾构隧道管片三维接缝防水性能试验装置对待测密封结构进行防水性能试验的具体步骤包括以下:步骤一、制作Ⅰ型试模管片和Ⅱ型试模管片并根据待测密封结构的尺寸在侧面开设梯形沟槽;步骤二、按照待侧密封结构的接触面朝外的方式制作待测框型密封垫,并将待侧框型密封垫分别粘贴在Ⅰ型试模管片和Ⅱ型试模管片之间形成的一字形接缝内和T字形接缝内;步骤三、将Ⅰ型试模管片放置在滑动支架组件上,并将Ⅰ型试模管片中没有设置梯形沟槽的侧面与安装于反力框架组件上的横向伺服动作器的一端固连,同时将Ⅰ型试模管片贯穿安装于Ⅰ型侧板的通窗内;步骤四、通过调节两件Ⅱ型滑动支架之间的高度差,设置两件Ⅰ型试模管片之间的错台变形量,并使两件Ⅰ型试模管片之间的错台变形量的设置符合以下要求:Δ s =|H 2 -H 3 |,式中,Δs为设置的错台量,H2为左侧管片Ⅱ型滑动支架的高度,H3为右侧管片Ⅱ型滑动支架的高度;通过调节与同一组Ⅰ型试模管片相连接的Ⅰ型滑动支架和Ⅱ型滑动支架之间的高度差,设置两件Ⅰ型试模管片之间的转动变形量,并使两件Ⅰ型试模管片之间的转动变形量设置符合以下要求:式中,Δθ为设置的转角变形量,H1为左侧管片Ⅰ型滑动支架的高度,H2为左侧管片Ⅱ型滑动支架的高度,L0为左侧管片Ⅰ型滑动支架和Ⅱ型滑动支架之间的距离;通过调节横向伺服作动器伸出长度,设置两件Ⅰ型试模管片之间的张开变形量,并使两件Ⅰ型试模管片之间的张开变形量的设置符合以下要求:Δ p =|V 1 -V 2 |,式中,Δp为设置的张开量,V1为左侧管片横向伺服作动器的伸出长度,V2为右侧管片横向伺服作动器的伸出长度;通过调节Ⅱ型试模管片连接螺栓孔的高度,设置Ⅱ型试模管片与Ⅰ型试模管片之间的错台变形量,并使Ⅱ型试模管片与Ⅰ型试模管片之间的错台变形量的设置符合设计要求;通过调节Ⅱ型侧板与Ⅰ侧板间的安装间隙,设置Ⅱ型试模管片与Ⅰ型试模管片之间的张开变形量,并使Ⅱ型试模管片与Ⅰ型试模管片之间的张开变形量符合设计要求;步骤五、使用水压伺服加载装置通过Ⅰ型侧板上设置的注水孔按照预设水压梯度对密封试压箱进行注水,并使每个水压梯度保持一段时间;步骤六、观察一字形接缝和T字形接缝处的渗漏情况,若一字形接缝或/和T字形接缝出现渗漏,记录其具体的渗漏水压值和渗漏部位;若无渗漏继续按照预设水压梯度进行加压,直至一字形接缝或/和T字形接缝出现渗漏。
2.根据权利要求1所述的盾构隧道管片三维接缝防水性能试验装置,其特征在于,在两件Ⅰ型试模管片(8)相接触的端面上均设有第一梯形凹槽,在第一梯形凹槽内卡装有第一密封结构,以形成一字形密封结构;在Ⅰ型试模管片(8)和Ⅱ型试模管片(12)相互接触的端面上均设有第二梯形凹槽,在第二梯形凹槽内卡装有第二密封结构,以形成T字形密封结构;在Ⅰ型试模管片(8)与Ⅰ型侧板(6)相互接触的端面上均设有第三梯形凹槽,在第三梯形凹槽内卡装有第三密封结构。
3.根据权利要求2所述的盾构隧道管片三维接缝防水性能试验装置,其特征在于,所述第一密封结构设置为框形密封垫;所述第二密封结构设置为条形密封垫;所述第三密封结构设置为框形密封圈。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的盾构隧道管片三维接缝防水性能试验装置,其特征在于,所述反力框架组件(1)包括立柱(1.1)、底板(1.2)、纵梁(1.3)和横梁(1.4);所述立柱(1.1)设有四件,四件立柱(1.1)的一端均与底板(1.2)固连且分别采用沿底板(1.2)的纵向中心轴线和横向中心轴线相互对称设置;所述纵梁(1.3)设有两件,单件纵梁(1.3)的两端分别与设置于同一侧的两件立柱(1.1)固连;所述横梁(1.4)设有两件,单件横梁(1.4)的两端分别与两件纵梁(1.3)固连。
5.根据权利要求4所述的盾构隧道管片三维接缝防水性能试验装置,其特征在于,在两件横梁(1.4)上均设有用于与滑动支架组件滑动连接的滑槽,所述滑槽采用沿横梁(1.4)的长度方向延伸设置,且在滑槽内均设有与滑轮相互配合的滑动导轨。
6.根据权利要求5所述的盾构隧道管片三维接缝防水性能试验装置,其特征在于,所述滑动支架组件包括Ⅰ型滑动支架(3)和Ⅱ型滑动支架(4);所述Ⅰ型滑动支架(3)设置为U形结构,Ⅰ型滑动支架(3)的底端与水密试压箱组件固连,而Ⅰ型滑动支架(3)的两竖直端上均连接有滑轮11,通过滑轮11与滑槽的配合实现Ⅰ型滑动支架(3)与反力框架组件(1)的相互连接;所述Ⅱ型滑动支架(4)包括U形连接件和竖直连接件,所述U形连接件的底端与竖直连接件的一端固连,U形连接件的两竖直端上均连接有滑轮11,以通过滑轮11与滑槽的配合实现Ⅱ型滑动支架(4)与反力框架组件(1)的相互连接,竖直连接件的另一端与水密试压箱组件固连,以实现水密试压箱组件与反力框架组件(1)之间的相互连接。
7.根据权利要求6所述的盾构隧道管片三维接缝防水性能试验装置,其特征在于,所述U形连接件和竖直连接件采用一体成型设置。
8.根据权利要求5-7任意一项所述的盾构隧道管片三维接缝防水性能试验装置,其特征在于,在两件Ⅰ型侧板(6)上还均设有注水孔(7)和排水孔,所述注水孔(7)和排水孔均设置在通窗的下方。
9.根据权利要求8所述的盾构隧道管片三维接缝防水性能试验装置,其特征在于,在Ⅰ型滑动支架(3)和Ⅱ型滑动支架(4)内还均设置可伸缩卡扣。