铁路隧道橡胶止水带锚固性能试验研究

铁路隧道橡胶止水带锚固性能试验研究
郭小雄
【摘要】铁路隧道止水带与衬砌结构的锚固性能是衡量衬砌接缝防水能力、变形能力及施工适应性的关键参数.基于普通橡胶止水带与自粘橡胶止水带的锚固机理,对二者的锚固性能进行了对比试验.结果表明:自粘橡胶止水带在水泥砂浆中的锚固强度远大于普通橡胶止水带,提高了衬砌接缝防水能力及其与衬砌结构的变形适应能力,能满足铁路隧道衬砌接缝防水及工程使用的要求.%The anchoring performance between the waterstop of railway tunnel and lining structure is a key parameter to measure waterproof ability, deformability and construction adaptability of tunnel lining joint. The comparative tests for anchoring performance of common rubber waterstop and self-adhesive rubber waterstop were carried out based on the anchoring mechanism of them.The results show that the anchoring strength of self-adhesive rubber waterstop is far greater than that of common rubber waterstop in cement mortar, which could improve the waterproof ability of lining joint and its adaptability to the lining structure deformation, and could meet the requirements of waterproof and engineering use for lining joints of railway tunnel.
【期刊名称】《铁道建筑》
【年(卷),期】2017(057)012
【总页数】3页(P49-51)
【关键词】铁路隧道;锚固性能;试验研究;普通橡胶止水带;自粘橡胶止水带
【作者】郭小雄
【作者单位】中国铁道科学研究院铁道建筑研究所,北京 100081
【正文语种】中文
【中图分类】U459.1;U453.6
近年来，铁路隧道衬砌接缝渗漏水及掉块成为隧道主要病害类型，止水带锚固性能不足是主要原因之一。

铁路隧道衬砌接缝用止水带锚固性能不足会导致在衬砌支模或混凝土灌注过程中止水带被拔出或扭曲变形，止水带安装过程中经常出现错位、褶皱等问题，直接影响到止水效果及衬砌接缝混凝土施工质量[1-5]。

与普通橡胶止水带相比，铁路隧道自粘橡胶止水带从防水机理、结构形式、安装工艺等方面均进行了改进，其防水能力大幅提高[6-8]。

本文开展普通橡胶止水带与自粘橡胶止水带锚固性能试验，对比分析2种止水带锚固性能的差异，以优化止水带结构，改善止水带锚固能力，提高隧道衬砌接缝综合防水能力。

1)普通橡胶止水带
现有铁路隧道施工缝用中埋式普通橡胶止水带结构如图1所示[9]。

橡胶材料与衬砌混凝土两者均无黏结能力。

现有铁路隧道用普通橡胶止水带的锚固功能主要通过结构两侧3个凸肋及端部鱼尾状凸起嵌入衬砌混凝土中来实现。

2)自粘橡胶止水带
铁路隧道施工缝用中埋式自粘橡胶止水带结构如图2所示[10]。

由图2可见，与普通橡胶止水带结构相比，自粘橡胶止水带结构减少了1个凸肋及端部鱼尾状凸起，在2个凸肋之间增设了自粘胶层。

其锚固功能通过两侧凸肋嵌入衬砌混凝土中及自粘胶层与衬砌混凝土的黏结两方面来实现。

采用中埋式自粘橡胶止水带(简称自粘橡胶止水带)与中埋式普通橡胶止水带(简称
普通橡胶止水带)作为试验样品。

将自粘橡胶止水带和普通橡胶止水带裁成标准试样，将半幅止水带试件浇筑在水泥砂浆试模中间，另半幅止水带置于夹紧工装之间，水泥砂浆试模整体放置于拉伸工装中进行拉伸试验。

将2种止水带分别水平拉伸至止水带本体断裂或止水带与水
泥砂浆脱离为止，对比分析二者锚固性能的差异。

止水带锚固性能试验装置(见图3)包括加载系统及试验模型2部分。

加载系统由拉力试验机、夹紧工装和拉伸工装组成。

1)加载系统。

夹紧工装分为左右2部分，将半幅止水带夹在中间，并通过螺栓将
其夹紧，夹紧工装尾部设置销孔与拉伸设备底座相连。

拉伸工装应便于水泥砂浆板的固定并具有足够刚度(5 000 kN拉力作用下拉伸变形率≤1/10 000)。

拉伸工装
与拉力试验机连接固定后应使试件的纵向轴线与拉力试验机及夹具的轴线重合。

2)试验模型。

水泥砂浆试样尺寸为380mm(长)×260mm(宽)×40mm(厚)，止水带尺寸为300mm(长)×30mm(宽)×8mm(厚)，见图 4。

1)立模及止水带安装。

模具采用4mm厚钢板，止水带试样采用中埋式橡胶止水带。

2)试样浇筑。

水泥砂浆的配合比为普通硅酸盐水泥∶中砂∶水＝1∶2∶0.4。

将水泥砂浆在搅拌机内搅拌均匀。

将搅拌好的水泥砂浆浇满模具，并振荡捣实，见图5。

3)拆模。

将试样在(20±2)℃下养护24 h后拆模，见图6(a)。

4)试样养护。

将拆模后的试样放在标准养护箱中养护28 d，见图6(b)。

1)试验准备。

将试样先安装于拉伸工装内，然后对称夹持在拉力试验机的上、下夹持器上，使拉力均匀地分布于横截面。

2)试样拉伸。

启动试验机，在整个试验过程中连续监测拉力的变化直至止水带从水泥砂浆试样中完全拔出或止水带断裂。

夹紧工装的移动速度为(50±5)mm/min。

记录试样的破坏类型及最大拉力。

1)普通橡胶止水带
普通橡胶止水带在拉力50 N/mm时，止水带从水泥砂浆中整体拔出，止水带本
体未断裂。

说明普通橡胶止水带在水泥砂浆中锚固强度小于止水带本体的抗拉强度。

2)自粘橡胶止水带
自粘橡胶止水带在拉力68.73 N/mm时本体发生断裂，止水带并未从水泥砂浆中
拔出。

说明自粘橡胶止水带在水泥砂浆中的锚固强度大于止水带本体的抗拉强度。

铁路隧道自粘橡胶止水带优化了结构形式，自粘胶层阻断了渗漏水通道，同时由于自粘胶层与衬砌混凝土的黏结作用增强了锚固性能。

自粘橡胶止水带在水泥砂浆中的锚固强度大于普通橡胶止水带，亦大于止水带本体的抗拉强度，能满足结构防水及工程使用的要求，具有良好的推广应用前景。

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【相关文献】
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