水下盾构隧道弹性密封垫防水失效数值模拟研究

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高铁暗挖隧道接缝防水密封性能数值模拟分析

中国建筑防水China Building Waterproofing 2021No.3 March2021年第3期3月D01：10.15901/ki.1007-497x.2021.03.010高铁暗挖隧道接缝防水密封性能数值模拟分析朱广泉（中铁十八局集团有限公司，天津300222）摘要：以某隧道工程为例，采用大型有限元软件ABAQUS对弹性橡胶防水密封垫的防水失效机理进行了数值模拟分析，然后分别建立Mooney Rivlin模型、有限元模型与弹性橡胶防水密封垫接触应力松弛时变模型，基于此，分析开缝和错缝防水密封垫的防水破坏机理。

通过研究发现，当接缝张开时，渗漏主要发生在密封垫之间的接触面上，而当错缝位移增大时,则由密封垫接触面渗漏变为密封垫与混凝土管片沟槽的接触面渗漏。

关键词:暗挖隧道;接缝；防水；密封性能；防水失效机理;接触面渗漏;数值模拟分析文章编号：1007-497X（2021）-03-0041-06中图分类号:U45;TU761.1>1文献标志码:BNumerical Simulation Analysis on Waterproofing andSealing CM Tanne*J-infs of High-speed RailwayZhu Guangquan(China Railway18th Bureau Group,Tianjin300222,China)Abstract：Taking some tunneling work as an example,the paper has a numerical simulation analysis on the waterproofing failure mechanism of elastic rubber waterproofing seal packing by large scale finite element software ABAQUS;then builds Mooney Rivlin model,finite element model and elastic rubber waterproofing seal packing contact stress relaxation time varying model respectively;based on this,it analyzes the waterproofing packing's waterproofing failure mechanism for open joints and staggered joints.Study results show\when the joints open,leakage mainly happens on the contact surface between seal packings;when the displacements of staggered joints increase,the leakage happens on the contact surface of seal packing and concrete segment groove instead.Key words：underground cut tunnel;joint;waterproofing;surface leakage;numerical simulation analysis0引言由于地下隧道的水压高于地表水压，因此，地下隧道的防水设计尤为重要。

盾构掘进过程数值模拟方法研究及应用的开题报告

盾构掘进过程数值模拟方法研究及应用的开题报告一、选题背景随着城市化进程的不断推进，地下空间的利用越来越广泛，地下工程的建设量和规模也越来越大。

盾构隧道作为现代城市地下工程的重要组成部分，其施工速度快、施工精度高等优点受到广泛关注和应用。

但是，盾构隧道的施工过程中，经常会遇到地质条件复杂、地下水状况不稳定等情况，这些问题给施工过程带来了很大的风险，甚至可能导致安全事故的发生。

因此，如何在盾构掘进过程中优化施工方案，提高施工效率和安全性，成为当前亟待解决的问题。

二、研究目的和意义盾构隧道施工过程中涉及到很多影响施工效果的因素，比如地质条件、地下水状况、隧道尺寸、盾构机参数等。

因此，在盾构掘进过程中，数值模拟方法可以帮助工程师更加全面地了解隧道施工过程中各种因素的相互作用关系，及时调整施工方案，优化施工效果。

同时，基于数值模拟的盾构掘进过程仿真，可以在实际施工前对施工方案进行优化设计，提高施工安全性和效率，减少施工成本，具有重要的现实意义和工程应用价值。

三、研究内容和方法本研究将应用数值模拟方法对盾构掘进过程进行研究，具体内容包括：1.建立盾构掘进过程的数值模型，包括盾构机、土体、隧道衬砌等。

2.通过现场监测数据，对地下水、土体力学性质等参数进行获取和分析，并将其输入到数值模型中，模拟盾构掘进过程中的各种影响因素。

3.基于建立的数值模型，对盾构掘进过程的受力情况、土体变形等进行数值模拟分析，探讨施工过程中的问题及解决方法。

4.通过数值模拟结果，对盾构掘进过程的施工方案进行优化设计，减少施工风险，提高施工效率和安全性。

研究方法主要包括理论分析与数值模拟结合的方法，通过建立数学模型和计算机仿真，探索盾构掘进过程中各种因素的相互作用关系，预测施工过程中可能出现的问题并进行优化设计。

四、预期结果与成果1.建立盾构掘进过程的数值模型，验证其准确性和可行性。

2.通过数值模拟分析得出各种影响因素对盾构掘进的影响规律，提出优化施工方案的建议。

盾构隧道弹性密封垫优化设计与试验研究

30
10 10
工程技术研究
降水和地表河流 � 沟渠 �对埋藏于富水砂卵石层中的盾构隧道而言，由于砂性土渗透性强，在车振作用下容易出现液化和弱化，从而导致隧道产生显著的纵向差异沉降，使盾构管片接缝防水问题更为严峻 �特别是由于砂性土没有自愈合能力，结构微小裂缝引起的渗水如果不及时加以治理，可能发展成严重的渗漏� 因此，确保管片接缝的防水性能就更显重要 � 接缝防水初始设计方案初始设计方案中盾构隧道接缝防水采用单道预制成框的弹性橡胶密封垫设于接缝外侧，密封垫以三
� � � � � � � 与设计水压之比 � . 时即能满足水密性要求 �
� 因此当密封垫与沟槽接触面上的接触应力 � � � � � � � � � � � � � � . � . � . 时，即可确保密封垫在 . 水压不发生渗漏 � .. 管片拼装闭合压力将单位长度密封垫完全压入沟槽时所需的压力即所谓管片拼装闭合压力，简称闭合压力�闭合压力越大，将密封垫压入沟槽所需的顶推力也就越大 �最大顶推力的大小受限于盾构机性能，如果密封垫闭合密封垫优化设计初始方案中的沟槽采用的是目前国内盾构隧道中常用的一种形式，其实际使用效果良好，加之盾构管片前期已投入批量生产，故优化设计主要围绕密封垫断面展开 � 优化设计的思路：首先根据线路的埋藏条件，确定合理的优化指标，然后通过有限元方法对初始方案中密封垫的压缩特性进行模拟分析，根据分析结果判压力过大，则可能由于顶推力不足而使管片不能闭合 �同时，过大的顶推力易产生较大拼装误差或使角部弹性密封垫承受较大拉应力，甚至使接缝的端面� 角部受损，这种现象在以往的管片拼装施工中时有发生，并导致接缝防水性能大大降低 �因此，控制闭合压力是非常重要的，它是密封垫优化设计中另一主要控制指标� 根据所使用的盾构机类型和最大推力，并结合线路所在地区盾构隧道施工经验，闭合压力宜控

盾构隧道双道密封垫防水增强机理研究

盾构隧道双道密封垫防水增强机理研究在地下深处，盾构隧道如同一条蜿蜒的巨龙，承载着城市交通的脉搏。

然而，这条巨龙并非无懈可击，它面临着一个致命的威胁——水。

水，这个看似柔弱却能穿石的力量，时刻考验着盾构隧道的防水性能。

而在这个防水战场上，双道密封垫无疑是盾构隧道的坚实盾牌。

首先，让我们来了解一下双道密封垫的构造。

它由两层橡胶材料组成，中间夹有一层钢板。

这种结构设计，就像是给隧道穿上了一件双层防弹衣，既能抵御外部的冲击，又能防止内部的渗透。

而且，这两层橡胶材料之间还涂有一层粘合剂，使得它们紧密地结合在一起，形成了一道坚不可摧的防线。

那么，双道密封垫是如何发挥其防水作用的呢？这就要归功于它的增强机理了。

首先，双道密封垫通过其独特的结构设计，实现了对水的多重阻挡。

当水试图穿透第一层橡胶时，它会被钢板挡住去路；即使水成功地绕过钢板，它仍然无法穿越第二层橡胶。

这种层层设防的设计，使得双道密封垫具有极高的防水性能。

其次，双道密封垫还采用了一种特殊的粘合剂，这种粘合剂能够将两层橡胶紧紧地粘合在一起，形成一个无缝的整体。

这样，即使水成功地穿透了第一层橡胶，它也会被粘合剂所阻挡，无法继续前进。

这种粘合剂的使用，进一步增强了双道密封垫的防水性能。

最后，双道密封垫还具有自我修复的能力。

当它受到外力的破坏时，如被尖锐的物体刺穿，它能够迅速地将伤口“愈合”，防止水的进一步渗透。

这种自我修复的能力，使得双道密封垫在面对突发情况时，仍能保持其防水性能。

然而，尽管双道密封垫具有如此强大的防水性能，我们仍然不能掉以轻心。

因为在实际使用过程中，它可能会遇到各种各样的挑战。

例如，由于施工不当导致的密封垫破损、由于环境变化导致的材料老化等。

这些问题都可能影响到双道密封垫的防水性能。

因此，我们需要不断地对其进行研究和改进，以确保它能够在各种复杂环境下都能发挥出最佳的防水效果。

总的来说，双道密封垫作为一种高效的防水材料，在盾构隧道的建设中发挥着重要的作用。

浅析盾构法隧道防水堵漏技术

浅析盾构法隧道防水堵漏技术摘要：本文联系隧道施工中盾构法的应用，详述了盾构管片防水的大致情况，并介绍了管片防水的不同类型以及具体方案，提出了防水原则以及解决隧道防水问题的根本方法，即将结构防水作为根本，加强变形缝以及施工缝的防水工作。

关键词：盾构法，隧道，防水，裂缝当前，在全球范围内，已建成大量地下隧道，与之相关的工程实践体系以及结构设计计算理论也在日臻完善，但在隧道以及地下工程防水认知的层面上，仍处于较为落后的水平状态。

采用盾构法施工的隧道，难免会涉及到含水量较高的地层，因此，地下水难免会对其造成损害。

倘若不采取可靠的防水、堵漏措施，就会给隧道的附属管线以及内部结构带来一定影响，甚至危及隧道的安全运营，缩短其使用寿命。

1盾构管片防水概况管片的自身小裂缝、接缝、注浆孔以及手孔等是盾构隧道渗漏水的具体位置。

其中，管片接缝处尤其需要加强防水。

常况下，接缝防水的处理技巧在于采用密封材料，以止水性、耐久性见长的德国处理工艺，堪称是欧洲地区的典范。

它采用了非膨胀合成橡胶，借助于弹性压密、接触面压应力来止水。

而在日本，则通过遇水后橡胶膨胀的特点来止水，该工艺具有便于施工、能够让密封材料变薄的特色，但耐久性仍需检验。

在我国，则是以遇水膨胀橡胶为主，另外还将之与密封垫结合起来，采用了复合型防水弹性密封垫。

2管片防水的分类及相应措施常况下，将预防为先、多重防線、全面治理作为盾构法隧道的防水原则，要求在水压一定的条件下，不但要具备防水抗渗能力，更应与纵缝、管片环在特定开量下的防水能力要求相符。

防水施工的内容涵盖了管片接缝防水、自身结构防水以及外部防水涂层。

2.1管片结构自防水在隧道防水中，最根本的防水方法在于管片结构自防水，因此，想要为隧道防水提供基本保障，就应让衬砌管片混凝土与自防水的要求相符，不但要在预制精度上达标，更应符合抗渗要求。

常况下，衬砌管片会采用外加剂防水混凝土，其渗透系数在11cm/s以下，抗渗等级超出了P12。

盾构管片接缝防水材料防水耐久性实验

盾构管片接缝防水材料防水耐久性实验摘要:由于我国大规模开展地铁建设的时间不长，盾构管片接缝长期防水问题还没有引起足够的重视。

现有的盾构隧道后期维护中也逐渐出现了隧道接缝渗漏现象，严重影响工程安全。

针对盾构管片接缝常用的防水弹性密封垫材料———三元乙丙橡胶，开展了恒定压缩永久变形和老化等长期防水性能试验研究。

研究结果表明，橡胶的老化系数在0．9 以上，恒定永久压缩应变小于15．4%，盾构隧道应用的弹性密封垫防水材料具有良好的长期的防水性能。

在此基础上，分析了钱塘江越江隧道冲刷后纵向回弹变形引起的隧道环向接缝张开后的管片接缝防水性能，能够满足钱塘江最高水位时的隧道接缝防水要求。

关键词:盾构管片; 接缝防水; 弹性密封垫; 防水耐久性1 引言盾构隧道衬砌是在盾构机盾尾拼装而成的，是盾构隧道主要的受力结构，当省略二次衬砌时，为隧道的唯一支撑结构。

在衬砌隧道的轴向上，当各环管片间拼装缝不错开而形成纵向通缝，即为通缝接头型式，如图1( b) 所示; 如果各环管片间拼装缝错开使得纵向不能形成通缝，这样环与环之间存在一定的添接( 纵向) 加强作用，此时为错缝接头型式，如图1( c) 所示。

由众多管片接缝将预制管片组合而成的盾构隧道，其接头的防水就成了隧道设计中至关重要的一个问题。

目前管片接头型式通常是采用如图2 所示的方法。

主要包括传力衬垫、弹性橡胶密封垫和遇水膨胀止水条。

传力衬垫主要是防止钢筋混凝土管片之间的碰撞顶裂，弹性橡胶密封垫和遇水膨胀止水条是主要防水材料，有时会省略遇水膨胀止水条。

在越江盾构隧道中，通常需要穿越饱和砂层，渗透性大且存在高水压。

从目前的盾构隧道实践来看，在建设初期防水橡胶通常能够达到隧道防水标准的要求，但在长期服役过程中，已有部分隧道，例如上海打浦路隧道管片接缝出现过渗漏［1］，但认为主要是由于隧道的纵向不均匀沉降引起的［2］。

目前的越江隧道接缝防水研究主要集中在施工期防水上，认为施工中出现渗漏现象主要是由于盾构姿态控制不良、管片错台、管片开裂、盾尾密封刷损坏或密封油脂压力不达标等因素造成［3，4］。

盾构隧道橡胶密封垫力学性能试验及数值分析

因素进行分析。主要得出以下结论：１）有限元模拟结果与试验结果具有一致性，验证了本文方法的有效性；２）对橡胶硬度和密封
垫开孔率等因素进行分析，橡胶硬度越大，开孔率越低，则橡胶密封垫越硬，越难压缩。
关键词：盾构隧道；橡胶密封垫；显式有限元；力学性能试验；数值分析
ＤＯＩ：１０．３９７３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２— ７４１Ｘ．２０１３．１１．００７
中图分类号：Ｕ４５
文献标志码：Ａ
第３３卷
第１１期
隧道谨
ＴｕｎｎｅｌＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ
Ｖｏ１．３３Ｎｏ．１ｌ
Ｎｏｖ．２０１３
２０１３年１１月
盾构隧道橡胶密封垫力学性能试验及数值分析
欧阳文彪
（上海市城市建设设计研究总院，上海２００１２５）
摘要：为解决盾构隧道橡胶止水密封垫的数值分析难点，突破以工程类比法及经验法为主的密封垫防水性能设汁的局限性，采用显式有限元分析方法对密封垫的压缩过程进行三维模拟，并将分析结果与力学试验对比，同时对影响橡胶密封垫力学性能的多种
文章编号：１６７２— ７４１ｘ（２０１３）１１— ０９３３— ０４
ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＴｅｓｔａｎｄＮｕｍｅｒｉｃａｌＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＥｌａｓｔｉｃＧａｓｋｅｔｓｏｆＳｈｉｅｌｄＴｕｎｎｅｌｓ

盾构隧道遇水膨胀橡胶密封垫止水性能试验研究

统计理论有：一— ＝Ｋ、￡ — 一Ｎ（）～， ‘
一
所示模具，模具分错位和不错位两套，分别模拟管片拼装错位与不错位工况。模具由上下两块圆形模板组成，厚各，板内侧开一深３凹槽，模嗍用以放置密封垫圈。不错位模具上下凹槽的中心线一致，位模具上下凹槽中心线错位１嗍，型错Ｏ圆模板的四周有８个１６的螺栓孔用以放置螺栓紧
密封垫工作状态下的材料性能，类似于高粘体系，它具有把压力传递到其接触面的特性。装在密封槽中的橡胶密封垫受到一定的压力时，便对初始
胀压＋自封作用下压力）；ｍ—— 随密封垫材质、状、度而异的系数；形宽
・
收稿日期：￣－９１（２０—６修改稿）（作者简介：樊庆功（９６）男，１７－，汉族，内蒙人，同济大学在读硕士研究生，从事地下工程防水研究。
模具立面图（位系数：
刀：ｅ一
（）７
图３耐水压性能试验装置
在为某一定值时，：有
Ｌｔ＝口＋ｂＴｇ／（）８
Ｐ＞１ ‘ Ⅳ ，７Ｐ／，（）３
理，将有助于盾构隧道衬砌接缝防水设计与施工，同时也有利于遇水膨胀橡胶的进一步开发应用。
２密封垫止水机理耐久性分析
２１密封垫止水机理．
式中：Ｐ—— 所需的接触面压力（胶弹性压＋膨，橡
（）２
提供依据。为此，对遇水膨胀橡胶密封垫止水能力

盾构区间隧道结构防水及耐久性问题探讨

膨胀橡胶圈。
嵌缝，嵌缝范围为顶拱４５。、底拱
０。。该措施不是按整个圆周采取（５）注浆。及９
时向盾尾地层和衬的措施，有利于结构防水，但计算
（单位：ｍｍ）
砌管片之间的环形分析时不宜采用；同样，与橡胶类空隙适量地均匀注似，聚合物也有老化的问题，其性浆。每ｌ管片设１注质与２．１节环向、纵向接缝类同。
ｂ纵缝
等的防水方案无法与结构设计使用
地铁一般区间隧道结构防水型
图１管片环，纵缝接缝防水示意图
孙国强：宁波市轨道交通工程建设指挥部，高级工程师，浙江宁波５１５０１０
项代垭市轨厦交通５１２０１３ＭＯＤＥＲＮＵＲＢＡＮＴＲＡＮＳＩＴ０
范围为顶拱４５。，丁腈软木橡胶垫片底拱９０。。
对于环、纵缝嵌缝，目前采用管片内弧侧预留嵌缝凹槽，管片环缝、纵缝凹槽嵌缝部位采用聚合
（４）螺栓孔、
注浆孔。设置遇水物水泥（或聚合物水泥砂浆）进行
本工程地处北亚热带季风气道的使用寿命问题。候区，温暖湿润，雨量充沛，场地
周围河网密布，多年平均降水量约

对于盾构隧道防水的探讨

对于盾构隧道防水的探讨摘要：本文结合作者多年的地铁隧道建设经验，主要介绍盾构隧道防水堵漏技术。

关键词：防水技术隧道防水隧道堵漏施工方法1前言随着城市建设的发展，地铁的也蓬勃发展起来。

在地铁隧道工程中，如果没有可靠的防水、堵漏措施，地下水就会侵入隧道，影响其内部结构与附属管线，乃至危害到地铁的运营和降低隧道使用寿命。

就密封材料而言，以日本为代表的方面，则采用水膨胀橡胶，靠其遇水膨胀后的膨胀压止水。

它的特点是可使密封材料变薄、施工方便，但耐久性尚待验证。

以西德为代表的欧洲方面，采用非膨胀合成橡胶，靠弹性压密，以接触面压应力来止水，以耐久性与止水性见长。

德国PHOENIX公司提供的隧道衬砌合成橡胶垫就是其中较典型的形式。

国内主要采用水膨胀橡胶，并已开始研究开发水膨胀类材料与密封垫两者的复合型。

2盾构法隧道的防水设计方法2.1结构自防水设计，衬砌采用高精度模具制作的C50高强度混凝土的管片，抗渗等级为S12，为A级防水标准。

地下水对混凝土有腐蚀时，要求混凝土的抗侵蚀系数大于0.8。

2.12接缝防水设计，管片之间设置密封垫沟槽，内填EPDM橡胶密封垫。

2.13嵌缝防水设计，管片上预留嵌缝槽，在隧道管片拱顶45°范围和拱底90°范围嵌缝密封。

嵌缝材料采用氯丁胶乳水泥，先在嵌缝里贴PE薄膜，再由嵌缝枪嵌填氯丁胶乳水泥处理。

对于变形缝，先塞入断面直径为22mm的PE泡膜塑料条，再由嵌缝枪嵌填聚氨酯密封胶处理。

在弹性密封垫寿命期满之后，对无法更换密封垫，作为第二道防水线的嵌缝材料是容易剔除并重新嵌填密封胶，保证隧道长期防水效果。

2.14螺栓孔防水设计，采用遇水膨胀橡胶密封圈作为螺栓密封圈，利用加密和膨胀双重作用加强防水。

2.15注浆孔防水设计，采用遇水膨胀橡胶止水圈，加强注浆孔与管片之间的密封防水。

2.16接头防水设计，隧道与联络通道连接处防水以设置EV A防水板和自粘式防水卷材为主，同时尽可能将联络通道的柔性防水层通过过渡材料与管片粘接形成密封防水层。

盾构隧道EPDM橡胶密封垫本构参数试验研究

评价，得出常用硬度ＥＰＤＭ橡胶材料的推荐本构模型及其参数。结果表明：邵尔硬度为４５ＨＡ和６ＯＨＡ的ＥＰＤＭ橡胶，采用
Ａｒｒｕｄａ— Ｂｏｙｃｅ或ｖａｎｄｅｒＷａａｌｓ本构模型较合适；邵尔硬度为５５ＨＡ的ＥＰＤＭ橡胶，采用Ａｒｒｕｄａ —Ｂｏｙｃｅ或Ｙｅｏｈ本构模型较合遁；
中图分类号：Ｕ４５４
文献标志码：Ａ
文章编号：１６７２— ７４１Ｘ（２０１７）０７— ０８１６— ０６
ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＳｔｕｄｙｏｆＣｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅＰａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆＥｔｈｙｌｅｎｅ－ — Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ－－Ｄｉｅｎｅ
２．ＣｈｉｎａＲａｉｌｗａｙＬｉｕｙｕａｎＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｔｉａｎｊｉｎ３００３０８，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒａｔｉｏｎａｌｌｙｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅｍｏｄｅｌｏｆｅｔｈｙｌｅｎｅ — ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ — ｄｉｅｎｅｍｏｎｏｍｅｒ（ＥＰＤＭ）ｅｌａｓｔｉｃ
ห้องสมุดไป่ตู้第３７卷

盾构隧道EPDM密封垫截面形式对防水性能的影响分析

2020 No.12December2020年第12期12月中国建筑防水China Building Waterproofing D01：10.15901/ki.1007-497x.2020.12.012盾构隧道EPDM 密封垫截面形式对防水性能的影响分析崔永刚（中铁十八局，广西南宁530012）摘要：以南宁市轨道交通3号线工程某施工段为例，设计了两类开孔截面形式、三种截面填充率的三元乙丙橡胶密封垫，对其防水性能进行对比分析。

结果表明：圆角三角形孔洞截面形式的综合防水性能优于圆形孔洞截面，当密封垫压缩量较小时，仅有部分圆角三角形孔洞截面能满足接触应力要求；当密封垫处于完全压缩状态时，所有截面的防水性能均满足要求，且截面填充率越大，防水性能越佳。

综合各种因素，推荐采用填充率97.2%的圆角三角形孔洞A 截面为本工程管片接缝密封垫截面形式。

关键词：盾构隧道;EPDM 密封垫;截面形式；压缩量；闭合压力；接触应力文章编号：1007-497X （2020）-12-0040-05中图分类号:U45;TU761.1+1 文献标志码：BAnalysis on Influence of the Section Forms of EPDM Sealing Cushion of Shield Tunnel on Waterproofing PerformanceCui Yonggang(China Railway 18th Bureau Group Co., Ltd., Nanning, Guangxi 530012, China )Abstract ： Taking some construction section of the rail transit line 3 in Nanning as an example, two types of open holesection form and EPDM rubber sealing cushion with three different section filling rates are designed for comparative analysisof their waterproofing performance. Results show the waterproofing performance of triangle hole section with rounded angles is better than that of round hole section, and when the compression of sealing cushion is less, only some of the triangle holesections with rounded angles can meet the requirements of contact stress; when the sealing cushion is completely compressed, the waterproofing performance of all types of section can meet the requirements, the higher filling rate of section is, the better the waterproofing performance will be. Considering all these factors, triangle hole section of rounded angles and with a fillingrate of 97.2% is recommended as the sealing cushion section form for the segment joints of this project.Key words ： shield tunnel; EPDM sealing cushion; section form; compression amount; closed pressure; contact stress盾构法施工具有适用性好、安全性高、施工速度快、施工质量好等优点，在铁路、公路、水利、隧道工程中得到了广泛应用。

隧道管片密封垫防水试验研究

隧道管片密封垫防水试验研究董林伟;江玉生;嵇长民;陈高;江涛;黄钦【摘要】The influences of different lateral confinement materials was studied, which are used on both sides of the gasket, on the water resistance test. The influence factors of gasket contact pressure are analyzed through theoretical deduction. It is concluded that the lateral deformation and restraint stiffness of gasket have a greater impact on the contact force under the same opening amount, and equivalent Poisson′s ratio is positively related to vertical stress increment. The tests are designed to measure the test data of opening amount-water resistance and assembly force of gaskets. The relationship between the vertical load and water resistance of the gasket under different lateral confinement conditions and the test data of the assembly force are analyzed, which can provide reference for the waterproof test of segment gaskets.%研究密封垫两侧侧限材料的不同,对密封垫耐水压力试验的影响.通过理论推导分析了密封垫接触压力的影响因素,得出了密封垫的侧向变形和约束刚度对同一张开量下的接触压力有较大影响,且等效泊松比与竖向应力增量正相关.设计的试验可同时测定密封垫的张开量-耐水压力及压缩力试验数据.对密封垫在不同侧限条件下的竖向荷载与耐水压力的关系及压缩力试验数据进行了分析,可为下一步的管片密封垫的防水试验提供参考和借鉴.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2017(017)018【总页数】4页(P299-302)【关键词】管片;接触压力;耐水压力;压缩力【作者】董林伟;江玉生;嵇长民;陈高;江涛;黄钦【作者单位】中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京 100083;中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京 100083;中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京 100083;中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京 100083;中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京 100083;中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京 100083【正文语种】中文【中图分类】TU573.81818年Brunel从小虫腐蚀木船底板成洞得到启示，提出了盾构工法；该工法始于英国，发展于日本、德国。

盾构隧道弹性密封垫水密性测试方法研究

用户•施工JCONSUMERS & CONSTRUCTION盾构隧道弹性密封垫水密性测试方法研究■王学锋中铁十八局集团市政工程有限公司，天津市300222摘要：采用传统水密性测试方法进行水密性测试时，由于对弹性密封垫接缝耐水压值掌握不精准，常导致弹性密封垫水密性测试精度低。

针对这一问题，进行盾构隧道弹性密封垫水密性测试方法研究。

测试盾构隧道弹性密封垫断面参数，测试弹性密封垫- 字缝以及T 字缝变化情况。

设计仿真实验，试验结果表明，新设计的测试方法测试精度远高于实验对照组。

关键词：盾构隧道；弹性密封垫；水密性测试方法；研究0引言地下水渗漏在隧道施工阶段会延缓施工进度，甚至造成施工设备损坏。

在隧道运营阶段，地下水渗漏还会影响整体结构的稳定性。

而盾构隧道弹性密封垫作为深层排水盾构隧道中最为关键的部件.其长期耐高水压性能是衡量盾构隧道弹性密封垫水密性的唯一标准，可以通过相互挤密，达到防水的效果m 。

盾构隧道弹性密封垫的防水效果与盾构隧道弹性密封致地表沉降进一步加深，从而对土体稳定性产生影响。

在顶进3()m 之后，随着不断加大的距离，使得后方开挖土体沉降值不断上升，并且前方鼓起不断加大。

在后续施工时因对前方土体有不断加大的挤压作用，因此在一定程度上会扰动地层。

在顶进4»m 之后，后方土体表现为进一步沉降，但在各种因素作用下，沉降现象表现较为稳定。

4.2横向地表变形为降低工作量，本文选取最具代表性的断面进行分析，如图4所示。

从图4中可知，当顶管工作面未达到5m 时，因工作环境较为复杂，导致难以获取其整体数据。

随着顶管距离不断加大，前方土体受到扰动，导致土体应力出现重分布情况，并因对前方土体挤压而出现鼓起现象。

当工作面达到5m 时，监测数据均表现为沉降，其原因主要在于，随着顶管机的不断深入，造成其在施工横断面过大，从而影响土体稳定，引起地表沉降。

当顶管机头通过5m 横断面时，因周围土体受到顶进时作用力影响，产生剪切力，造成地表出现沉降。

公路隧道内壁接缝处弹性密封垫的防水失效机理研究

公路隧道内壁接缝处弹性密封垫的防水失效机理研究
陶然
【期刊名称】《广东水利电力职业技术学院学报》
【年(卷),期】2024(22)1
【摘要】依托某公路隧道工程项目,通过有限元软件建立弹性密封垫与混凝土沟槽的数值模型。

研究施加水压力后弹性密封垫的变形和受力特性,对不同水压力作用下的失效机理进行剖析,从而验证其合理性。

结果表明:未施加水压力时,弹性密封垫接触应力沿中轴线呈对称分布,峰值出现在端部位置。

由于水压力对密封垫的冲击,使得弹性密封垫出现了明显变形,主要表现在密封垫中间孔洞的缩小和左侧与沟槽间空间的增大。

左侧孔洞明显变小,但仍上下对称。

施加水压力后,施加水压力的一侧接触应力减小,接触应力非对称分布,总体呈现出左高右低的变化趋势,且接触应力大小变化趋势相较于无水压工况较为滞后。

【总页数】4页(P26-29)
【作者】陶然
【作者单位】中铁十八局集团第三工程有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U455.43
【相关文献】
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盾构隧道管片接头嵌入式密封垫防水性能探究

盾构隧道管片接头嵌入式密封垫防水性能探究摘要：盾构隧道的建设和运营过程中，防水是非常重要的一环。

传统的防水方式是将橡胶密封垫粘贴在管片预先设计的凹槽内，这样能够保证现场作业人员对橡胶条的平整度进行实时的调整。

文章针对盾构隧道管片接头嵌入式密封垫防水性能方面进行了详细分析，希望能给相关人士提供重要的参考价值。

关键词：盾构隧道；管片接头；嵌入式密封垫；防水性能；模型试验；数值模拟1.模型试验1.1试验设计在隧道建设中，机械精度、人员操作等因素会对管片拼装的准确度造成影响，因而导致接头处的弹性密封垫无法发挥理想情况下的防水能力。

出于对安全的考虑，设计之初就将张开量和错缝量作为关键指标。

试验中，通过试块拼装时的错位放置来控制管片的错缝量，通过油压千斤顶加压和一定厚度的垫片控制密封条的张开量。

1.2试验准备预埋嵌入式混凝土试块共分为4种形式。

1）形式1。

设置观察槽，底部不包钢。

2）形式2。

不设观察槽，底部包钢。

3）形式3。

密封条两侧设凹槽，底部不包钢。

4）形式4。

密封条两侧设凹槽，底部包钢。

观察槽的设置是为了方便观测试验中可能发生的渗漏水现象；而取消观察槽以及对试块进行包钢处理，则是为了保护管片边缘混凝土不被压碎；在密封垫两侧设置凹槽，是为了在夹持垫片的情况下控制接缝张开量的变化，在张开量相同的情况下，降低局部应力集中，保证混凝土边缘的完整。

试块形式说明见图1。

图1.试块形式说明：1.3结果分析第一，形式1———设置观察槽，底部不包钢试验在张开量10mm、错缝量0mm的情况下进行。

图2为水压时程曲线。

曲线段分为3段，分别是：1）注水（排气）段。

在此过程中，水被有压空气挤入试块中间的气室内，气室内原有空气从上部试块顶端排气（水）孔排出，内部水压呈反复升降的状态，直至内部空腔几乎全部由水体充满，关闭上部排气（水）口。

2）加压监测段。

该过程中，不断控制水压机，适度增大压力，并且保证一定的持水时间，待基本稳定后，再继续增加水压，此时应仔细关注管片是否有渗漏水现象，同时观察腔体内水压是否能够保持，若出现突降，则可能已发生渗漏。

隧道及地下工程防水失效性分析

隧道及地下工程防水失效性分析在总结隧道及地下工程防水失效有关数据的基础上，分析了防水设计、施工、地下水环境、温湿效应和衬砌结构变异对防水体系失效的影响，提出了地下工程防水失效方面亟待研究的问题.关键词：隧道及地下工程：防水失效O引言隧道及地下工程渗漏水是长期以来困扰专家们的一个头痛问题，也是当前地下工程建筑中突出的质量通病和亟待解决的课题。

据铁道部工务部门2002年秋检数据统计：我国至2002年底，共有铁路隧道57ll座.总延长2 833 km，严重渗漏水隧道有1620座，占总座数的28.4%。

交通部有关部门2002年数据统计：我国至20()2年底，共有公路隧道1 700座，总延长704 km，严重渗漏水隧道达500余座，占总座数约30%。

同时，我国北京、上海和广州的城市地下铁道中，渗漏水情况也已在30%左右。

在地下工程较发达的日本，据调查渗漏水也达到30%以上。

由此可见，既有隧道及地下工程渗漏水的情况十分严重。

以上情况产生的根源是什么呢?笔者对200余座隧道及地下工程防水体系的失效原因进行了统计分析，分析数据表明：由于施工原因导致渗漏水的占34.2%，设计不合理占10.4%，防水材质在不同水环境条件下变异占33.1%。

结构变异致使防水体系失效占1l%，维修养护不善占2.3%。

由此可见，发生渗漏的原因是多方面的.因此研究和分析这些原因将对提高地下工程防水质量起到重要的作用。

1防水失效原因分析隧道及地下工程防水体系失效性是指防水体系和材料在使用过程中，由于外部作用侵蚀破坏或内部材料弱化.抵抗地下水环境的能力减弱或全部丧失。

分析和研究地下工程在不同地下水环境介质中的失效影响因素与机理、失效材料所产生的物质对周围结构体性能的影响、建立评价各种失效影响因素指标及失效检测方法，是地下工程防水体系应研究的重要问题。

1.1防水施工原因前述统计数据表明，防水施工阶段是地下工程防水失效的主要环节，对部分防水失效案例进行分析后发现.既有施工不精心和工艺方面的原因，也有施工管理和检测方面的原因，同时采用不同施工方法的地下工程.其防水失效原因也不尽相同。