盾构管片弹性防水密封垫与混凝土相互作用规律研究

针对盾构管片接缝外侧混凝土裂损灾害问题,建立了弹性防水密封垫混凝土相互作用模型,对管片接缝外侧裂纹产生的机理和规律进行了研究,提出并验证了合适的密封垫型式。研究结果表明,采用双排圆形开孔、3条脚柱的密封垫型式能够在兼顾防水性能的同时减小对盾构管片外侧混凝土的损伤。     

盾构隧道管片橡胶密封垫的优化设计方法

地下工程,结构防水是关键。针对目前盾构隧道管片接缝弹性密封垫以经验为主的设计思路,提出利用数值模拟手段,通过对压缩变形情况下弹性密封垫的孔洞合理变形、薄弱处应力集中、完全压缩到沟槽时压力大小、最大张开量下接触应力的大小及其分布等多因素的综合分析,提出以橡胶密封垫表面接触应力和完全压缩到沟槽内的闭合压力作为盾构隧道管片接头弹性密封垫断面设计的双控指标,该设计理念已应用于国内某大型隧道的建设当中,防水效果理想。     

盾构隧道弹性密封垫优化设计与试验研究

以某盾构隧道接缝防水初始设计方案的优化为背景,针对初始方案中的密封垫,通过有限元数值模拟,得到满足各项优化指标的密封垫断面形式;通过自行设计的试验系统,测试和验证了优化后密封垫的压缩性能和防水能力,试验结果与有限元分析结果具有较好的一致性。     

地铁盾构隧道管片接缝复合型密封垫防水研究

针对盾构管片接缝密封垫单一型与复合型密封垫断面,利用非线性有限元软件ABAQUS对盾构隧道密封垫防水进行数值模拟研究,分别对单一型密封垫和复合型密封垫在不同张开量条件下的防水性能进行量化分析,并通过复合型密封垫遇水膨胀橡胶块的膨胀作用进行分析。研究表明:(1)随着接缝张开量不断增大,复合密封垫的防水性能逐渐由密封垫压缩产生的接触应力转化为遇水膨胀橡胶的膨胀作用产生的膨胀应力,对比单一型密封垫,其具有二次防水效果;(2)增大复合密封垫遇水膨胀橡胶块厚度与宽度有利于提高密封垫二次防水性能,其防水性能在允许张开量范围内和允许张开量范围外分别增长39%和117%左右,同时考虑应力松弛因素,需要对遇水膨胀橡胶块几何截面进行合理取值。     

盾构密封垫材质选型试验研究

以成都地铁1号线盾构隧道管片密封垫材质选型为背景．对非膨胀型与复合型两类密封垫的特性进行了对比，通过水密性试验、应力松弛和蠕变试验研究了两类密封垫的防水性能。根据试验结果，推荐成都地铁1号线盾构隧道采用单一非膨胀型密封垫。     

天津地铁盾构隧道管片接缝防水设计探讨

盾构隧道防水设计应遵循"以防为主、多道设防、综合治理"的原则,在管片自防水的基础上,以管片接缝防水为设计重点,在参考国内同类盾构隧道防水设计经验的基础上,结合天津地铁5、6号线盾构隧道管片接缝防水设计,通过大量工程案例调研,对普通环环纵缝接缝防水设计及嵌缝方式进行了探讨,可为类似工程提供一定参考。     

盾构管片弹性密封垫断面优化分析

结合琼州海峡隧道可行性研究的中线设计方案,本文利用有限元分析软件ABAQUS对6种不同断面设计形式的盾构管片密封垫进行了分析比较。分析不同断面形式密封垫的应力分布情况以及接触应力的大小,得出密封垫接触应力的分布规律;不仅为琼州海峡隧道的实施提供了密封垫设计依据,而且不同断面形式密封垫的优化比较也对管片接头防水设计提供了借鉴。     

盾构隧道防水密封垫硬度对管片拼装的影响研究

某城市地铁越江盾构隧道采用双道弹性密封垫防水设计.通过对两批次不同硬度的成品密封垫进行应力应变压缩试验,得出其内外道防水密封垫的闭合压缩力,在此基础上,根据不同拼装工况,分析管片处于不同接缝位置时闭合需要施加的扭矩,并对计算结果进行讨论,提出了施工时的应对措施及注意事项.     

盾构管片接缝防水材料防水耐久性实验及分析

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。     

盾构隧道弹性密封垫松弛性能检测研究

介绍了盾构隧道弹性密封垫松弛性能检测现状,并基于密封垫的闭合压缩试验装置,研制出一套密封垫松弛应力检测装置。该装置通过在夹具间放置垫片模拟不同开张量,并通过在密封垫间放置传感器,得到密封垫接触面的压力值,能够更加准确地反映密封垫的松弛性能,为隧道工程长期可靠的防水性能提供保障。     

盾构隧道衬砌设计中几个问题的研究

文中讨论了目前用于软土盾构隧道衬砌设计的多种荷载结构模型及其适用条件 ;对盾构隧道衬砌设计中荷载取值、几何参数、土层力学参数等进行了分析 ,从而得出了一些有助于盾构隧道衬砌设计的建议     

西江引水工程盾构输水隧洞衬砌形式的选择与设计

广州西江引水工程在穿越城区的大型交通枢纽位置采用了盾构隧洞的非开挖穿越方式。该盾构输水隧洞内压高、距离长、埋置深,使得隧道衬砌结构的设计成为制约整个隧道工程安全、保证工程质量和确保按期完工的关键。通过对多种衬砌形式进行比较,最终确定采用钢筋混凝土管片加钢衬的分离式双层结构。从盾构隧洞的基本构造、外衬管片的设计和施工措施、内衬钢管的设计和自密实混凝土的浇筑等方面进行了介绍,以供类似工程参考。     

崇明长江隧道盾构管片衬砌结构的耐久性设计

为了研究盾构法隧道管片衬砌结构强度的历时老化和衰减及其服务寿命的预测问题,提出了对其进行耐久性设计的一种基本方法,主要讨论的内容有:钢筋混凝土管片结构的腐蚀机理;影响隧道混凝土结构耐久性的主要因素;管片接头螺栓和防水材料的耐久性;钢筋混凝土管片结构耐久性设计方法;隧道结构服务寿命预测,以及提高隧道管片衬砌耐久性的工程措施--综合防治.该研究成果已在崇明长江隧道工程中得到了初步应用.     

盾构隧道衬砌结构内力计算方法的对比分析研究

在对目前国内外盾构隧道衬砌结构设计中普遍采用的惯用法、修正惯用法、多铰圆环法和梁-弹簧模型计算法进行详细介绍的基础上,以南京地铁南北线为研究对象,运用不同设计方法对盾构隧道在不同埋深下的管片环最大变形量、轴力、弯矩、剪力、螺栓剪力等的大小、分布规律及影响因素进行了系统研究,深入探讨了设计方法对盾构隧道衬砌结构设计所造成的影响.     

既有盾构隧道衬砌结构的安全性评估

科学合理地评估既有隧道的安全性具有重要的现实意义,是当今隧道界的热门课题.目前隧道的安全性评估理论研究还处于起步阶段,有待于形成完善的理论体系.本文借鉴桥梁成熟的安全性评估理论,在简单评述了盾构隧道衬砌结构的设计方法的基础上,研究了基于设计理论的盾构隧道衬砌结构安全性评估方法,并讨论了评估与设计的不同.通过研究可知:(1)基于设计理论评估既有隧道的安全性可以采用与设计新隧道相近的方法,易于为评估者接受和理解;(2)评估阶段能够获得比设计阶段更为全面准确的有关控制断面、荷载、结构分析以及截面尺寸和材料强度的信息;(3)在评估阶段避免了许多不确定因素,因此评估结果更接近隧道的实际状态.     

下穿铁路的盾构隧道管片衬砌内力计算法研究

在对目前国内外盾构隧道衬砌结构设计中普遍采用的自由变形圆环法和弹性地基梁法进行比较分析后,针对盾构隧道下穿铁路,盾构隧道管片衬砌承受列车荷载引起的附加动应力进行了研究,提出了自由变形圆环法与弹性地基梁法相结合,基于弯矩与轴力转换系数的计算新方法计算承受偏应力的管片衬砌内力,同时对上海轨道交通线某下穿工点进行了算例分析.     

既有盾构地铁区间上方新建管廊基坑的优化设计研究

本文以北京通州地区万盛南街地铁7号线东延工程既有盾构区间上方新建综合管廊明挖基坑为工程背景,根据现状条件,对比分析并确定共路由段标准管廊明挖基坑采用的支护方案.通过数值计算,分析标准段管廊基坑开挖卸荷对下方地铁盾构区间的影响,综合判断管廊基坑结构底与下方盾构区间顶之间安全距离要求.通过管廊工程现场试验段的施工监测数据验...     

越江盾构隧道防水密封垫应力松弛试验研究

分析了越江盾构隧道接缝防水密封垫止水机理及耐久性失效成因,基于橡胶接触应力松弛的经时老化模型,针对上海长江隧道三元乙丙弹性密封垫开展了加速热氧老化试验,研究了其接触应力松弛行为,预测了密封垫作为防水材料的使用寿命.     

地铁盾构隧道整环衬砌结构三维有限元分析

利用大型通用有限元软件ABAQUS建立地铁盾构隧道整环衬砌结构的三维有限元模型,计算分析衬砌环在试验荷载工况下的荷载—变形关系曲线、变形过程中隧道管片的内力发展过程;计算分析试验荷载工况下衬砌环直径变形量发展至一定收敛限值时,进行钢板加固,并继续计算完成荷载-变形全过程关系曲线、变形过程中隧道管片的内力发展过程。通过与试验结果的对比分析,有限元计算结果与试验结果两者的变化规律是一致的;计算结果在反映结构应力/应变分布规律方面有重要参考作用。