盾构管片弹性密封垫断面设计与优化

以国内某城市地铁盾构隧道弹性密封垫断面设计为背景,从弹性密封垫的防水机理出发,考虑实际工况并结合管片拼装的需要,分析并提出盾构隧道管片弹性密封垫断面的主要设计参数.基于对国内外多个已建盾构隧道弹性密封垫的分析,初步拟定出适合该隧道的弹性密封垫断面形式.通过有限元数值模拟,得到不同压缩量下弹性密封垫的变形特性、接触面压应力分布、压缩所需顶推力等,据此对盾构隧道管片接缝弹性密封垫断面进行调整和优化,并最终得到满足各项设计要求的弹性密封垫断面形式.     

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.     

深埋输水隧道防水设计

介绍了上海市青草沙水源地原水工程深埋输水盾构法隧道的防水设计原则、防水技术要求、防水技术措施和施工工艺,对输水隧道管片接缝设置双道弹性橡胶密封垫以及手孔封堵的设计进行了深入探讨。     

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。     

青草沙输水隧道防水密封设计

介绍了青草沙输水隧道的盾构管片自防水和管片接缝防水相结合的防水密封设计方案.并在总结国内外已建成的盾构隧道的密封垫设计的基础上,提出了本工程密封垫的设计形式及技术参数.     

南京地铁十号线越江段盾构隧道接缝防水设计

通过对南京地铁十号线越江盾构隧道的管片接缝防水设计进行剖析,探讨了深埋大直径盾构隧道的接缝防水设计的全过程及方法,并按浅埋、中埋段和深埋段分别对弹性密封垫的计算及试验进行了重点介绍,以供同类型工程参考。     

隧道管片接缝密封垫防水机理及试验研究

随着盾构隧道的水压升高,加强接缝处的防水是隧道建设的关键。针对隧道管片接缝处密封垫的受力和变形特征进行分析,建立了密封垫防水的力学模型并对密封垫在侧面水压作用下的表面接触压应力进行了理论推导。根据表面接触压应力的组成,对挤压密封阻力和自密封阻力进行了量化,分析得出密封垫的防水性能除受到密封垫自身的接触面积、弹性模量和厚度的影响外,还受到螺栓的有效横截面积、弹性模量和有效夹紧长度等因素的影响。结合工程实例,以一种常用盾构隧道管片的密封垫为研究对象,进行了耐水压力试验和装配力试验。通过对试验现象的解读和数据分析,为下一步隧道管片接缝密封垫的设计和生产以及盾构施工提供参考。     

防控盾构隧道渗漏灾变的管片密封垫尺寸优化

增加密封垫防水性能可有效减少管片接缝渗漏现象的发生,进而提高隧道渗漏防控可靠度。优化密封垫截面尺寸可明显提高密封垫防水性能,因此,针对密封垫截面外轮廓尺寸取值对密封垫防水性能的影响进行数值模拟。采用ABAQUS内嵌网格求解变换技术解决数值模拟计算收敛困难的问题,结合已有研究成果验证该技术的可行性。通过对比分析计算结果得到密封垫接触应力和闭合压力随压缩度的变化规律,为提高密封垫防水性能提供新思路。     

不同压缩状态下密封垫的防水性能研究

以国内某城市地铁盾构隧道弹性密封垫断面设计为背景,从弹性密封垫的防水机理出发,采用有限元软件模拟密封垫在实际管片沟槽中的工作状态,分析得出不同压缩量情况下密封垫接触平面之间接触应力的分布及随压缩量的变化情况。基于接触应力与密封垫防水性能的关系,得到密封垫防水性能随压缩量的变化规律,为密封垫最终的断面优化提供依据。     

错台对盾构隧道接缝受力及防水性能的影响分析

为了研究软土地区不均匀沉降对地铁隧道结构力学性能与防水性能的影响，通过ABAQUS有限元软件分别建立管片 接头三维精细化模型和密封垫 密封槽二维精细化模型，分析了接头在不同错台量和张开量条件下的应力分布规律及管片的损伤特征，讨论了不同错台量条件下密封垫防水性能的下降程度。研究结果表明：错台量较小时螺栓轴线应力分布呈现“单峰”形式，螺栓最大应力位于右侧管片接缝面附近；错台量较大时螺栓轴线应力呈现“双峰”形式，螺栓峰值应力位于接缝面两侧；张开量对螺栓最大应力的影响较小，但对螺栓中截面应力影响较大，随张开量的增大呈现先减小后增大的趋势；管片混凝土损伤主要出现在螺栓孔附近；在最不利工况下，隧道防水性能下降59.0%；当错台量大于6.6mm时，隧道已不满足防水要求。     

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。     

盾构管片拼接缝渗漏水问题分析与思考

基于地铁盾构管片接缝渗漏水多发的现状,从接缝防水机理出发,围绕地下水位变化、不均匀沉降等外部因素,以及接缝弹性密封垫使用过程中的老化、设计与生产中的问题、管片结构变形等内部因素分析了渗漏原因,并提出了优化设计等改进建议。     

盾构隧道管片张开量与防水性相关性

依托深圳地铁16号线二期工程某区间盾构隧道,对弹性密封垫进行数值模拟.通过分析得知:弹性密封垫的防水能力主要体现在接触面上的接触应力上,当接触应力大于渗水压力时,可认为密封垫密封完好.通过数值计算,认为管片张开量为0～1 mm阶段和张开量大于5 mm以后的阶段,管片防水性能趋于不安全.     

浅论黄浦江观光隧道衬砌防水技术的先进性

论述了黄浦江观光隧道的衬砌防水设计与施工,以接缝防水密封为重点,剖析了弹性密封垫与单组分遇水膨胀嵌缝密封胶等防水材料的应用与特点,讨论并指出:黄浦江观光隧道的衬砌防水设计施工,在国内盾构隧道防水中属一流水平。     

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。     

隧道接缝防水材料及技术探讨

依据对盾构法隧道渗漏质量通病的分析和工程施工实际情况,通过对当前国内常用的衬砌接缝防水设计及防水材料对比,在实际工程中采用了EPDM弹性止水条施工,较好地解决了管片衬砌接缝的防水。     

复合式TBM施工区间防水技术研究

针对复合式TBM法区间隧道的高防水性能要求,建立了区间防水设计体系,从管片混凝土自防水、接缝防水、管片外涂层防水及注浆防水等方面,阐述了复合式TBM施工过程中应当如何做好隧道防水能力建设。     

高铁暗挖隧道接缝防水密封性能数值模拟分析

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...     

盾构隧道遇水膨胀橡胶密封垫止水性能试验研究

运用密封垫静态密封原理及交联橡胶的统计理论 ,对盾构隧道衬砌环缝遇水膨胀橡胶密封垫的膨胀性能及不同工况下耐水压性能进行试验 ,从而分析遇水膨胀橡胶密封垫的止水机理 ,并评述其在隧道中的止水能力 ;同时 ,为盾构隧道衬砌接缝遇水膨胀橡胶密封垫防水的设计、施工提出几点建议。