盾构管片弹性橡胶密封垫防水性能灵敏度分析

为研究由生产加工造成的橡胶密封垫材料和几何参数的随机性对盾构管片接头防水性能的影响,选择密封垫橡胶的材料硬度﹑孔洞圆心坐标﹑孔径等参数作为随机输入变量,以密封垫表面平均接触应力为分析目标,运用ANSYSPDS随机分析模块计算各随机参数对表面平均接触应力的灵敏度数值,并在此基础上探究各随机参数的公差对密封垫防水性能的影响程度.对某城市地铁盾构隧道弹性密封垫的分析结果表明:橡胶材料力学参数是影响抗水能力的主要因素,尤其是C10.几何参数中,截面上部孔径的变化对下表面接触应力影响较大,而圆孔位置对临近表面的接触应力影响敏感,中部圆孔对上、下表面接触应力的影响程度相当.

具有随机参数的盾构管片弹性密封垫防水性能优化分析

盾构管片接缝弹性密封垫断面的几何尺寸极易受生产工艺的影响而呈现出随机性,从而对盾构管片弹性密封垫的防水性能产生影响.该文选取密封垫的孔洞圆心坐标、孔径、断面宽度、断面高度等参数作为随机输入变量,运用ANSYS-PDS模块得出了各随机参数对密封垫防水性能的灵敏度数值,结果显示圆孔孔径对闭合压力及接触应力的影响较其他几何尺寸更大;圆孔垂向位置改变对闭合压力及接触应力的影响较横向位置更大.在此基础上,应用ANSYS优化设计模块,选取密封垫闭合压力和下表面平均接触应力作为状态变量,以在闭合压力不超过某一定值的条件下接触应力最大为目标函数,对密封垫进行几何参数优化分析,得出了某盾构隧道弹性密封垫优化断面,试验结果很好地验证了优化计算结果的可靠性.

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。

《盾构法隧道管片用橡胶密封垫》标准解读

介绍了编制《盾构法隧道管片用橡胶密封垫》国家标准的背景以及标准制定的原则;对该标准的主要内容,包括范围、分类、物理性能要求、试验方法等进行了较详细的说明。

外滩隧道中盾构隧道衬砌接缝密封垫防水试验

阐述了外滩隧道工程中超大直径盾构隧道段所展开的弹性橡胶密封垫、挡水条材质老化后的水密性试验内容、过程,并分析评价了试验的结果。它对施工有相当大的指导作用。目前盾构隧道段已施工完毕,整体防水效果良好,达到设计目标。

超深埋大直径盾构法调蓄隧道的防水设计

针对上海苏州河段超深埋、衬砌需承受内外水压的大直径盾构法调蓄隧道,论述了管片接缝防水设计的思路,其包含接缝密封垫的防水指标要求、双道密封垫的设置原因、衬砌变形缝防水、螺孔防水、嵌缝及手孔封堵等内容,并重点介绍了密封垫的材质、断面构造形式、锚固式密封垫的应用情况以及密封垫的水压试验结果。

超大直径盾构隧道防水设计技术综述

针对越江道路隧道采用超大直径盾构施工的特殊工况,以崇明越江通道长江隧道工程实际防水功效为例,阐述了该类隧道主要的防水设计内容及相关的科研内容,为今后类似工程的防水设计提供参考。

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。

管片径向拼装偏差对盾构隧道管片环防水性能的影响分析

以上海地铁13号线区间盾构隧道管片环为工程实例,比选确定了管片径向拼装偏差各情况的防水最不利管片环初始结构,对外荷载作用下以上各防水最不利管片环防水失效时的收敛变形值计算后,以该值变化量对管片环防水性能下降程度进行了量化。认为:管片径向拼装偏差导致接头错台及腰部接头外侧张开的同时发生,后者对管片环防水性能影响更甚;1个接头发生错动情况的防水最不利管片环结构收敛变形特征值为1.53‰D,小于无拼装偏差情况特征值的1/2,环内错动接头数量越多,该特征量越小;当拼装偏差接头个数大于3时,其防水最不利管片环出盾尾前已防水失效。根据以上研究结论,提出了一些对管片环拼装质量控制及其运营期防水可靠性监测具有参考意义的建议。

盾构隧道防水技术应用

本文结合上海地铁杨浦线盾构隧道施工,介绍盾构隧道防水体系的形式、施工工艺及应用效果。

防水失效的盾构隧道管片环收敛变形控制标准研究

盾构隧道日常健康监测中,弹性橡胶密封垫工作性态难以直接快速评估,针对该问题,提出以隧道收敛变形为监测指标,采用数值模拟方法计算得到防水标准条件下的弹性密封垫极限松弛量,并结合接头刚度的迭代算法由管片环梁-线性弹簧模型确定弹性橡胶密封垫极限松弛量对应的管片环收敛变形量。由考虑地层差异设置的5种工况计算结果认为:埋深土层土体特性差异对防水失效的上海地铁通缝拼装式盾构隧道管片环收敛变形量影响不大,其控制标准可定为管片环外径D的3.5‰。

软弱地层中大断面矩形盾构法隧道密封垫防水性能试验研究

矩形盾构法隧道具有空间使用率高,可进行浅覆土、长距离曲线掘进施工的特点,为地下连接通道的建设提供了新的建设方法,具有广泛的应用前景。以上海虹桥临空11-3地块地下连接通道工程为背景,结合矩形盾构法隧道的变形特点,对工程中所使用的弹性橡胶密封垫开展了防水性能试验。与大深度圆形盾构法隧道相比,矩形盾构法隧道埋深浅,不同于以往追求弹性橡胶密封垫的最大防水能力,本次从弹性橡胶密封垫适应变形的角度开展了相关试验;依据试验结果确定了弹性橡胶密封垫的硬度,工程实践表明隧道防水性能良好。

预制拼装式明挖法隧道防水技术研究

预制拼装式明挖法隧道作为城市道路隧道建设新的发展方向,在接缝构造、施工过程、防水特点等方面都不同于传统隧道,其防水能力将直接决定工程建设的成败。以上海武宁路快速化改建工程为背景,分析预制拼装式明挖法隧道的防水特点及难点,进而提出针对性的防水设计方案。预制拼装式明挖法隧道防水关键在于预制管节接缝间防水及预制结构和现浇结构接缝处防水,具有“设防水压低、变形指标大”等特点,设计采用弹性橡胶密封垫作为主要防水措施具有可行性,环缝间弹性橡胶密封垫的防水效果需依靠预应力来保证,采用临时预应力体外张拉+永久预应力体内张拉方案具有可行性。

上海长江隧道衬砌接缝和连接通道的防水试验研究

结合上海长江隧道工程衬砌接缝和连接通道的防水要求,详细阐述了所展开的一系列衬砌接缝和连接通道防水试验研究的内容和过程,并分析评价了试验的结果,可供今后类似特大工程的防水研究参考。

超大直径盾构隧道防水设计技术综述

针对超大直径隧道埋深大、水压高等特点，以上海长江隧道为例，介绍超大直径盾构隧道结构防水的设计、研究和试验等方面的有关要求和内容，可供同类工程参考。

海外高水压大直径盾构法隧道防水设计

孟加拉国卡纳普里河隧道项目是中国践行"一带一路"倡议的重点项目,具有直径大、水压高、强渗透性等特点。针对海外高水压大直径盾构法隧道项目的工程特点,在总结国内外现有研究成果的基础上,从防水功能定位及材质选用要求入手,对管片结构自防水、管片接缝防水及螺栓孔防水等方面进行了综合分析,形成了完整的盾构防水设计体系,为类似工程的防水设计提供参考。

针刺注浆法——盾构法隧道管片接缝渗漏治理新工艺

盾构法隧道管片接缝防水一直是防渗漏治理的探索热点。穿刺管片橡胶密封垫、在弹性橡胶密封垫迎水面注入化学注浆的新技术,是一种全新的管片接缝渗漏治理工艺和方法。介绍和分析了针刺注浆法工艺流程,探讨了工程应用中的关键技术。