深埋调蓄隧道盾构管片密封垫结构及安装工艺试验研究

为探究大埋深、高水压盾构隧道管片防水性能,以苏州河深层排水调蓄隧道为建设背景,重点研究了盾构管片密封垫结构设计和安装工艺,分析了锚固式密封垫结构设计问题、安装工艺类型、缺陷管片修复方案及成品保护方案。研究结果表明:由于三元乙丙橡胶不可压缩,管片拼装困难,导致管片接头交会处混凝土被压碎,隧道渗水性增加。基于工程实践经验和具体工程地质条件,针对性地提出了2种密封垫结构设计方案。在锚固式密封垫安装过程中,提出了一种磁吸式方案,相较于自锚式和真空吸附式,其安装效率和安装步骤有待提高。基于锚固式密封垫安装试验,混凝土试验管片的浇筑质量不一,主要有密封垫嵌入完好及密封垫角部被拉出2种情况,后者主要是由于混凝土振捣过程不充分导致的。基于此,研究提出了更为合理的自锚式密封垫设计尺寸和系统性的缺陷修复方案。提出了采用锚固式密封垫方案的盾构隧道管片成品保护方案。

酸性腐蚀下混凝土试件物理力学性能演化规律

为分析硫酸腐蚀对深埋排水调蓄隧道(简称“深隧”)衬砌结构力学性能的影响,通过对钢纤维体积率为0%和1%的混凝土标准试件开展初始pH=1的硫酸腐蚀试验,考虑单面浸泡和全周浸泡两种腐蚀工况,对不同腐蚀时间下混凝土试件表面pH值、质量变化率、单轴抗压强度和反应产物进行系统分析。结果表明:混凝土强度随腐蚀时间呈非线性变化;由于钢纤维的掺加抵抗了硫酸溶液的扩散,使得腐蚀前期反应进程减慢、反应产物减少,酸腐蚀浸泡下钢纤维混凝土强度和质量的增加速率不及同等条件下的素混凝土;全周浸泡下混凝土试件的质量增加速率大于同等条件下单面浸泡的试件,结合XRD分析可知,反应后生成了石膏,而全周腐蚀与硫酸的接触面更大,因而反应产物生成更快,初期强度和质量也增加更快。