浅谈盾构隧道管片拼装接缝的防水处理论文 4页

'　　浅谈盾构隧道管片拼装接缝的防水处理论文.freel的圆形钢筋混凝土管片衬砌结构,全长为4122.606m,分两个区间隧道。两个区间均为“V”字坡,赤岗至客村最大坡度为9.636‰,隧道上覆土厚度最大约14m、最小约8m;客村至鹭江最大坡度为4.14‰,隧道上覆土厚度最大约13m、最小约10m。地下水赋存方式包括第四系孔隙水和基岩裂隙水两种,混合水位一般埋深0.80~4.0m,平均埋深1.75m,隧道处最大静水压力约为1.83kg/cm2。隧道穿越地层主要是粉质粘土、全风化带、强风化带、中风化带,.freelin-0.5D)+δ0+δs式中δ———环缝中弹性防水密封垫在设计水压力下允许的缝张开值(mm);ρmin———隧道纵向挠曲的最小曲率半径(mm);D———衬砌外径(mm);B———管片宽度(mm);δ0———生产、施工中可能产生的环缝间隙(mm);δs———邻近建筑物引起的接缝张开值(mm)。本工程设计最大水头为18.3m,按规范要求错缝宽度小于或等于10mm。取错缝宽度应为10mm,由止水条耐水试验结果得知:δ≈7.2mm。已知ρmin=350m,B=1.5m,D=6.0m,δ 0=1mm,δs=0mm。代入上述公式计算求得:δ=26.94mm。δ≈7.2mm26.94mm,证明完全满足功能要求。(2)耐久性要求包括防水功能耐久性、耐水性、耐动力疲劳性、耐干湿疲劳性、耐化学腐蚀性等。(3)密封材料种类一般可分为单一的、合成的及水膨胀性的材料。现多采用水膨胀橡胶,它可大大改善盾构隧道的防水性,是今后的发展方向。在设计时必须根据实际情况确定合适的膨胀倍率、膨胀时间及环境可能造成的影响。3管片接缝防水材料的选型3.1管片接缝防水材料的现状 管片接缝防水材料主要有两种:一种是以日本为代表的遇水膨胀橡胶,另一种是多孔弹性橡胶(EPDM)。遇水膨胀橡胶止水条这种材料之所以在日本应用非常广泛,主要是因这种材料首先由日本开发、价格低;另一个原因是日本盾构隧道通常采用双层衬砌,即在管片衬砌内再现浇一道混凝土衬砌,对第一道衬砌的防水质量要求并不象国内这样高。但遇水膨胀材料主要是用于日本而并不为欧美国家所接受,其主要原因是担心其耐久性。国内,广州地铁一号线及二号线其它区间隧道管片接缝防水采用了EPDM弹性止水条,上海地铁一号线采用了弹性密封垫,未见采用进口的EPDM弹性止水条做隧道管片接缝防水。两种管片接缝材料对比见表1。3.2管片接缝防水材料的选定隧道工程的管片衬砌接缝的防水质量一直是个难题,根据管片设计对止水条的要求,并经过多方比选,本工程采用了德国PHOENIX公司生产的EPDM弹性止水条,其主要产品成份为三元乙丙橡胶(EP-DM),设计成截面尺寸为33mm×16mm的多孔橡胶密封圈结构形式(图2)。4EPDM材料试验分析根据管片设计对止水条的要求,短期、长期防水密封材料因压缩产生的接触面压应力应大于设计水压力。通过EPDM弹性止水条材料的试验分析,反映出该止水材料防水和抗变形能力的优越性能指标如下:(1)性能试验通过试验,EPDM弹性止水条的各项性能见表2。(2)耐水压试验从EPDM材料分析的试验曲线(图3)可以看出,在两条橡胶没有错开的情况下,当橡胶仅压缩7mm时,也就是接缝宽度为5mm时,能够抵抗6MPa的水压,相当于600m水头;在两条橡胶错开20mm的情况下,当橡胶压缩10mm时,也就是接缝宽度为2mm时,同样能够抵抗6MPa的水压,相当于600m水头,防水能力非常高。 5结语从广州地铁二号线“赤-鹭区间盾构隧道”工程的防水质量评定(表3)可看出,盾构隧道防水工程质量合格率为100%,优良率为93.1%。管片接缝防水设计采用了性能优越的进口EPDM弹性止水条,较好地解决了地铁隧道渗漏问题,竣工实测隧道残余渗水量赤-客段仅为0.0203L/m2.d,客-鹭段仅为0.0331L/m2.d,远低于标准允许值(0.1L/m2.d)。总体上看,EPDM弹性止水条防水效果是好的,但也存在有待解决的一些问题:(1)衬砌管片K安装时,由于摩擦力过大,容易将止水条撕开带出,造成防水效果不佳,因此管片K渗漏水问题有待改进。(2)管片密封槽被破坏,止水条防水失效,因此施工过程中如何确保密封槽完好,也是有待进一步研究的问题。'