盾构隧道管片接缝复合型密封垫选型设计研究

doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2020.02.013

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隧道建设（中英文） ›› 2020, Vol. 40 ›› Issue (2): 246-255.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2020.02.013

盾构隧道管片接缝复合型密封垫选型设计研究

张稳军^{1, 2, 3}, 丁超^{1, 2}, 张高乐¹, 王祎¹, 上官丹丹¹, 姜坤⁴

（1. 天津大学建筑工程学院，天津 300354； 2. 天津大学前沿技术研究院，天津 301700； 3. 北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室，北京 100044; 4. 中冶天工集团有限公司, 天津 300308）

收稿日期:2019-08-29 出版日期:2020-02-20 发布日期:2020-04-04
作者简介:张稳军（1975—），男，甘肃平凉人，2008年毕业于日本早稻田大学，建设工学专业，博士，副教授，主要从事隧道与地下工程施工及设计教学与科研工作。E-mail: wjzhang@tju.edu.cn。
基金资助:
国家自然科学基金项目（51778412）；天津市建设系统科学技术项目发展计划（2016－17）；城市地下工程教育部重点实验室（北京交通大学）开放基金课题（TUE2017－05）

Type Selection and Design of Composite Sealing Gasket for Segment Joints of Shield Tunnel

ZHANG Wenjun^{1, 2, 3}, DING Chao^{1, 2}, ZHANG Gaole¹, WANG Yi¹, SHANGGUAN Dandan¹, JIANG Kun⁴

（1. School of Civil Engineering, Tianjin University, Tianjin 300354, China; 2. Frontier Technology Research Institute, Tianjin University, Tianjin 301700, China; 3. Key Laboratory of Urban Underground Engineering, Ministry of Education, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China; 4. MCC Tiangong Group Corporation Limited, Tianjin 300308, China）

Received:2019-08-29 Online:2020-02-20 Published:2020-04-04

摘要/Abstract

摘要： ：为研究盾构隧道管片接缝复合型密封垫中遇水膨胀橡胶块对其防水性能的影响，从复合型密封垫遇水膨胀橡胶块二次防水效应出发，提出基于遇水膨胀橡胶块几何尺寸及截面形式的复合型密封垫选型设计方法。利用该选型方法对中孔通用型复合密封垫进行数值选型分析，采用ABAQUS网格间求解变换技术，研究不同遇水膨胀橡胶块截面类型和尺寸对复合型密封垫防水性能的影响，得到复合型密封垫防水性能和压缩性能的变化特征，确定原复合型密封垫的最优化选型结果。结果表明： 1）考虑遇水膨胀橡胶的防水性能后，复合型密封垫的二次防水性能有所提高； 2）与六边形截面形式的遇水膨胀橡胶块相比，梯形截面形式的遇水膨胀橡胶块能够大幅提升中孔复合型密封垫的防水性能； 3）复合型密封垫的压缩量与压缩力的关系呈现出阶段性变化特征，变形较小时表现为线性关系，随着变形逐步增大逐渐过渡为非线性关系。

关键词: 盾构隧道, 管片接缝, 复合型密封垫, 遇水膨胀橡胶, 选型设计, 数值模拟

Abstract: The study of the influence of waterswelling rubber block on waterproofing performance of composite sealing gasket of shield tunnel segment joint is of great significance. As a result, an optimum design method for composite sealing gasket based on geometric size and crosssection shape of waterswelling rubber block is proposed based on the second waterproof effect of waterswelling rubber block of composite sealing gasket. The method is used to analyze the numerical type selection of the universal composite sealing gasket with medium holes, and the influences of crosssection types and sizes of waterswelling rubber block on waterproofing performance of composite sealing gaskets are studied; and then the characteristics of waterproof properties and compressive properties of composite sealing gasket are obtained; finally, the optimum design of composite sealing gasket with medium holes is determined. The study results show that: (1) The secondary waterproof performance of composite sealing gasket can be improved by considering the waterproofing performance of waterswelling rubber. (2) Compared with the waterswelling rubber block with hexagonal crosssection, the waterswelling rubber block with trapezoid crosssection can greatly improve the waterproof performance of composite sealing gasket with medium holes. (3) The composite sealing gasket has obvious stage deformation characteristics during compression, i.e. when the deformation is small, the relation is linear, and with the increase of deformation, the relation is nonlinear.

Key words: shield tunnel, segment joint, composite sealing gasket, water swelling rubber, type selection design, numerical simulation

中图分类号:

U 454

张稳军, 丁超, 张高乐, 王祎, 上官丹丹, 姜坤. 盾构隧道管片接缝复合型密封垫选型设计研究[J]. 隧道建设, 2020, 40(2): 246-255.

ZHANG Wenjun, DING Chao, ZHANG Gaole, WANG Yi, SHANGGUAN Dandan, JIANG Kun. Type Selection and Design of Composite Sealing Gasket for Segment Joints of Shield Tunnel[J]. Tunnel Construction, 2020, 40(2): 246-255.

[1]	张明聚, 王思卿, 李鹏飞, 徐晴. 考虑防排水系统的隧道渗流场解析[J]. 隧道建设, 2023, 43(S1): 46-53.
[2]	王树英, 汪来, 杨鹏, 龚振宇. 渣土改良下盾构掘进富水砾砂地层响应研究[J]. 隧道建设, 2023, 43(S1): 87-97.
[3]	李鹏飞, 逯倩倩, 葛辰贺, 刘腾, 王硕, 郭琰琦. 基于冗余度的非对称基坑双环梁支护结构抗连续性破坏分析[J]. 隧道建设, 2023, 43(S1): 109-120.
[4]	李鹏飞, 李泽, 葛辰贺, 郭飞. 砂性地层盖挖逆作地铁车站深基坑开挖变形特性及冗余度分析[J]. 隧道建设, 2023, 43(S1): 98-108.
[5]	刘学, 郭廷科, 沈龙, 王鑫, 徐东明, 翟兆玺. 土岩复合地层不同锚固长度预应力锚索锚固机制及现场测试[J]. 隧道建设, 2023, 43(S1): 154-162.
[6]	王儒, 翟五洲, 倪海波, 黄宏伟. 盾构隧道机械法联络通道破洞施工中管片衬砌洞门结构力学响应的数值模拟研究[J]. 隧道建设, 2023, 43(S1): 178-188.
[7]	何江, 姚连璧, 丁孝兵, 杨坤. 基于移动激光扫描的盾构隧道参数化建模[J]. 隧道建设, 2023, 43(S1): 216-221.
[8]	田经纬, 万晓燕, 史宪明. 隧道内斜井取风对高速列车倾覆稳定性的影响[J]. 隧道建设, 2023, 43(S1): 233-239.
[9]	刘宏专, 陈志威, 易壮鹏, 陈星烨. 大尺度宽幅悬浮隧道管体沉放过程的波浪荷载分析[J]. 隧道建设, 2023, 43(S1): 248-256.
[10]	陈胤吉, 张治国, 木林隆, 陈杰, 陆正, 陈仲侃. 曲线隧道掘进对邻近地层和管片变形影响数值模拟分析[J]. 隧道建设, 2023, 43(S1): 271-282.
[11]	郭保和, 徐纯杰, 赵赢. 珠海隧道超大直径泥水盾构针对性设计研究[J]. 隧道建设, 2023, 43(S1): 530-534.
[12]	程阳洋, 罗斌, 张焙智. 大直径盾构隧道混凝土管片的预制技术研究[J]. 隧道建设, 2023, 43(S1): 487-492.
[13]	刘新根, 王伯芝, 刘笑娣. 基于空间S形曲线的盾构轨迹纠偏方法[J]. 隧道建设, 2023, 43(S1): 457-463.
[14]	孔德森, 滕森, 赵明凯, 时健. 盾构隧道开挖面改进三维模型和临界支护压力研究[J]. 隧道建设, 2023, 43(9): 1463-1472.
[15]	蒋益平, 陈洪胜, 李露瑶, 朱小辉, 杨正刚, 宋小庆, 曹振东. 岩溶区地铁盾构隧道下穿水源地综合勘探技术[J]. 隧道建设, 2023, 43(9): 1541-1548.

盾构隧道管片接缝复合型密封垫选型设计研究

Type Selection and Design of Composite Sealing Gasket for Segment Joints of Shield Tunnel

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