Evolution and Prospects of Shield Tunnel Joints and Segment Waterproofing Systems(盾构隧道管片接缝防水体系演化历程与展望)

doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2021.11.006

隧道建设（中英文） ›› 2021, Vol. 41 ›› Issue (11): 1891-1902.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2021.11.006

Evolution and Prospects of Shield Tunnel Joints and Segment Waterproofing Systems(盾构隧道管片接缝防水体系演化历程与展望)

肖明清^{1， 2}, 谢宏明²，王士民^{2， *}，钟元元³

（1. 中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北武汉 430063； 2. 西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室，四川成都 610031； 3. 江阴海达橡塑股份有限公司，江苏江阴 214424）

出版日期:2021-11-20 发布日期:2021-11-23
作者简介:肖明清(1970—)，男，湖南新邵人，1992年毕业于西南交通大学，地下及隧道工程专业，博士，教授级高级工程师，现从事隧道设计研究工作。E-mail： tsyxmq@163.com。*通信作者：王士民， E-mail： wangshimin@swjtu.edu.cn。
基金资助:
国家自然科学基金（52178398，51991394）；高铁联合基金重点项目（U1734205）

Evolution and Prospects of Shield Tunnel Joints and Segment Waterproofing Systems

XIAO Mingqing^{1, 2}, XIE Hongming², WANG Shimin^2,
*, ZHONG Yuanyuan³

(1. China Railway Siyuan Survey and Design Group Co., Ltd., Wuhan 430063, Hubei, China; 2. Laboratory of Transportation Tunnel Engineering, Ministry of Education, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, Sichuan, China; 3. Jiangyin Haida Rubber and Plastic Co., Ltd., Jiangyin 214424, Jiangsu, China)

Online:2021-11-20 Published:2021-11-23

摘要/Abstract

摘要： 为应对不断变化的防水需求，接缝防水体系经过不断演化，产生了多种布置方式，但当前业内对各种布置形式的接缝防水体系尚未有统一的描述。为便于统一指代，调研分析国内各种盾构隧道管片接缝防水的发展过程，针对盾构隧道管片接缝防水体系特征提出代系划分方法，并详细阐述各代系的构造特征及主要适用范围，具体包括3代：采用单道三元乙丙橡胶密封垫的第1代接缝防水体系，以单道三元乙丙橡胶+遇水膨胀弹性体形成“一主一辅”的第2代接缝防水体系，以双道三元乙丙橡胶密封垫为主体的第3代接缝防水体系。最后，结合目前大型水下盾构隧道的建设需求，从防水体系韧性、极端工况下防水体系及密封垫受力状态下耐久性等方面提出接缝防水体系今后的发展趋势。

关键词: 盾构隧道, 管片接缝, 防水体系, 防水代系, 密封垫, 高水压

Abstract: To meet changing waterproof demands, joint waterproofing systems have evolved and produced a variety of layout modes, but there is no unified description of a joint waterproofing system of various layout forms in the industry. To unify this topic, the evolution of various shield tunnel segment joint waterproofing systems in China is investigated and analyzed, and the structural characteristics and main application scope of each system generation are elaborated on. The existing joint waterproofing systems have been systematically classified: the traditional first generation joint waterproofing system used single ethylene propylene diene monomer (EPDM) elastic sealing gaskets, the second generation adopted a single EPDM gasket and water swelling rubber, and the third generation adopted double EPDM gaskets with or without water swelling rubber. Finally, combined with the current construction needs of largescale underwater shield tunnels, the developmental trends of joint waterproofing systems in the future are put forward with respect to the toughness of the waterproofing system, extreme environmental conditions, and durability of the gasket under stress.

Key words: shield tunnel, segment joints, waterproof system; waterproof system generation, sealing gaskets, high water pressure

中图分类号:

U 451

肖明清, 谢宏明, 王士民, 钟元元. Evolution and Prospects of Shield Tunnel Joints and Segment Waterproofing Systems(盾构隧道管片接缝防水体系演化历程与展望)[J]. 隧道建设, 2021, 41(11): 1891-1902.

XIAO Mingqing, XIE Hongming, WANG Shimin, ZHONG Yuanyuan. Evolution and Prospects of Shield Tunnel Joints and Segment Waterproofing Systems[J]. Tunnel Construction, 2021, 41(11): 1891-1902.

[1]	林春刚, 马召林, 陈勇良, 李荆, 尚伟, 韩伟锋. Assembly Technology of Prefabricated Arc Parts and Application of Intelligent Assembling Machine for Large-Diameter Shield Tunnels(大直径盾构隧道弧形件预制拼装技术与智能化安装机应用)[J]. 隧道建设, 2023, 43(3): 460-477.
[2]	陈瑞祥, 曾垂刚, 李凤远, 韩伟锋, 胡新朋, 王玉祥. 盾构隧道内部结构穿行式弧形件安装机设计与应用[J]. 隧道建设, 2023, 43(3): 505-513.
[3]	张迪, 徐幼建, 廖少明, 陈睿杰, 孙佳程. 盾构隧道凹凸榫-斜螺栓形式环缝径向顺剪抗剪刚度研究[J]. 隧道建设, 2023, 43(2): 228-239.
[4]	杨钊, 唐冬云, 刘朋飞, 何源, 李子锋, 李锐, 许超. 城市湖底超大直径盾构隧道施工重难点及关键技术探究——以武汉两湖隧道（南湖段）工程为例 [J]. 隧道建设, 2023, 43(2): 296-304.
[5]	张帅坤. 大直径盾构隧道整体式预制箱涵高精度拼装系统的研究与应用[J]. 隧道建设, 2023, 43(2): 334-344.
[6]	陈鹏, 王先明, 刘四进, 孙旭涛, 王士民, 何川. 超大直径盾构隧道同步双液注浆原位试验研究[J]. 隧道建设, 2023, 43(1): 64-74.
[7]	冯义, 陈育民. 基于透明土的盾构隧道突水涌砂灾变发展试验研究[J]. 隧道建设, 2023, 43(1): 75-81.
[8]	董飞, 黄俊, 李奥, 高才驰, 陈宁威. 大直径盾构隧道中隔墙顶裂缝模式及扩展机制研究[J]. 隧道建设, 2023, 43(1): 82-91.
[9]	张旭生, 管东芝, 吴鑫林, 胡云发, 李司豪, 许国东, 丁彩良, 陈稳. 盾构隧道管片智能化生产技术现状与展望[J]. 隧道建设, 2022, 42(S2): 13-22.
[10]	魏纲, 冯非凡, 齐永洁, 华鑫欣. 盾构隧道全过程穿越对下方既有隧道的影响研究[J]. 隧道建设, 2022, 42(S2): 69-79.
[11]	韩旭, 张冰利, 洪小星, 朱先发, 王铭杰, 张冬梅. 砂土地层小曲率半径盾构隧道施工引起的地层变形规律——以南通地铁1号线为例 [J]. 隧道建设, 2022, 42(S2): 114-123.
[12]	张琛, 王士民, 彭小雨, 王亚. 砂卵石地层盾构隧道联络通道冻结法盐水降温计划研究[J]. 隧道建设, 2022, 42(S2): 251-260.
[13]	王金峰, 谢其勇, 徐锦斌, 李结元, 王攀. 盾构近接下穿既有地铁隧道微沉降控制技术研究[J]. 隧道建设, 2022, 42(S2): 372-380.
[14]	闫良涛, 亓燕秋. 水下深埋冻结钻孔漏水涌砂风险防控关键技术[J]. 隧道建设, 2022, 42(S2): 435-439.
[15]	梁孟昌, 白雪峰. 砂卵石地层盾构上穿输水隧道变形控制技术研究[J]. 隧道建设, 2022, 42(S2): 458-466.

Evolution and Prospects of Shield Tunnel Joints and Segment Waterproofing Systems(盾构隧道管片接缝防水体系演化历程与展望)

Evolution and Prospects of Shield Tunnel Joints and Segment Waterproofing Systems

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价