盾构法联络通道密封垫设计及防水试验研究

doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2019.01.014

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隧道建设（中英文） ›› 2019, Vol. 39 ›› Issue (1): 110-118.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2019.01.014

盾构法联络通道密封垫设计及防水试验研究

朱瑶宏¹，王靖禹^{2, *}，董子博³ ，刘建国²

(1. 宁波大学建筑工程与环境学院，浙江宁波 315211； 2. 同济大学道路与交通工程教育部重点实验室，上海 201804； 3. 宁波市轨道交通集团有限公司，浙江宁波 315100)

出版日期:2019-01-20 发布日期:2019-02-01
作者简介:朱瑶宏(1960—)，男，浙江宁波人，1986年毕业于西南交通大学，铁路与桥梁工程专业，硕士，教授级高级工程师，主要从事铁路、桥梁、隧道工程等领域的安全技术工程管理及施工技术研究工作。Email: 13336694956@189.cn。*通信作者：王靖禹， Email: 1632402@tongji.edu.cn。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(51578418)；国家重点研发计划资助项目(2017YFB1201204)

Design of Sealing Gasket of Connection Gallery Bored by Shield and Its Waterproofing Test

ZHU Yaohong¹， WANG Jingyu^{2, *}， DONG Zibo³， LIU Jianguo^2

(1. Faculty of Architectural, Civil Engineering and Environment, Ningbo University, Ningbo 315211, Zhejiang, China;2. The Key Laboratory of Road and Traffic Engineering, Tongji University, Shanghai 201804, China;  3. Ningbo Rail Transit Group Co., Ltd., Ningbo 315100, Zhejiang, China)

Online:2019-01-20 Published:2019-02-01

摘要/Abstract

摘要：

为探究适合盾构法联络通道工程的密封垫断面形式，以宁波市轨道交通3号线第1条盾构法联络通道为工程背景，针对遇水膨胀橡胶设计阴阳凹凸、圆形孔洞、梳形、矩形等4类断面。对各断面形式进行可行性分析，选取阴阳凹凸断面与矩形断面作为初选方案。利用Abaqus/Explicit计算模块对2种断面的接触应力进行有限元分析，通过设计“一”字缝耐水压力试验，验证数值模拟中接触应力较大的矩形断面的防水能力。研究表明： 1）数值模拟结果显示，接触面最大接触应力与平均接触应力均随着张开量的增加而减小；同等张开量与错台量下，在压缩与膨胀2个阶段中，矩形断面的接触应力均大于阴阳凹凸断面，因此选取矩形断面作为备选方案。2）“一”字缝耐水压力试验结果表明，矩形断面密封垫保压48 h后耐水压力明显提升，且张开量越大耐水压力提升幅度越大。3）综合数值模拟与试验结果可知，该矩形断面密封垫满足0.6 MPa的防水要求。

关键词: 盾构法联络通道, 密封垫设计, 数值模拟, 水密性试验, 接触应力, 遇水膨胀橡胶密封垫

Abstract:

In this paper, 4 crosssection types of hydroexpansive rubber sealing gaskets, i.e. yin and yang concaveconvex, circular hole, combshape and rectangular shape, are designed based on the first connection gallery bored by shield on Line No. 3 of Ningbo Rail Transit. The feasibilities of the 4 crosssection types of sealing gaskets are analyzed, and the types of yin and yang concaveconvex and rectangular shape of sealing gasket are selected as primary schemes. The contact stresses of abovementioned two types of crosssection are studied by Abaqus/Explicit computation module, and the waterproofing pressure test is designed to verify the waterproofing ability of the sealing gasket with rectangular crosssection with higher contact stress in numerical simulation. The results show that: (1) The numerical simulation results show that the maximum contact stress and average contact stress of contact face decrease with the increase of joint opening; during the compression and expansion phases, the contact stresses of sealing gasket with rectangular crosssection are larger than that of sealing gasket with yin and yang concaveconvex crosssection, hence, the rectangular shape crosssection is selected as an alternative scheme. (2) The waterproofing pressure test show that the waterproofing pressure of sealing gasket with rectangular crosssection increases obviously after preserving pressure for 48 h, and the larger the joint opening is, the lager the increase of waterproofing pressure is. (3) According to the numerical simulation results and test results, the sealing gasket with rectangular crosssection can meet waterproofing requirement of 0.6 MPa.

Key words: connection gallery bored by shield, sealing gasket design, numerical simulation, water tightness test, contact stress, hydroexpansive rubber sealing gasket

中图分类号:

U 452.2

朱瑶宏，王靖禹，董子博，刘建国. 盾构法联络通道密封垫设计及防水试验研究[J]. 隧道建设, 2019, 39(1): 110-118.

ZHU Yaohong， WANG Jingyu， DONG Zibo， LIU Jianguo. Design of Sealing Gasket of Connection Gallery Bored by Shield and Its Waterproofing Test[J]. Tunnel Construction, 2019, 39(1): 110-118.

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