低真空盾构隧道管片结构密封性能研究

吕乾乾; 李治国; 卓越; 范建国; 许亚军

doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2023.05.006

隧道建设 >

2023 , Vol. 43 >Issue 5: 789 - 796

DOI: https://doi.org/10.3973/j.issn.2096-4498.2023.05.006

研究与探索

低真空盾构隧道管片结构密封性能研究

吕乾乾 ,
李治国 ,
卓越 ,
范建国 ,
许亚军

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（1. 盾构及掘进技术国家重点实验室, 河南郑州 450001;2.中铁隧道局集团有限公司, 广东广州 511457;3. 中铁隧道勘察设计研究院有限公司，广东广州 511457； 4. 中铁第六勘察设计院有限公司，天津 300000）

吕乾乾 (1988—)，女，河南济源人，2013年毕业于天津大学，结构工程专业，硕士，工程师，主要从事盾构及掘进技术研究工作。 Email： 674936740@qq.com。

网络出版日期: 2023-06-20

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Sealing Properties of Segment Structure of a LowVacuum Shield Tunnel

LYU Qianqian ,
LI Zhiguo ,
ZHUO Yue ,
FAN Jianguo ,
XU Yajun

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(1.State Key Laboratory of Shield Machine and Boring Technology, Zhengzhou 450001,Henan,China;2.China Railway Tunnel Group Co.,Ltd.,Guangzhou 511457,Guangdong,China;3.China Railway Tunnel Consultants Co.,Ltd.,Guangzhou 511457,Guangdong,China;4.China Railway Liuyuan Group Co.,Ltd.,Tianjin 300000,China)

Online published: 2023-06-20

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摘要

为探讨低真空环境下拼装式盾构管片的密封性能，基于搭建的低真空隧道结构原型平台，开展不同工况下管片结构的密封性能及表面应变规律研究，并进行管片结构的密封性能改进，得出以下结论： 1）抽真空对管片外壁应变影响很小，内侧应变变化随抽真空过程可分为4个阶段，且最大拉压应变与抽真空的阶段时长有关； 2）纵向装配力对管片结构密封的影响大于环向； 3）改进密封后极限相对真空度由43 kPa提高到80 kPa； 4）理论上现有管片结构密封垫适用于低真空对气密性的要求，但由于实际施工工艺及拼装存在误差，需要进行密封和管片结构的改进优化。

关键词： 低真空; 盾构隧道; 管片结构; 密封性能; 表面应变; 原型试验

本文引用格式

吕乾乾 , 李治国 , 卓越 , 范建国 , 许亚军 . 低真空盾构隧道管片结构密封性能研究[J]. 隧道建设, 2023 , 43(5) : 789 -796 . DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2023.05.006

Abstract

A prototype platform of a tunnel structure in a lowvacuum environment is used to test the sealing properties and surface strain of assembled shield segments under various conditions to improve the sealing properties of the segment structure. The following conclusions are obtained. (1) Vacuuming has little effect on the strain in the outer wall of the segment. The development of the strain in the inner wall of the segment during vacuuming can be divided into four stages, where the maximum tensile and compressive strains depend on the duration of the vacuuming stage. (2) The longitudinal assembly force has a larger effect on the sealing of the segment structure than the transverse assembly force. (3) The relative limit of the vacuum degree increases from 43 to 80 kPa after sealing improvement. (4) In theory, the existing segment structural gaskets can satisfy the airtightness requirements for a lowvacuum environment; however, the occurrence of assembly errors and limitations of practical construction technology require that the sealing and structure be improved and optimized.

Key words： low vacuum; shield tunnel; segment structure; sealing property; surface strain; prototype test

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