外灘隧道中盾構隧道襯砌接縫密封墊防水試驗

采用自主設計的新型彈性密封墊耐水壓測試裝置,研究彈性密封墊在不同張開量和錯縫量組合情形下的防水能力;同時結合密封墊力學性能試驗和數(shù)值模擬,解釋錯縫量和張開量對于防水能力的階段性影響.結合深隧工程所設計的雙道防水體系,對兩道密封墊防水性能進行研究.研究結果表明：當?shù)烂芊鈮|同步張開時,在設計工況范圍內,耐水壓能力可提高9%~12%;當兩道密封墊張開量不同時,所設計的雙道防水體系由于總有1條密封墊受壓,較單道防水體系有更佳的防水效果.

隨著盾構隧道的水壓升高,加強接縫處的防水是隧道建設的關鍵.針對隧道管片接縫處密封墊的受力和變形特征進行分析,建立了密封墊防水的力學模型并對密封墊在側面水壓作用下的表面接觸壓應力進行了理論推導.根據(jù)表面接觸壓應力的組成,對擠壓密封阻力和自密封阻力進行了量化,分析得出密封墊的防水性能除受到密封墊自身的接觸面積、彈性模量和厚度的影響外,還受到螺栓的有效橫截面積、彈性模量和有效夾緊長度等因素的影響.結合工程實例,以一種常用盾構隧道管片的密封墊為研究對象,進行了耐水壓力試驗和裝配力試驗.通過對試驗現(xiàn)象的解讀和數(shù)據(jù)分析,為下一步隧道管片接縫密封墊的設計和生產(chǎn)以及盾構施工提供參考.

研究密封墊兩側側限材料的不同,對密封墊耐水壓力試驗的影響。通過理論推導分析了密封墊接觸壓力的影響因素,得出了密封墊的側向變形和約束剛度對同一張開量下的接觸壓力有較大影響,且等效泊松比與豎向應力增量正相關。設計的試驗可同時測定密封墊的張開量-耐水壓力及壓縮力試驗數(shù)據(jù)。對密封墊在不同側限條件下的豎向荷載與耐水壓力的關系及壓縮力試驗數(shù)據(jù)進行了分析,可為下一步的管片密封墊的防水試驗提供參考和借鑒。

為探究適合盾構法聯(lián)絡通道工程的密封墊斷面形式,以寧波市軌道交通3號線第1條盾構法聯(lián)絡通道為工程背景,針對遇水膨脹橡膠設計陰陽凹凸、圓形孔洞、梳形、矩形等4類斷面。對各斷面形式進行可行性分析,選取陰陽凹凸斷面與矩形斷面作為初選方案。利用abaqus/explicit計算模塊對2種斷面的接觸應力進行有限元分析,通過設計\"一\"字縫耐水壓力試驗,驗證數(shù)值模擬中接觸應力較大的矩形斷面的防水能力。研究表明:1)數(shù)值模擬結果顯示,接觸面最大接觸應力與平均接觸應力均隨著張開量的增加而減?。煌葟堥_量與錯臺量下,在壓縮與膨脹2個階段中,矩形斷面的接觸應力均大于陰陽凹凸斷面,因此選取矩形斷面作為備選方案。2)\"一\"字縫耐水壓力試驗結果表明,矩形斷面密封墊保壓48h后耐水壓力明顯提升,且張開量越大耐水壓力提升幅度越大。3)綜合數(shù)值模擬與試驗結果可知,該矩形斷面密封墊滿足0.6mpa的防水要求。

以盾構隧道梯形組合橡膠密封墊為例，通過有限元數(shù)值計算手段，得到不同壓縮量下橡膠密封墊試件斷面的變形特性、內部應力分布及其接觸面的應力分布等，以研究橡膠密封墊的防水機理及在隧道接縫中的防水性能。

分析了越江盾構隧道接縫防水密封墊止水機理及耐久性失效成因,基于橡膠接觸應力松弛的經(jīng)時老化模型,針對上海長江隧道三元乙丙彈性密封墊開展了加速熱氧老化試驗,研究了其接觸應力松弛行為,預測了密封墊作為防水材料的使用壽命.

文章研究了盾構隧道橡膠防水材料老化系數(shù)的確定方法,并用該方法來預測防水密封墊長期服役下的使用狀態(tài)。采用啞鈴狀橡膠試樣開展加速熱氧老化試驗,進行材料基礎老化指標的分析；分別用試驗結果中相對延伸率和相對彈性模量的試驗數(shù)據(jù)擬合\"阿累尼烏斯方程\"的\"p-t-t三元模型\

注：本表內容的填寫需依據(jù)《現(xiàn)場驗收檢驗批檢查原始記錄》。本檢驗批質量驗收的規(guī)范依據(jù)見本頁背面。 年月日 （建設單位項目專業(yè)負責 年月日 / 專業(yè)工長（施工員）： 項目專業(yè)質量檢查員： 3接縫寬度的允許偏差±10%/ 2 接縫寬度和密封材料的嵌填深 度 第6.5.7條/ 目 1密封防水部位的基層第6.5.6條/ 4嵌填的密封材料表面質量第6.5.8條 2密封材料嵌填質量第6.5.5條/ 1密封材料及其配套材料質量設計要求/ 施工依據(jù) gb50345－2012 驗收依據(jù) gb50207-2012 目 驗收項目 規(guī)范規(guī)定 最小/實際 抽樣數(shù)量 檢查記錄檢查結果 分包單位 負責人 檢驗批部位接縫密封防水 屋面/防水與 密封 分項工程名稱接縫密封防水層 施工單位 湖南奉天建設集團有 限公司 項目負責人檢驗批容量 0403040100

以南京長江隧道為實際背景,進行了大埋深,大直徑越江隧道工程防水核心技術的研究。針對一般和可能出現(xiàn)的多種因素對盾構隧道管片接縫密封防水材料的使用性能的影響,設計研究了管片接縫橡膠密封墊的斷面幾何形狀和尺寸,采用計算機數(shù)值模擬分析方法研究優(yōu)化管片接縫橡膠彈性密封墊的斷面結構,利用\"t\"形模擬水壓試驗臺對設計彈性密封墊的防水能力進行了模擬驗證,為工程設計提供了幫助和依據(jù)。

大直徑水下盾構隧道具有大直徑、高水壓、地質條件復雜等工程特點,對隧道接縫彈性密封墊的防水密封提出了極高的要求。為解決目前國內外該方面研究大多基于某一特定工程進行專項試驗,缺少設計方法提煉的問題,在調研國內典型大直徑水下盾構隧道的接縫防水構造的基礎上,建立接縫彈性密封墊的設計方法,該設計方法由工程參數(shù)提取、試驗前有限元預分析、試驗研究和試驗后有限元分析4部分內容構成。最后,應用該設計方法成功指導南京緯三路長江隧道的接縫彈性密封墊設計,證明其科學性和可行性,可為我國類似盾構隧道防水設計實踐提供參考。

結合某水下盾構隧道工程的防水設計,采用大型有限元軟件abaqus對彈性密封墊的防水失效機理進行數(shù)值模擬研究。將本文有限元模型與前人簡化模型進行了對比分析,并對接縫張開及接縫錯開情況下的密封墊防水失效機理進行了分析。研究表明,在接縫張開的情況下,滲漏主要發(fā)生在密封墊間的接觸面上;接縫錯開的情況下,隨錯縫位移的增大,滲漏將由發(fā)生在密封墊接觸面上而轉變?yōu)榘l(fā)生在密封墊與混凝土間的接觸面上。

針對目前密封墊截面形式的研究多集中在對截面整體形式上,截面開孔形式選取多根據(jù)工程經(jīng)驗為主的情況。以某引水隧洞為背景,初步設計六種截面輪廓相同,開孔形式和填充率不同的密封墊截面,運用有限元計算軟件,對初設截面進行數(shù)值模擬,從內部應力、閉合壓力和防水能力等角度對圓角三角形和圓形兩種常用密封墊截面開孔形式以及密封墊的填充率進行了對比研究,得到了各截面形式密封墊在不同壓縮量下的變形和力學特性。主要結論如下:密封墊變形與密封墊孔洞形式和孔洞分布密切相關；圓角三角形的開孔形式從閉合壓力和防水能力上要優(yōu)于圓形開孔；開孔形式相同條件下,密封墊的防水能力和閉合壓力與填充率成正比。

屋面接縫密封防水是指采用不定型或定型密封防水材料，對屋面各種接縫或各種節(jié)點進 行密封處理，以達到接縫防水的目的。 屋面接縫和節(jié)點是屋面滲漏水的主要通道，原因是承受變形大、構造層次繁，施工面 積小，操作復雜，稍有不慎，密封質量就會受到影響，引致滲漏。所以對密封防水施工應予 以足夠重視。 一、密封防水施工程序和施工方法及機具 1、施工程序見下圖。 2、施工方法見下表。 3、施工機具見下表。 二、密封防水施工要求 1、材料選擇 （1）塑料油膏：耐熱度80℃、粘結強度＞0.2mpa、低溫柔性—10℃。 （2）聚氨酯改性塑料油膏：耐熱度80℃、延伸率336％、低溫柔性—40℃、揮發(fā)率＜ 1.37％、不透水性30min（0.1mpa）。 （3）桐油瀝青防水油膏：耐熱度80℃、粘結性≥15mm、揮發(fā)率≤2.8。 （4）橡膠桐油改性瀝青油膏：耐熱度80℃、粘結性≥15

建筑施工之屋面接縫密封防水 屋蓋系統(tǒng)的各種節(jié)點部位及各種接縫（以下統(tǒng)稱為接縫）是屋面滲漏水的主 要通道，密封處理質量的好壞直接影響屋面防水層的連續(xù)性和整體性，影響屋面 的保溫隔熱功能。因此，對于防水等級為i~iv級的工業(yè)與民用建筑屋面的接縫 部位均應用密封材料進行防水處理。 屋面接縫密封防水主要用于屋面構件與構件，各種防水材料的接縫及收頭的 密封防水處理和卷材防水屋面、涂膜防水屋面、剛性防水屋面及保溫隔熱屋面等 配套使用。雖然屋面接縫密封防水不構成一道獨立的防水層次，但它是各種形式 的防水屋面的重要組成部分，對保證屋面防水功能的可靠性起著重要作用。 16-4-1材料要求 密封材料是指用于各種接縫、接頭及構件連接處起水密性、氣密性作用的材 料。屋面工程中常使用不定型密封材料，即各種膏狀體，俗稱密封膏、嵌縫油膏。 按其組成材料的不同，屋面工程中使用的密封材料可分為兩類

上海朝興建設有限公司 技術交底記錄 工程名稱：編號：

16-4屋面接縫密封防水 屋蓋系統(tǒng)的各種節(jié)點部位及各種接縫（以下統(tǒng)稱為接縫）是屋面滲漏水的主 要通道，密封處理質量的好壞直接影響屋面防水層的連續(xù)性和整體性，影響屋面 的保溫隔熱功能。因此，對于防水等級為i~iv級的工業(yè)與民用建筑屋面的接縫 部位均應用密封材料進行防水處理。 屋面接縫密封防水主要用于屋面構件與構件，各種防水材料的接縫及收頭的 密封防水處理和卷材防水屋面、涂膜防水屋面、剛性防水屋面及保溫隔熱屋面等 配套使用。雖然屋面接縫密封防水不構成一道獨立的防水層次，但它是各種形式 的防水屋面的重要組成部分，對保證屋面防水功能的可靠性起著重要作用。 16-4-1材料要求 密封材料是指用于各種接縫、接頭及構件連接處起水密性、氣密性作用的材 料。屋面工程中常使用不定型密封材料，即各種膏狀體，俗稱密封膏、嵌縫油膏。 按其組成材料的不同，屋面工程中使用的密封材料可分為兩類

1/ 2/ 1/ 2/ 3/ 驗收結論監(jiān)理工程師： 年月日 第6.5.8條 檢查結果質量員： 年月日 目 密封部位的基層質量第6.5.6條 接縫寬度允許偏差和深度±10% 嵌填密封材料表面質量 防水材料及配套材料質量設計要求 密封材料嵌填質量第6.5.5條 施工依據(jù)gb50345－2012驗收依據(jù)gb50207-2012 目 驗收項目 規(guī)范規(guī)定 最小/實際 抽樣數(shù)量 檢查記錄 結果 分包單位項目經(jīng)理檢驗批部位屋面接縫密封防水 屋面工程(防水與 密封) 分項工程名稱接縫密封防水 施工單位 吉林省長泓水利工程有 限責任公司 項目經(jīng)理郝立明檢驗批容量 表b.7.1屋面接縫密封防水檢驗批質量驗收記錄 編號：04-03-b.7.1-1 工程名稱 2017年長春市舊城改造 項目（朝陽區(qū)）朝陽區(qū) 2017年老舊住宅區(qū)綜合 整治項目

2、其它項目：按比例抽樣后，依次填寫檢查記錄 a軸∕h軸交1軸∕12軸 a軸∕h軸交1軸∕12軸 a軸∕h軸交1軸∕12軸 接縫寬度a軸∕h軸交1軸∕12軸 a軸∕h軸交1軸∕12軸 檢查： 符合規(guī)范要求 密封材料嵌填應密實、連續(xù)、飽滿，粘結牢固，不得有氣泡 、開裂、脫落等缺陷 密封防水部位的基層應符合規(guī)范要求 嵌填的密封材料表面應平滑，縫邊應順直，應無明顯不平和 周邊污染現(xiàn)象 檢查情況記錄 填寫說明： 1、全檢項目：用文字敘述檢查情況 檢查部位 監(jiān)理校核：年月日驗收日期： ±10% 記錄： 接縫密封防水層現(xiàn)場驗收檢查原始記錄 共頁第頁 編號德宏職業(yè)學院圖書館-c4-04-03-04-001 單位（子單位） 工程名稱 檢驗批部位 德宏職業(yè)學院圖書館 斜屋面 質量驗收規(guī)范 允許偏差 （mm） 施工質量驗收規(guī)范規(guī)

16-4屋面接縫密封防水 屋蓋系統(tǒng)的各種節(jié)點部位及各種接縫（以下統(tǒng)稱為接縫）是屋面滲漏水的主 要通道，密封處理質量的好壞直接影響屋面防水層的連續(xù)性和整體性，影響屋面 的保溫隔熱功能。因此，對于防水等級為i~iv級的工業(yè)與民用建筑屋面的接縫 部位均應用密封材料進行防水處理。 屋面接縫密封防水主要用于屋面構件與構件，各種防水材料的接縫及收頭的 密封防水處理和卷材防水屋面、涂膜防水屋面、剛性防水屋面及保溫隔熱屋面等 配套使用。雖然屋面接縫密封防水不構成一道獨立的防水層次，但它是各種形式 的防水屋面的重要組成部分，對保證屋面防水功能的可靠性起著重要作用。 16-4-1材料要求 密封材料是指用于各種接縫、接頭及構件連接處起水密性、氣密性作用的材 料。屋面工程中常使用不定型密封材料，即各種膏狀體，俗稱密封膏、嵌縫油膏。 按其組成材料的不同，屋面工程中使用的密封材料可分為兩類

盾構隧道管片接縫防水是隧道防水的關鍵,直接影響到隧道的防水效果和隧道的耐久性。采用國內外理論與實踐經(jīng)驗,進行管片接縫防水密封墊初步設計,然后模擬施工極限裝配誤差,對初步設計進行防水性能與裝配性能實驗。根據(jù)實驗結果對防水密封墊斷面尺寸與結構形式及材料進行優(yōu)化,并最后確定最優(yōu)的防水密封墊設計。因此,對于管片接縫密封墊設計,通過防水性能與裝配性能實驗優(yōu)化設計應該成為設計中的重要步驟,對保證管片密封墊防水性能及管片拼裝質量具有重要的意義。

1 屋面防水的接縫密封施工技術 1一般規(guī)定 1.1屋面防水的接縫密封基本有三種類型： （1）屋面結構層的密封處理。如變形縫、水落口、穿出屋面的管道、預制鋼筋混凝土 結構板端縫及部分側縫等。 （2）避免影響防水層防水質量的其它屋面結構層密封處理。如找平層分格縫、保護層 分格縫等。 （3）保證防水層防水效果的密封。如剛性防水屋面防水層分格縫、剛性防水層與屋面 突出結構間的縫隙、剛性防水層與檐溝的接縫密封等，以及卷材和涂膜防水層的收頭、泛 水和其它細部的密封處理。 1.2結構層板縫防水密封處理的典型結構形式見圖1.4所示。 （1）“襯墊背襯材料→密封嵌填→ 外露面加保護層”是所有接縫密封處理的 基本構造形式。 （2）屋面基層結構的鋼筋混凝土板端 頭縫、涂膜防水無保溫屋面基層結構的鋼 筋混凝土板側縫位置，按典型結構形式處 理。 （3）屋面的各種變形縫、以及剛性防 水屋面防水層分

3、屋面密封材料接縫密封 做防水層前要先交底作樣板，經(jīng)自檢后，形成書面資料，報分公司工程科驗收， 建筑面積超過10000㎡的，要上報總公司質量技術部進行核驗，經(jīng)驗收合格后，會 同監(jiān)理單位驗收，驗收合格方能展開大面積施工。在驗收核驗中提出的各類問題， 要對原技術交底進行修改增補加以完善，作為正式交底，走交底程序。 3.1工藝流程： 準備→接縫槽內清理、整修→嵌填背襯材料→粘貼遮擋膠條→涂刷基層處理劑 →嵌填密封材料→密封材料抹平壓光→揭去遮擋膠條→養(yǎng)護→檢查→保護層施工 3.2過程管理控制： 3.2.1準備：技術交底已下達，密封材料、背襯材料及其他輔助材料均應按設計 要求選購進場，并按規(guī)定保管、貯存。接縫槽尺寸符合要求，并清理干凈。所用材 料以滿足正常施工需求，且已試化驗合格，水電預埋安裝到位，并與安裝水電人員 溝通，以確定整體防水層順序和應注意的事項。施工現(xiàn)場條件符合防水作業(yè)要求