盾構隧道襯砌接頭的構造與耐久性的研究.pdf

1、隨著隧道主體結構的設計使用年限增加到100年，盾構隧道耐久性能要求更高了。同時已建的盾構隧道在使用過程中出現(xiàn)了滲漏，鋼筋銹蝕，混凝土管片破損等許多問題，造成大量人力物力的損失。眾所周知，在盾構隧道襯砌結構中管片環(huán)向接頭和管片縱向環(huán)間接頭的構造及其耐久性對襯砌整體結構的受力變形和耐久性起著極其重要的影響作用。故有必要通過試驗及理論分析對盾構隧道的襯砌接頭的構造及其耐久性等問題進行專門研究。 本項研究結合國家自然科學基金項目《地下混

2、凝土襯砌結構的耐久性與使用壽命》，以上海長江隧道工程為背景，針對影響接頭耐久性的主要因素開展研究。一方面為當今我國盾構隧道中的防水材料提出新的預測其使用壽命的模型，簡化壽命預測方法，進行試驗研究：并通過對盾構隧道襯砌接頭結構和耐久性的研究結合防水措施提出優(yōu)化建議；另一方面為研究大型越江隧道的受力狀態(tài)和破壞機理及評價襯砌接頭的安全性進行縱向受力分析。 本文主要研究內容和成果包括： 1.分析了盾構隧道接頭的構造及影響其耐久性

3、的常見因素。通過研究盾構隧道接頭的構造和對國內外常用的多種接頭形式的比較，提出了接頭防水材料的耐久性，襯砌接頭的受力特性，等等也是盾構隧道整體耐久性的重要影響因素。 2.實驗研究了盾構隧道中常用的防水橡膠材料。根據(jù)對盾構隧道的兩種常用的橡膠——三元乙丙橡膠及遇水膨脹橡膠材料的室內快速老化試驗的結果，得出兩種橡膠的熱氧老化規(guī)律。其中遇水膨脹橡膠老化后的拉伸性能和膨脹性能的試驗結果，彌補了遇水膨脹橡膠在基礎研究方面的空白。

4、3.提出了橡膠壽命的預測模型。通過對橡膠試驗結果的分析，提出新的橡膠壽命的預測模型；運用數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計軟件，簡化數(shù)據(jù)處理的程序；對盾構隧道常用橡膠的使用壽命進行預測。得到在熱氧老化環(huán)境中三元乙丙橡膠和遇水膨脹橡膠的使用壽命能達到100年的結論。 4.評估了防水材料的耐久性；并提出提高其耐久性的優(yōu)化方案。根據(jù)橡膠材料使用年限的預測結果，結合對盾構隧道接頭形式及防水措施的研究，對提高防水質量和接頭剛度從管片拼裝形式，襯砌接頭形式，襯砌