盾構(gòu)隧道襯砌接頭的構(gòu)造與耐久性的研究.pdf

1、隨著隧道主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限增加到100年，盾構(gòu)隧道耐久性能要求更高了。同時已建的盾構(gòu)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(gòu)隧道襯砌結(jié)構(gòu)中管片環(huán)向接頭和管片縱向環(huán)間接頭的構(gòu)造及其耐久性對襯砌整體結(jié)構(gòu)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(gòu)隧道的襯砌接頭的構(gòu)造及其耐久性等問題進行專門研究。 本項研究結(jié)合國家自然科學(xué)基金項目《地下混

2、凝土襯砌結(jié)構(gòu)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(dāng)今我國盾構(gòu)隧道中的防水材料提出新的預(yù)測其使用壽命的模型，簡化壽命預(yù)測方法，進行試驗研究：并通過對盾構(gòu)隧道襯砌接頭結(jié)構(gòu)和耐久性的研究結(jié)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(nèi)容和成果包括： 1.分析了盾構(gòu)隧道接頭的構(gòu)造及影響其耐久性

3、的常見因素。通過研究盾構(gòu)隧道接頭的構(gòu)造和對國內(nèi)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(gòu)隧道整體耐久性的重要影響因素。 2.實驗研究了盾構(gòu)隧道中常用的防水橡膠材料。根據(jù)對盾構(gòu)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(nèi)快速老化試驗的結(jié)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(jié)果，彌補了遇水膨脹橡膠在基礎(chǔ)研究方面的空白。

4、3.提出了橡膠壽命的預(yù)測模型。通過對橡膠試驗結(jié)果的分析，提出新的橡膠壽命的預(yù)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(gòu)隧道常用橡膠的使用壽命進行預(yù)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(dá)到100年的結(jié)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(yù)測結(jié)果，結(jié)合對盾構(gòu)隧道接頭形式及防水措施的研究，對提高防水質(zhì)量和接頭剛度從管片拼裝形式，襯砌接頭形式，襯砌