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管片防水防裂有妙招!锚定式隧道管片密封垫在欧美工程中的应用

隧道管片密封垫

隧道衬砌管片之间密封垫是确保隧道使用寿命的重要部件,它保护着衬砌和隧道内部,使其免受地下水或其他物质在压力下侵入隧道。目前,密封垫设计和其材料依旧在不断发展,使管片拼装效率和管片性能不断改进。本期,小编就带您了解一下欧美地区隧道管片密封垫的最新发展,以及其在工程中的应用!


发展历程


锚定密封垫

传统隧道管片密封垫多由挤压式EPDM三元乙丙橡胶制成,为蜂窝状多孔结构,在衬砌管片拼装时按所知形式受压,形成密封。近年来,随着施工方对密封垫的要求提高,逐渐出现了锚定式(注入型)密封垫,在其横截面上设置脚形延伸段,可在管片浇筑时嵌入到混凝土内,免除了管片拼装之前将密封垫黏贴入槽的步骤,也消除了在黏贴时溶剂的烟雾问题和可燃性材料风险。


欧美早期应用

■ 莫斯科长500m,外径3.15m的下水道工程(2008,首次应用);

■ 伦敦长1km的Islington排水隧道;

■ 卡塔尔卡长33km的多哈地铁绿线隧道;

■ 华盛顿Blue Plains合流污水溢流隧道;

■ 旧金山中央地铁隧道;

■ 意大利佛罗伦萨NODO di Firenze高铁隧道


存在缺陷

2010年,伦敦长7km的Lee污水隧道使用了锚定式管片密封垫,出现了边角不服帖情况:由于密封垫的边角材料需斜接和硫化,密封垫截面孔洞通过硫化材料的填充,使得斜接处硬化,使EPDM材料压缩性能变差,导致管片拼装困难,或在拼装后引起接角开裂。


革新产品


为了解决密封垫在角部的性能问题,业内多家欧美公司研制了不同的解决方案:

解决方案

■ ES Rubber公司通过在管片模具内使用矩形销钉封闭密封垫平面凹槽,从而防止硫化材料进入,但同时仍旧支撑角部顶尖。该设计的反力荷载仅为密封垫平面的大约120% ,而非普通硫化角部的300%。

■ VIP Polymers的密封垫表面设有薄层硫化“镀膜”,使密封垫安装时避免硫化材料大量堆积,从而让密封垫截面原有空间继续具备足够的可压缩性而形成水密,防止在管片周围混凝土施加过分的应力。同时,配合该公司生产的柔性管片密封垫角,适配每张管片角部,让其在全垫片面上受压均匀,并可允许管片移动适应角部免受点载荷。


亲水橡胶垫

■  在普通的锚定密封垫内加入部分亲水材料,在安装完毕后与水接触则会膨胀,发挥进一步密封作用。然而,该材料无法存储在室外或潮湿环境下,发生膨胀会导致密封垫失效。此外,全由亲水材料制成的密封垫也有应用,但是其应用范围较小。


耐高压密封垫

■ 随着隧道的埋深越来越大,相应的较高的地下水压力只能通过隧道衬砌材料设计改善来抵御,因此密封垫所需承受的水压也越来越高。


密封垫的额定压力取决于内部结构的化合物,尺寸和