一種盾構(gòu)隧道管片襯砌密封墊過火試驗方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及地下建筑工程技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，涉及一種盾構(gòu)隧道管片襯砌密封 墊過火試驗方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著現(xiàn)在各地修建城市地下鐵路的大發(fā)展時期，大多數(shù)城市地鐵隧道都是采用盾 構(gòu)法開挖。盾構(gòu)技術(shù)在我國地鐵工程及城市地下空間開發(fā)利用得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003] 盾構(gòu)技術(shù)的高效掘進一直是地下工程技術(shù)領(lǐng)域研究的熱點問題之一。隨著大型盾 構(gòu)隧道工程的大量建設(shè)，作為盾隧道的關(guān)鍵技術(shù)之一的隧道盾構(gòu)防水技術(shù)已經(jīng)成為制約盾 構(gòu)隧道安全和正常使用的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，在工程技術(shù)領(lǐng)域和學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域得到了廣泛的重 視。尤其是在火災(zāi)條件下，盾構(gòu)隧道襯砌防水是一個十分重要的問題。盾構(gòu)隧道防水研究主 要體現(xiàn)在接縫防水的處理、密封結(jié)構(gòu)、密封墊及其制備。CN104612723A公開了一種盾構(gòu)隧道 管片接縫防水密封結(jié)構(gòu)。CN204002859公開了一種盾構(gòu)法隧道管片接縫防水彈性密封墊。尚 未有測定盾構(gòu)隧道管片襯砌密封墊在火災(zāi)條件的防水性能的實驗方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種盾構(gòu)隧道管片襯砌密封墊過火試驗方法。
[0005] 為達到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：
[0006] -種盾構(gòu)隧道管片襯砌密封墊過火試驗方法，包括以下步驟：
[0007] 1)根據(jù)GB18173.4-2010,通過"一字縫試驗"、"T字縫試驗"及壓縮拉伸試驗確定影 響密封墊防水性能所需的參數(shù)：
[0008] 所需的參數(shù)包括：
[0009] 物理性能參數(shù):硬度、拉伸強度、壓縮永久變形、拉伸強度變化率、拉伸率變化率、 硬度變化、伸長率、防霉等級和耐水性；
[0010] 耐水壓參數(shù):不同張開量、錯位量所對應(yīng)的水壓值；
[0011 ] 2)將密封墊內(nèi)環(huán)和外環(huán)分別切片取樣，得密封墊樣條，分別測試密封墊樣條中各 組分的物理性能以及密封墊樣條的防水性能；
[0012] 3)進行過火實驗，包括以下步驟：
[0013] a.在盾構(gòu)隧道管片上黏貼拼裝密封墊樣條，得到拼裝好的盾構(gòu)隧道初砌結(jié)構(gòu)；
[0014] b.對步驟a中管片和密封墊樣條編號；
[0015] c.在盾構(gòu)隧道管片內(nèi)環(huán)和外環(huán)處黏貼拼裝密封墊樣條的位置安裝溫度傳感器； [0016] d.進行過火測試，得到溫度數(shù)據(jù)，并繪制溫度-時間曲線；
[0017] 4)測試過火后密封墊樣條的防水性能；
[0018] 5)對比過火前后密封墊樣條的防水性能數(shù)據(jù)；
[0019] 6)根據(jù)步驟5)中的對比數(shù)據(jù)，設(shè)計密封墊的斷面形式和材料形式；
[0020] 7)根據(jù)步驟3)過火實驗得到的溫度數(shù)據(jù)，對設(shè)計好的密封墊進行無氧高溫模擬實 驗，測量防水性能。
[0021] 優(yōu)選地，步驟2)中，所述密封墊樣條中各組分包括三元乙丙橡膠和遇水膨脹橡膠。
[0022] 優(yōu)選地，步驟2)中，所述密封墊樣條是從密封墊內(nèi)環(huán)和外環(huán)分別切片取樣后，從外 環(huán)樣條和內(nèi)環(huán)樣條中均隨機抽取十組進行測試。
[0023] 優(yōu)選地，步驟3)中，所述步驟d的過火測試方法為:對盾構(gòu)隧道初砌結(jié)構(gòu)點火，按照 實際火災(zāi)升溫規(guī)律進行升溫，達到預(yù)設(shè)時間、溫度后，熄滅爐火。
[0024]進一步的，步驟3)中，所述步驟c中黏貼拼裝可選自錯縫拼裝。
[0025] 進一步的，步驟4)中，密封墊的防水性能主要與其壓縮性能有關(guān)，因此主要測量其 過火后密封墊的壓縮永久變形。
[0026] 優(yōu)選地，步驟7)中所述無氧高溫模擬實驗是指在無氧條件下，對設(shè)計好的密封墊 進行升溫實驗，升溫規(guī)律與步驟3)d中的溫度-時間曲線一致。
[0027]本發(fā)明的有益效果如下：
[0028] 1、本發(fā)明的分析方法可以有效地測試出密封墊的防水性能，考慮了防水條的材料 成分，在固定的材料基礎(chǔ)上，根據(jù)數(shù)據(jù)模擬，能夠得到最佳受力形式和防水斷面形式，以便 采用更為合適的材料。
[0029 ] 2、本發(fā)明的分析方法簡便，成本低、效率高。
[0030] 3、本發(fā)明中利用盾構(gòu)隧道管片和密封墊等參數(shù)，通過實際火災(zāi)升溫曲線，通過不 同時間對應(yīng)施加不同的溫度模擬實際火災(zāi)溫度，按照錯縫拼裝測試密封墊防水性能，從而 得到在火災(zāi)條件下盾構(gòu)隧道管片襯砌密封墊防水性能的實驗方法。
【附圖說明】
[0031] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細的說明。
[0032] 圖1示出了本發(fā)明實施例中溫度傳感器的布置圖。
[0033] 圖2示出了本發(fā)明實施例中過火實驗得到的的溫度-時間曲線。
[0034] 圖3示出了本發(fā)明實施例中過火實驗后密封墊的壓縮性能變化曲線。
【具體實施方式】
[0035] 為了更清楚地說明本發(fā)明，下面結(jié)合優(yōu)選實施例和附圖對本發(fā)明做進一步的說 明。附圖中相似的部件以相同的附圖標記進行表示。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，下面所具體 描述的內(nèi)容是說明性的而非限制性的，不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護范圍。
[0036] 實施例1
[0037] -種盾構(gòu)隧道管片襯砌密封墊過火試驗的方法，步驟如下：
[0038] 1)收集并整理確定影響密封墊防水性能所需的參數(shù)，所述的參數(shù)包括：
[0039] 物理性能參數(shù):硬度、拉伸強度、壓縮永久變形、拉伸強度變化率、拉伸率變化率、 硬度變化、伸長率、防霉等級和耐水性；
[0040] 耐水壓參數(shù):不同張開量、錯位量所對應(yīng)的水壓值；
[0041] 2)以北京地下直徑線盾構(gòu)隧道用防水密封橡膠墊為例，該密封墊由三元乙丙橡膠 和遇水膨脹橡膠組成，將密封墊內(nèi)環(huán)和外環(huán)分別切片取樣，從外環(huán)樣條和內(nèi)環(huán)樣條中均隨 機抽取十組，測試密封墊樣條中各組分的物理性能以及密封墊樣條的防水性能，物理性能 如表1，表2所不，
[0042]表1三元乙丙橡膠物理性能測試
[0043]
[0
[0045]表2遇水膨脹橡膠物理性能測試
[0046]
[0047]密封墊樣條防水性能如表3所示；
[0048] 表3內(nèi)外環(huán)密封墊樣條防水性能數(shù)據(jù)表
[0049]
[0050] 3)進行過火實驗，步驟為：
[0051] a.在盾構(gòu)隧道管片上錯縫拼裝密封墊樣條，得到拼裝好的盾構(gòu)隧道初砌結(jié)構(gòu)；
[0052] b.對步驟a中的管片和密封墊分別進行編號；
[0053] c.在盾構(gòu)隧道管片內(nèi)環(huán)和外環(huán)處黏貼拼裝的密封墊樣條上安裝溫度傳感器，安裝 位置如圖1所示；
[0054] d.對拼裝好的盾構(gòu)隧道初砌結(jié)構(gòu)點火，按照實際火災(zāi)升溫規(guī)律進行升溫，達到預(yù) 設(shè)時間、溫度后，媳滅爐火，并繪制溫度-時間曲線，如圖2所示；
[0055] 4)測試過火后密封墊樣條的防水性能：
[0056] 密封墊的防水性能主要與其壓縮性能有關(guān)，因此主要測量其過火后密封墊的壓縮 永久變形，對過火后密封墊進行T字型水壓試驗，記錄其不同張開量、錯位量對應(yīng)的水壓值， 結(jié)果如表4所示。
[0057] 表4不同高溫條件下，橡膠密封墊過火后防水性能數(shù)據(jù)表
[0058]
[0059] 5)對比過火前后密封墊的防水性能數(shù)據(jù)；
[0060]比較表4和表1、表2可以看出，經(jīng)過高溫后的橡膠密封墊已經(jīng)喪失部分彈性，橡膠 密封墊的防水性能與高溫試驗前相比大幅下降。
[0061 ]該組試驗從高溫加熱開始到水壓試驗結(jié)束的整個過程中，橡膠密封墊一直裝配在 T字型水壓臺內(nèi)，能夠最大可能消除儀器誤差和人為誤差的干擾，較好地模擬盾構(gòu)隧道接縫 處橡膠密封墊老化后的防水性能；
[0062] 6)通過對不同三元乙丙橡膠含量及連接形式組成的密封墊的耐火防水性能數(shù)據(jù) 的對比，根據(jù)其不同的耐高溫性能，通過考慮替換不同的橡膠材料組分，設(shè)計新的斷面形式 和材料形式；
[0063] 7)根據(jù)過火試驗得到的溫度數(shù)據(jù)，對步驟6)設(shè)計的新的密封墊進行無氧高溫模擬 實驗，在無氧條件下，對設(shè)計好的密封墊進行升溫實驗，升溫規(guī)律與步驟3)d中的溫度-時間 曲線一致，測量其防水性能。
[0064] 顯然，本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對 本發(fā)明的實施方式的限定，對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可 以做出其它不同形式的變化或變動，這里無法對所有的實施方式予以窮舉，凡是屬于本發(fā) 明的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之列。
【主權(quán)項】
1. 一種盾構(gòu)隧道管片襯砌密封墊過火試驗方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 確定影響密封墊防水性能所需的參數(shù)，所需的參數(shù)包括： 物理性能參數(shù):硬度、拉伸強度、壓縮永久變形、拉伸強度變化率、拉伸率變化率、硬度 變化、伸長率、防霉等級和耐水性； 耐水壓參數(shù):不同張開量、錯位量所對應(yīng)的水壓值； 2) 將密封墊內(nèi)環(huán)和外環(huán)分別切片取樣，得密封墊樣條，分別測試密封墊樣條中各組分 的防水性能，所述防水性能參數(shù)包括步驟1)所述的物理性能參數(shù)以及耐水壓參數(shù)； 3) 進行過火實驗，包括以下步驟： a. 在盾構(gòu)隧道管片上黏貼拼裝密封墊樣條，得到拼裝好的盾構(gòu)隧道初砌結(jié)構(gòu)； b. 對步驟a中管片和密封墊樣條編號； c. 在盾構(gòu)隧道管片內(nèi)環(huán)和外環(huán)處黏貼拼裝密封墊樣條的位置安裝溫度傳感器； d. 進行過火測試，得到溫度數(shù)據(jù)，并繪制溫度-時間曲線； 4) 測試過火后密封墊樣條的防水性能； 5) 對比過火前后密封墊樣條的防水性能數(shù)據(jù)； 6) 根據(jù)步驟5)中的對比數(shù)據(jù)，設(shè)計密封墊的斷面形式和材料形式； 7) 根據(jù)步驟3)過火實驗得到的溫度數(shù)據(jù)，對設(shè)計好的密封墊進行無氧高溫模擬實驗， 測量防水性能。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2)中，所述密封墊樣條中各組分包括 三元乙丙橡膠和遇水膨脹橡膠。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2)中，所述密封墊樣條是從密封墊內(nèi) 環(huán)和外環(huán)分別切片取樣后，從外環(huán)樣條和內(nèi)環(huán)樣條中均隨機抽取十組進行測試。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：步驟3)中，所述步驟d的過火測試方法為： 對盾構(gòu)隧道初砌結(jié)構(gòu)點火，按照實際火災(zāi)升溫規(guī)律進行升溫，達到預(yù)設(shè)時間、溫度后，熄滅 爐火。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟7)中所述無氧高溫模擬實驗是指在無 氧條件下，對設(shè)計好的密封墊進行升溫實驗，升溫規(guī)律與步驟3)d中的溫度-時間曲線一致。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種盾構(gòu)隧道管片襯砌密封墊的過火試驗方法，該方法包括如下步驟：確定影響密封墊防水性能所需的參數(shù)、對密封墊內(nèi)外環(huán)取樣測試各組分防水性能、將密封墊進行過火實驗、測試過火實驗后密封墊的防水性能并收集數(shù)據(jù)，通過防水性能數(shù)據(jù)的對比，設(shè)計密封墊的斷面形式和材料組成形式，測試設(shè)計好的密封墊的防水性能。該試驗方法簡單且實驗精度高，有效的提供了測定盾構(gòu)隧道管片襯砌密封墊在火災(zāi)條件的防水性能的實驗方法。
【IPC分類】G01N3/60
【公開號】CN105547892
【申請?zhí)枴緾N201610064673
【發(fā)明人】袁大軍, 劉騰, 王安華, 王虎
【申請人】北京交通大學(xué)
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2016年1月29日