[发明专利]一种双道密封垫防水能力获取方法

说明书

本发明公开了一种双道密封垫防水能力获取方法，该方法包括：计算内侧密封垫即将发生渗漏时外侧密封垫的残余防水能力值与外侧密封垫单独防水时的防水能力值之间的对应关系，该对应关系通过残余防水能力折减系数进行表征；确定双道密封垫的总防水能力值，该总防水能力值为内侧密封垫的防水能力值与外侧密封垫在内侧密封垫即将发生渗漏时的残余防水能力值之和；通过调整内外侧密封垫防水能力的比例关系，实现双道防水总防水能力的最优化，并按此布设防水密封垫。本发明提出了全新的密封垫防水能力获取方法，打破了传统双道密封垫设防能力的计算理论，可显著提高盾构隧道的防水安全性，对盾构隧道适应高水压和延长设计使用寿命有重要意义。

技术领域

本发明属于盾构隧道技术领域，更具体地，涉及一种双道密封垫防水能力获取方法。

背景技术

近三十年特别是进入21世纪以来，随着我国城市地铁、水下隧道的建设，盾构法在我国得到了快速发展，并且在隧道埋深、直径、承受的水压方面一次又一次地创造着新的记录，盾构隧道的防水设计也迎接着越来越大的挑战。盾构法隧道结构采用预制管片拼装而成，每块管片均设有防水系统，再组合成整体防水系统。由于管片接缝防水是整个防水系统中最为关键的部位，随着水压的增加，采用双道防水密封垫越来越成为一种主流趋势。

现有双道密封垫防水能力的设计思路是：考虑管片接缝多，难免因密封垫施工不到位而存在薄弱之处，双道密封垫比单道密封垫增加了1～2道防线，可以提高防水可靠性。并且认为，由于各道密封垫均可能存在薄弱之处，地下水一旦突破第一道防线，就会在双道密封垫之间串流，进而从第二道密封垫的最薄弱之处引发发生渗漏，因而有理论认为双道密封垫并不能提高整个系统的防水能力，仅仅是一种防水能力的储备。但是，如果单纯以内侧密封垫或外侧密封垫各自的防水能力作为双道密封垫的总体防水能力，或者以内侧密封垫和外侧密封垫各自的防水能力之和作为双道密封垫的总体防水能力均是不合理的，无法准确反映出双道密封垫的防水能力，一旦盾构法隧道结构的防水设计不合理，则容易出现渗漏，严重影响其防水安全性。

为满足深埋水下隧道的建设需要，指导高水压盾构隧道设计，要解决的关键技术问题为双道密封垫的防水能力的计算。当采用双道密封垫作为盾构隧道的防水系统时，能够预先对双道密封垫的总体防水能力进行计算，进而设置合理的最大防水水压，对于盾构隧道的防水安全性具有重大意义，并为隧道向更深发展提供理论支撑。

发明内容

针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种双道密封垫防水能力获取方法，其目的在于解决双道密封垫的防水能力无法量化计算，导致盾构法隧道结构的防水设计不合理，严重影响其防水安全性的问题。

为实现上述目的，按照本发明的第一个方面，提供了一种双道密封垫防水能力获取方法，所述双道密封垫包括内侧密封垫和外侧密封垫，且所述内侧密封垫的防水能力不高于外侧密封垫；该计算方法包括以下步骤：

S1：基于流体力学方程计算内侧密封垫即将发生渗漏时外侧密封垫的残余防水能力值与外侧密封垫单独防水时的防水能力值之间的对应关系，所述对应关系通过残余防水能力折减系数进行表征；

S2：确定双道密封垫的总防水能力值，所述总防水能力值为内侧密封垫的防水能力值与外侧密封垫在内侧密封垫即将发生渗漏时的残余防水能力值之和，计算公式如下：

P₃＝P₂+αP₁

F＝P₃/P₁＝P₂/P₁+α

其中，P₃表示双道密封垫的总防水能力值；P₂表示内侧密封垫单独防水时的防水能力值；αP₁表示内侧密封垫即将发生渗漏时外侧密封垫的残余防水能力值；P₁表示外侧密封垫单独防水时的防水能力值；α表示残余防水能力折减系数，通过防水试验获取；F表示双道密封垫的总防水系数。