铁路盾构隧道接缝渗漏风险分析.pdf

中国科技期刊数据库工业A

中国科技期刊数据库工业A

铁路盾构隧道接缝渗漏风险分析

白国宇

西安铁一院工程咨询管理有限公司，陕西西安710000

摘要：在地铁隧道盾构掘进的过程中，隧道的横向与纵向变形张开量加剧了渗漏水的影响。本文对此问题进行了

一系列研究，基于防水密封垫接触面的受力状态以及其投入使用时间的发展规律，对接缝渗漏水的计理进行了研

究，掌握了环纵缝防水密封垫的接触压力与横断面变形、纵向沉降曲率半径的变化，旨在对接缝的渗漏的分析具

有积极作用。

关键词：地铁；盾构隧道；接缝变形；渗漏水；风险

中图分类号：U231

0引言价值，并为进一步优化盾构隧道设计提供了重要参考。

城市轨道交通盾构隧道中，渗漏水不仅导致水土1盾构隧道接缝变形计算

流失，更引发隧道结构的差异性沉降，危及隧道的整1.1纵缝变形计算

体稳定性。盾构隧道的接缝部位由于材料刚度较弱、在南京地铁盾构隧道施工过程中，受外部超载等

密封性能受限，往往成为渗漏水的主要通道，使得水因素的影响，其横断面极易发生显著的水平收敛变形，

土侵蚀效应加剧。长期的渗漏会促成隧道结构局部变并在结构上呈现出“横鸭蛋”状异常形态。该结构形

[1]

形与不均匀沉降，进一步削弱其承载能力。准确识别变主要集中在盾构隧道管片接缝部位，负弯矩的作用

渗漏水的成因和路径，结合病害位置的刚度分析和变促使接头位置张开，进一步为渗漏水的潜在通道提供

形机制，对于渗漏水病害的科学评估和系统治理至关[2]

了条件。在错缝拼装的作用下，隧道腰部的接头受到

重要，为后续隧道修复和防护策略的制定奠定了理论负弯矩的作用外侧受张，隧道的管片外径可能存在微

基础。小但累积性的变形，增大了隧道承载能力的风险。

刘印（2011）认为盾构隧道的纵向不均匀沉降易朱斌（2014）基于南京地铁盾构隧道的工程背景，

导致接头张开或错台变形，使得密封界面的应力显著运用三维数值计算模型，深入分析了错缝拼装结构的

下降，进而削弱了防水弹性密封垫的封堵能力。此外，纵缝张开特征及水平直径收敛变形。通过精确模拟，

外部水压的增加则进一步加剧了渗漏风险，特别是在该研究得出一项重要的拟合关系，揭示出最大纵缝张

接缝处密封垫的接触应力低于水压力时，更易引发水开量与水平直径收敛变形之间的定量关联。该拟合公

渗入隧道结构。针对这些隐患，隧道防水设计应着重式不仅有效地捕捉了结构的变形特征，更可在已知收

考虑接缝结构的稳定性与防水密封垫的长期可靠性，敛变形条件下预测接缝张开量，提供了实践层面的指

以降低渗漏可能性，确保隧道的结构安全性和耐久性。导价值。

本文系统地剖析了南京地区地铁盾构隧道在不同=0.1291D-1.8508（1）

变形条件下的渗漏水风险。通过构建横向收敛变形与

式中，为张开量mm，D为直径，m

纵向沉降曲率半径、环缝错台变形的多重关系模型，

1.2环缝变形计算

揭示了接缝和接头在不同应力状态下的变形机理。基