汕头湾海底隧道是国内外首座设计时速为350 km的单洞双线高速铁路海底隧道,采用1台直径14.57 m泥水平衡盾构机施工。盾构段水压达0.84 MPa,管片接缝处防水主要通过设置双道三元乙丙橡胶弹性密封垫实现。为研究合理的密封垫截面型式,确保管片接缝防水能够满足铁路运营要求,采用非线性有限元软件ABAQUS,对初选的内、外道密封垫断面建立二维有限元模型进行计算分析,根据压缩反力曲线、压缩形态,接触面应力大小及分布情况等指标综合分析确定内、外道密封垫断面4为推荐方案;利用“T”形模拟水压试验台对推荐方案断面进行最不利工况下防水试验验证,确定内、外道密封垫断面4可用于汕头湾海底隧道盾构管片接缝防水。

针对预制拼装综合管廊管片接缝防水密封垫的耐久性问题,以广州市某综合管廊工程为依托,采用实际工程使用的三元乙丙橡胶密封垫,设置不同的接缝高度与老化温度,对密封垫开展长期防水性能试验研究。根据密封垫随老化时间变化的压缩接触应力和永久变形数据,拟合得出密封垫性能老化函数模型,研究不同接缝高度的密封垫能否满足相关规范规定的100年防水使用要求,以期为实际工程设计提供参考。