[發明專利]面向沉管隧道用橡膠止水帶硬度分層方法及其橡膠止水帶

有效

• 申請號: 201310480873.2
• 申請日: 2013-10-15
• 公開（公告）號: CN103526776A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 羅勇歡;馮正林;王三孟;陳婭玲;郭紅峰;王進
• 申請（專利權）人: 株洲時代新材料科技股份有限公司
• 主分類號: E02D29/073
• 分類號: E02D29/073;E02D29/16
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所 31251
• 代理人: 王法男

技術領域

本發明涉及一種工程構筑物中的防水部件的性能改進方法以及改進后的防水部件，具體地說是涉及一種面向沉管隧道用的橡膠止水帶的硬度改進方法以及改進后的橡膠止水帶。?

背景技術

沉管法是20世紀初發展起來的一種修建水下隧道的新工法，隨著國內外沉管隧道的順利運行，沉管法已成為水下隧道建設的首選工法。沉管隧道水下接頭是沉管隧道施工技術的核心所在，其工作特性和效果將直接影響沉管隧道的質量及使用壽命，GINA橡膠止水帶普遍用作接頭的第一道防水，對其正常工作性能分析顯得尤為重要。沉管隧道的每一個管段都是一個預制件，在管段之間和管段與通風塔之間存在接頭。管段接頭是沉管隧道的重要部位，同時也是薄弱部位，其結構強度和剛度相對混泥土而言都顯得非常脆弱。接頭一般分為兩種形式：一種接頭具有與其連接管段相似的斷面剛度和強度——剛性接頭；另一種接頭則允許在三個主軸方向上有相對位移——柔性接頭。目前，國內外沉管隧道多采用柔性接頭，柔性接頭的防水體系一般采用“壓縮式橡膠止水帶（GINA橡膠止水帶）+內貼式橡膠止水帶（OMEGA橡膠止水帶）”雙層組合的方式。常規沉管隧道管節接頭結構斷面如附圖3所示，常規沉管隧道用橡膠止水帶5的結構如附圖2所示，從圖中可以看出常規沉管隧道用橡膠止水帶5主要組成特征包括尖部、主體和底部，且橡膠止水帶各個功能結構單元采用同一硬度膠料，鼻尖主要用于壓縮變形；中部主體主要用于承載、剪切和壓縮；底部主要用于承載。?

沉管隧道管節之間的密封止水問題，涉及沉管隧道用橡膠止水帶的可靠性，已經成為隧道能否順利運行的關鍵項點。目前，用于沉管隧道第一層防水的GINA止水帶普遍采用單硬度橡膠硫化而成，考慮到GINA止水帶從安裝到運行整個過程中，GINA止水帶的每一個功能結構單元都有其專項性能，鼻尖主要用于壓縮，中部主體主要用于承載、剪切和壓縮，底部主要用于承載，因此采用單硬度橡膠不能根據每一個功能結構單元的功效所需設置所匹配的硬度，具有一定的局限性。目前還沒有相關技術方案能改善該缺陷。??

因為橡膠止水帶在使用過程中并不局限于承載，還應具有壓縮變形和剪切功能，但目前沉管隧道項目中所使用的橡膠止水帶都是單一硬度，因此具有很大的局限性。在這種情況下，一種能夠根據GINA止水帶每一個功能結構單元功效所需而設置其匹配膠料硬度，從而增強GINA止水帶密封性和可靠性的硬度分層方法就顯得非常迫切與重要，通過采用硬度分層將結構與功能進行最優匹配，使得橡膠止水帶可靠性、安全性能更高，使用壽命更久。

發明內容

本發明的目的在于針對目前沉管隧道用橡膠止水帶采用單一硬度橡膠而存在的局限性問題，提供一種面向沉管隧道用橡膠止水帶各個功能結構單元功效所需而設置其匹配膠料硬度的硬度分層方法。采用硬度分層的方法將橡膠止水帶的結構與功能進行優化匹配，使得橡膠止水帶的可靠性、安全性能更高，使用壽命更長。?

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種面向沉管隧道用橡膠止水帶硬度分層方法，根據橡膠止水帶在實際工況中的受力情況及其所起到的作用將橡膠止水帶分為多個功能結構單元，然后根據每個功能結構單元具體的受力情況及其所起到的作用給相應的功能結構單元設置相配套的硬度，使得每個功能結構單元的硬度與作用相匹配，增加了橡膠止水帶的擴展性和可靠性，擴大了橡膠止水帶的使用范圍。?

在本發明中，根據橡膠止水帶在實際工況中的受力情況將橡膠止水帶分為鼻尖、中部主體和底部三個功能結構單元；所述鼻尖主要通過自身的壓縮變形跟密封面充分接觸來實現密封止水效果，因此所述鼻尖的硬度最小；所述底部主要用于承載，承受的外力最大，因此所述底部的硬度最大；所述中部主體主要用于承載、剪切和壓縮，承受的外力在所述鼻尖與底部承受的外力之間，因此所述中部主體的硬度設置在所述鼻尖與底部的硬度之間，即所述中部主體的硬度居中；鼻尖、中部主體和底部三個功能結構單元之間的硬度分布比例為1∶1.25~1.5∶1.5~1.85。通過以上硬度分層方法，根據實際工況給橡膠止水帶的每個功能結構單元設置與其功能相匹配的硬度，增加了橡膠止水帶的擴展性和可靠性，提高了橡膠止水帶的安全性能，延長了橡膠止水帶的使用壽命，擴大了橡膠止水帶的適用范圍。?

在本發明中，所述橡膠止水帶鼻尖的的硬度為邵氏40±5度；所述橡膠止水帶中部主體的硬度為邵氏50±5度；所述橡膠止水帶底部的硬度為邵氏60±5度。?