ICS 93.040 CCS P 28 DB51 四 川 省 地 方 标 准 DB51/T 2841—2021 盾构管片橡胶密封技术规范 2021-10-14 发布 四川省市场监督管理局 2021-12-01 实施 发 布 DB51/T 2841—2021 目 次 前言 ............................................................................ II 1 范围 .......................................................................... 1 2 规范性引用文件 ................................................................ 1 3 术语和定义 .................................................................... 1 4 符号 .......................................................................... 1 5 分类 .......................................................................... 2 6 技术要求 ...................................................................... 2 7 试验检测 ...................................................................... 3 8 设计 .......................................................................... 4 附录 A（规范性） 耐水压性能试验 .................................................. 6 附录 B（规范性） 压缩应力试验 .................................................... 9 附录 C（资料性） 安装与注意事项 ................................................. 11 I DB51/T 2841—2021 前 言 本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 本文件由四川省经济和信息化厅提出、归口并负责解释。 本文件起草单位：成都济通路桥科技有限公司、同济大学、西南交通大学、上海城市建设设计研究 总院（集团）有限公司、上海市轨道交通设计研究院、中铁第四勘察设计院集团有限公司、广州地铁设 计研究院股份有限公司、中国中铁二院工程集团有限责任公司。 本文件主要起草人：伍大成、丁文其、张中杰、陆明、孙文浩、王剑明、史海欧、廖尚茂、王士民、 蒲毅、梁家勇。 本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为： ——本次为首次发布。 II DB51/T 2841—2021 盾构管片橡胶密封技术规范 1 范围 本文件规定了盾构管片橡胶密封垫的术语和定义、符号、分类、技术要求、试验检测、设 计及安装等要求。 本文件适用于盾构法施工的公路、市政、铁路及轨道交通等隧道工程。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的 引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有 的修改单）适用于本文件。 GB/T 528 硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定 GB/T 531.1 硫化橡胶或热塑性橡胶 压入硬度试验方法 第1部分 邵氏硬度计法 GB/T 1690 硫化橡胶或热塑性橡胶 耐液体试验方法 GB/T 2423.16 电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验J及导则：长霉 GB/T 3512 硫化橡胶或热塑性橡胶 热空气加速老化和耐热试验 GB/T 7759.1 硫化橡胶、热塑性橡胶 常温、高温和低温下压缩永久变形测定 GB/T 18173.3 高分子防水材料 第3部分：遇水膨胀橡胶 GB 18173.4 高分子防水材料 第4部分：盾构法隧道管片用橡胶密封垫 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 盾构管片 segment of shield tunnel 采用盾构法施工的隧道或其他地下结构用于抵抗土压力、水压力以及其他荷载的装配式衬 砌结构件。 3.2 橡胶密封垫 rubber gasket 也叫“弹性橡胶密封垫”，为盾构管片接缝间用于防水、密封的橡胶材料。 4 符号 下列符号适用于本文件。 4.1 设计参数有关符号 ps ——短期防水抗力； 1 DB51/T 2841—2021 pl ——长期防水抗力； ps ——短期防水能力设计指标； p0 ——理论水压值；   ——安全系数； ——压缩应力保持率，可取：0.65； Fg ——弹性橡胶密封垫闭合压缩力； FG  P  max ——管片部分自重压力与螺栓预紧力之和；  min C S ——弹性橡胶密封垫的最大压缩率； ——弹性橡胶密封垫的最小压缩率； ——设计的接缝允许张开量； ——最大设计错位量。 4.2 几何参数有关符号 A A0 B D H ——密封垫沟槽横断面面积； ——弹性橡胶密封垫横断面面积； ——弹性橡胶密封垫宽度； ——密封垫沟槽深度； ——弹性橡胶密封垫高度。 5 分类 5.1 按构造组成方式分为： a) 弹性橡胶密封垫，代号 GR； b) 弹性橡胶与遇水膨胀橡胶复合密封垫，代号 GC。 5.2 按相邻密封垫接触面形状分为： a) 平面接触型弹性橡胶密封垫，代号 P； b) 曲面接触型弹性橡胶密封垫，代号 C。 5.3 按组成材料分为： a) 氯丁橡胶密封垫，代号 CR； b) 三元乙丙橡胶密封垫，代号 EPDM； c) 遇水膨胀橡胶密封垫，代号 WS。 6 技术要求 6.1 外观 外观质量应符合GB/T 18173.3、GB/T 18173.4中的相关规定。 6.2 技术性能 6.2.1 弹性橡胶密封垫的物理性能应符合表 1 规定，若成品截面构造不具备切片制样条件时， 可用硫化胶料标准试样测试。 2 DB51/T 2841—2021 表 1 弹性橡胶密封垫成品物理性能 项 指 目 标 氯丁橡胶 硬度（邵尔 A）/（度） 三元乙丙橡胶 I型 50～60 硬度偏差/（度） a II 型 50～60 60～70 ±5 ±5 ±5 拉伸强度/（MPa） ≥ 12 12 12 拉断伸长率/（%） ≥ 350 350 330 40 35 35 8 6 6 0 压缩永久变形/（%） 100℃×70 -2 h，25% 硬度变化/（度） ≤ 热空气老化 ≤ b 拉伸强度降低率/（%） ≤ 20 20 20 拉断伸长率降低率/（%） ≤ 30 30 30 防霉等级 不低于二级 不低于二级 不低于二级 耐水增重率（室温×144h）% ＜4 ＜4 ＜4 100℃×70h a I 型为无孔密封垫。 b II 型为有孔密封垫。 6.2.2 遇水膨胀橡胶密封垫胶料的硬度、拉伸强度、拉断伸长率、体积膨胀率、反复浸水试验、 低温弯折等性能应符合 GB/T 18173.4 的规定。 6.2.3 有孔型弹性橡胶密封垫接头应采用热接形式整体成型，接头处橡胶拉伸强度和拉断伸长 率应符合表 2 的要求，其余性能应符合表 1 的要求。 表 2 弹性橡胶密封垫接头胶料性能 项 目 指 标 拉伸强度/（MPa） ≥ 6 拉断伸长率/（%） ≥ 150 7 试验检测 7.1 规格尺寸采用游标卡尺、钢卷尺等量具测量。 7.2 外观质量采用目测或游标卡尺量测的方式进行。 7.3 硬度测定按 GB/T 531.1 的规定进行。 7.4 拉伸强度、拉断伸长率测定按 GB/T 528 的规定进行，采用 II 型哑铃状试样。 7.5 压缩永久变形的测定按 GB/T 7759.1 的规定进行，成品测试和半成品胶料测试均采用 B 型 试样。 7.6 热空气老化试验按 GB/T 3512 规定的方法进行。 7.7 防霉试验按 GB/T 2423.16 规定的方法进行。 7.8 耐水增重率试验按 GB/T 1690 规定的方法进行。 7.9 耐水压性能试验方法见附录 A。 7.10 压缩应力试验方法见附录 B。 3 DB51/T 2841—2021 8 设计 8.1 一般规定 8.1.1 弹性橡胶密封垫确定使用中极限张开量、错动量指标时，应综合考虑施工误差、结构工 程水文地质条件以及正常使用工况与地震工况需求。 8.1.2 弹性橡胶密封垫断面形式的选择应结合防水设计能力、正常使用及地震等偶然荷载作用 下的极限张开量、错动量等因素综合考虑，同时需便于施工。 8.1.3 一般情况下，采用单层弹性橡胶密封垫防水设计。对设计水压不低于 0.5 MPa 的超高水 压隧道，宜选用外道为主、内道为辅的双层弹性橡胶密封垫防水设计。 8.2 弹性橡胶密封垫防水机理 橡胶自身为不可压缩弹性体材料，在预制管片拼装时其内部设置的通孔将发生压缩闭合， 通过橡胶发生压缩闭合后的回弹性能产生接触应力以抵抗水压力、起到防水作用。 8.3 设计指标 8.3.1 防水能力设计指标 在设计最不利张开量、错动量变形工况下，弹性橡胶密封垫的短期防水抗力不小于短期防 水能力设计指标，且在考虑材料老化性能的长期防水抗力不小于理论水压值，即： ps ≥ps pl ≥p0 式中： p0 ——理论水压值，根据实际埋深最高水头确定； ps ——短期防水抗力； pl ——长期防水抗力； ps ——短期防水能力设计指标。 ps  (  p0 ) /  式中：  ——安全系数，1.2～1.4，一般取 1.3；  ——压缩应力保持率，可取：0.65。 8.3.2 闭合压缩力设计指标 弹性橡胶密封垫完全拼装进入管片沟槽时需要的闭合压缩力应小于管片的部分自重压力与 螺栓预紧力之和，即： Fg ≤FG+P 式中： Fg ——弹性橡胶密封垫闭合压缩力； FG  P ——管片部分自重压力与螺栓预紧力之和