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高分子防水材料盾構(gòu)法隧道管片用橡膠密封墊檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-08-25 05:19:34 更新時(shí)間：2025-08-24 05:19:35

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

高分子防水材料：盾構(gòu)法隧道管片用橡膠密封墊檢測(cè)全解析

在現(xiàn)代城市軌道交通與地下隧道工程建設(shè)中，盾構(gòu)法因其高效、安全、對(duì)環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。而盾構(gòu)法隧道管片之間的防水性能，直接關(guān)系到隧道的長(zhǎng)期安全與使用壽命。其中，管片接縫處所采用的橡膠密封墊作為關(guān)鍵的防水元件，其性能優(yōu)劣直接影響隧道整體的防水可靠性。高分子防水材料，特別是以三元乙丙橡膠（EPDM）、氯丁橡膠（CR）或硅橡膠（VMQ）等為基材的橡膠密封墊，憑借優(yōu)異的彈性、耐老化性、抗壓縮永久變形能力及耐水性，已成為盾構(gòu)隧道中最為常用的密封材料。然而，材料在生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝過(guò)程中可能受到環(huán)境、工藝、儲(chǔ)存等因素影響，導(dǎo)致性能下降。因此，對(duì)盾構(gòu)法隧道管片用橡膠密封墊進(jìn)行科學(xué)、系統(tǒng)的檢測(cè)，成為保障工程質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。檢測(cè)項(xiàng)目涵蓋物理性能、化學(xué)穩(wěn)定性、尺寸精度、力學(xué)性能及耐久性等多個(gè)維度，檢測(cè)儀器則包括拉伸試驗(yàn)機(jī)、壓縮永久變形測(cè)試儀、老化試驗(yàn)箱、硬度計(jì)、密度計(jì)、尺寸測(cè)量?jī)x等，檢測(cè)方法依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)規(guī)范，如《GB/T 18173.3-2014 高分子防水材料第3部分：遇水膨脹橡膠》《GB/T 27728-2011 橡膠密封件給排水管及污水管用橡膠密封圈》以及《CECS 140:2002 盾構(gòu)法隧道施工及驗(yàn)收規(guī)范》等。通過(guò)嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)流程，可有效評(píng)估橡膠密封墊在實(shí)際服役條件下的密封性能與耐久性，確保隧道結(jié)構(gòu)在復(fù)雜水壓和地質(zhì)環(huán)境下仍能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期防水、防滲功能。

主要檢測(cè)項(xiàng)目

1. 外觀質(zhì)量檢測(cè)：檢查密封墊表面是否存在裂紋、氣泡、雜質(zhì)、缺膠、劃痕等缺陷。外觀不合格的密封墊在安裝后極易造成局部滲漏，影響整體密封性能。

2. 尺寸與幾何精度檢測(cè)：包括密封墊的長(zhǎng)度、寬度、厚度、截面形狀（如T型、Ω型、矩形等）及公差范圍。尺寸偏差過(guò)大將導(dǎo)致安裝不到位或受力不均，降低密封效果。

3. 硬度檢測(cè)：采用邵氏A硬度計(jì)測(cè)量橡膠密封墊的硬度值（通常在50~70 Shore A之間）。硬度直接影響其壓縮回彈性能，過(guò)高易導(dǎo)致安裝困難，過(guò)低則易產(chǎn)生永久變形。

4. 拉伸強(qiáng)度與斷裂伸長(zhǎng)率：通過(guò)萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行拉伸測(cè)試，評(píng)估材料在受力下的抗拉能力與彈性恢復(fù)能力。標(biāo)準(zhǔn)要求拉伸強(qiáng)度≥6.0 MPa，斷裂伸長(zhǎng)率≥300%。

5. 壓縮永久變形測(cè)試：在規(guī)定溫度（如70℃）和壓縮率（如25%）下保持一定時(shí)間（如22小時(shí)），測(cè)量其恢復(fù)能力。壓縮永久變形越小，密封性能越穩(wěn)定，通常要求≤25%。

6. 耐水性與耐老化性能：將樣品浸泡于常溫或高溫水中（如50℃）一定時(shí)間后，檢測(cè)其物理性能變化。同時(shí)進(jìn)行熱空氣老化試驗(yàn)（70℃×72h），評(píng)估材料在長(zhǎng)期暴露環(huán)境下的穩(wěn)定性。

7. 低溫脆性測(cè)試：在-25℃條件下進(jìn)行彎曲試驗(yàn)，檢查密封墊是否出現(xiàn)裂紋。要求無(wú)裂紋出現(xiàn)，以確保在寒冷地區(qū)使用時(shí)仍具良好柔韌性。

常用檢測(cè)儀器

1. 萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)：用于拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、壓縮永久變形等力學(xué)性能測(cè)試，具備高精度載荷與位移測(cè)量功能。

2. 邵氏A硬度計(jì)：便攜式或臺(tái)式設(shè)備，用于快速測(cè)量橡膠表面硬度，符合GB/T 531.1標(biāo)準(zhǔn)。

3. 熱老化試驗(yàn)箱：可精確控制溫度（通常為50℃、70℃、100℃），用于模擬長(zhǎng)期高溫環(huán)境，評(píng)估材料老化性能。

4. 水浴槽與恒溫水箱：用于耐水性測(cè)試，保持水溫穩(wěn)定，確保浸泡條件一致。

5. 三維測(cè)量?jī)x或卡尺：用于精確測(cè)量密封墊的尺寸與幾何公差，確保符合設(shè)計(jì)要求。

檢測(cè)方法與標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)

所有檢測(cè)項(xiàng)目均應(yīng)按照國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，確保結(jié)果的科學(xué)性與可比性。主要參考標(biāo)準(zhǔn)如下：

GB/T 18173.3-2014《高分子防水材料第3部分：遇水膨脹橡膠》
GB/T 27728-2011《橡膠密封件給排水管及污水管用橡膠密封圈》
GB/T 7759-2015《硫化橡膠或熱塑性橡膠壓縮永久變形的測(cè)定》
GB/T 531.1-2008《硫化橡膠或熱塑性橡膠壓痕硬度試驗(yàn)方法第1部分：邵氏硬度》
CECS 140:2002《盾構(gòu)法隧道施工及驗(yàn)收規(guī)范》
ISO 37:2017 《橡膠—拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率和模量的測(cè)定》

檢測(cè)方法遵循標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試樣制備、環(huán)境條件控制、測(cè)試步驟與結(jié)果評(píng)定流程。例如，壓縮永久變形測(cè)試要求試樣在70℃下壓縮22小時(shí)后恢復(fù)22小時(shí)，再測(cè)量其高度變化；寒冷環(huán)境測(cè)試需在-25℃條件下保持30分鐘后再進(jìn)行彎曲試驗(yàn)。

結(jié)語(yǔ)

盾構(gòu)法隧道管片用橡膠密封墊作為防水體系的核心組件，其性能可靠性直接關(guān)系到隧道工程的防水安全與運(yùn)營(yíng)壽命。通過(guò)科學(xué)的檢測(cè)項(xiàng)目、先進(jìn)的檢測(cè)儀器、規(guī)范的檢測(cè)方法與權(quán)威的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，可全面評(píng)估橡膠密封墊的綜合性能。在實(shí)際工程中，建議對(duì)每批次密封墊進(jìn)行抽檢，必要時(shí)進(jìn)行型式檢驗(yàn)，確保材料質(zhì)量穩(wěn)定可控。只有堅(jiān)持“質(zhì)量為先、檢測(cè)為基”的原則，才能真正實(shí)現(xiàn)地下隧道“滴水不漏”的工程目標(biāo)，為城市基礎(chǔ)設(shè)施安全保駕護(hù)航。