一、验证

　　设计止水带之前一般要进行哪些验证性试验？

　　止水带密封的原理是在管片周围提供非渗透材料框架，将能量储存到框架中，其简单关系可归结为“储能越多，密封性越强。” 经过35年的应用实践，目前，验证止水带的性能的常见试验有:

　　储能损失评估:长期松弛评估试验；

　　耐水性评估:水压试验；

　　初期荷载-挠度关系评估:压缩载荷评估试验；

　　止水带安装边距评估:混凝土剥落试验。

　　这些试验怎么做？试验内的参数是否准确？有何改进的余地，使未来的止水带设计更加科学？

　　二、长期

　　止水带本身的橡胶材料如何进行性能验证？

　　止水带的长期应力松弛试验主要针对材料进行。弹性止水带材料会产生蠕变现象，密闭空间内的止水带在应力作用下，保持密封所需的应力会随时间逐渐降低，呈以下特性:

　　弹性材料（如EPDM）蠕变随着时间的指数级增长呈线性降低，即蠕变在其寿命的早期明显较快；

　　速率与幅度随材料的选用、配比变化:最初的几个小时内，应力可降低多达10%，继续降低10%则需一个月，进一步降低10%则需十年以上。

　　应力松弛是物理反应和化学反应的综合结果，物理松弛往往发生迅速，在数天、数小时内即明显出现；而化学反应导致的应力松弛时间周期较长。

　　EPDM材料长期应力松弛试验

　　这样超长的试验时间显然是难以接受的，幸而多数人造材料的反应速率遵循阿伦尼乌斯（Arrhenius）模型，可在较高温度下加速反应，时长100天的试验便能预测100至120年内材料的性能。

　　三、水压试验

　　止水带最重要的作用便是保证管片之间的密封效果，在进行密封性验证时，需要考虑哪些因素？

　　水压试验是为了得出结合止水带间隙、偏移与水压变化之下的密封能力，一般采用钢制试验台进行，将水压施加至试验台内部:

　　■ 不同形状的测试台可以反映X型接头与T型接头的区别；测试台也可以灵活调整止水带偏移和间隙，反映管片浇筑的实际公差；

　　■ 混凝土试验台可更准确地表示止水带截面与混凝土的作用，验证止水带固定的有效性；但测试台混凝土的性能也可能对试验数据产生影响。

　　■ 与混凝土测试台相比，止水带的基质与钢材间的摩擦力较小，压缩形变更大，试验数据更为保守；因此可缩小钢制测试台铸造公差，以消除这种影响。

　　试验中需考虑以下因素:

　　止水带与和安装槽间公差

　　止水带与安装槽的制造公差会对应力与密封效果产生影响。英国隧道协会制定了相关标准（ISO 3302-1:2014）:

　　■ 安装槽深度:+ 0.5 / -0.0mm

　　■ 安装槽宽度:±0.5mm

　　■ 止水带截面深度:±0.5mm

　　■ 止水带截面宽度:±0.8mm

　　止水带与安装槽的尺寸不同对于试验的结果存在巨大差异，为获得最保守数据，分别选择不同尺寸的止水带与安装槽进行对比试验，得出平均数据:

　　■ 止水带的载荷-变形曲线呈S形，不同载荷下的材料蠕变较预计更为复杂。改变止水带尺寸较改变安装槽尺寸对止水性能产生的影响更小。

　　四、间隙与偏移

　　水压测试中默认选择10mm偏移量、6mm间隙:10mm偏移量源自于管片制造时的规格要求；间隙的确定更为复杂，涉及以下参数:

　　■ 凹槽深度公差；

　　■ 止水带厚度公差；

　　■ 混凝土接合面首次接触留下的“间隙”；

　　■ 制造公差（接头间隙、平圆面间隙）；

　　■ 载荷作用下管片变形，导致接头纵向旋转；

　　■ 荷载作用下的混凝土应变。

　　隧道渗漏水一直以来都是隧道建设中的难题，业内人士也一直在寻求解决方案。近年来各种隧道管片止水带技术也逐渐得到了发展与应用。山水公司为大家深度解读隧道管片止水带应用中的要点。

　　首先与大家讨论止水带材料的选择及相关的影响因素，后续的两期则将为大家带来止水带的设计验证试验，并带大家领略目前全球在管片止水带的最新发展与趋势，看看它是否真是治理隧道渗漏水的“灵丹妙药”！

　　选择材料:

　　许多因素会影响隧道或竖井管片止水带的选择:

　　■ 需要抵御的水压；

　　■ 可允许范围内的浇铸和制造公差，例如缝隙和管片偏移；

　　■ 长期变形；

　　■ 设计寿命；

　　■ 压缩荷载等。

　　除了上述设计与生产参数外，由于隧道工程的复杂性，止水带的选择还需要考虑:

　　■ 材料选择；

　　■ 安装方式（胶合或铸造）；

　　■ 止水带剖面设计；

　　■ 根据性价比选择单双层设计；

　　其中，止水带材料的选用看似大同小异，却是实际应用时的重中之重。目前业内有两种主流的橡胶材料用于隧道管片止水带的制造（同样用于止水带制造的亲水材料将稍后讨论，首先讨论一般被称作“机械密封”的材料）