对于地下或水下结构除应满足强度和刚度要求外，尚应保证结构具有严密的防水性能地下管片防水技术随着材料科学和施工技术的发展不断进管片接缝防水主要采用弹性防水密封垫，以及在此技术上结合新材料发展起来的膨胀橡胶密封止水技术，接面压力必须满足下式：+膨胀压+自封压）；iV为作用到管片接缝的水压力L橡胶弹性压力丹为密封材料受压缩时所产生的结构特点，可以简化为两端固支的单跨超静定梁，如（b）所示由于两片橡胶间以弹性压和膨胀压力压挤形成接触面，在物质上并不连续，接触面不能承受拉应力作用。否则，在拉应力作用下橡胶接面可能张开，产生渗水因此要求：密封材料吸水后由于体积膨胀受边界条件限制所产生的反力。自封作用压Pz为水压作用时，初期密封材料发生的反力，这是止水所需的接面压力的分力，这个压力随着水压力增加而增大。密封垫系数m为作用水压与所需的接面压力相关的一个比例常数，随密封材质、形状和宽度而异一般薄型的管道法兰填料，m=0. 5；管片密封垫稍厚的制件，m=1.0水膨胀橡胶主要靠预压缩产生的弹性反力和吸水后体积膨胀受边界条件限制所产生的膨胀压力抵抗外界水压力，防止渗漏根据公可以根据工程设计中体积膨胀率指标参数确定相应的膨胀压力。

　　使用压力~当水压力作用在在工程程结71（2）拉应力破坏据止水橡胶在工程使用中咿封（1）接面压力失效模式止水设计首先按照短期即刻止水进行设计，主要考虑材料在接缝中的弹性复原力设计时选取安全系数k=2.根据公式确定压缩率及管片接缝间隙f其次按照管片衬砌承受水土压力后的长期止水要求进行止水设计，主要考虑靠水膨胀机理作用，同时考虑弹性压根据耐久性要求选择耐久性系数2和安全系数k=20 U（Pe+Ps）>kmPw（14）3高水压作用地下工程管片密封橡胶的设计方法与算例3.1设计准则管片防水密封材料的选定和管片密封沟槽的形状的设计取决于两个方面：（1）尽可能多的收集施工实例资料，对其施工过程、防水效果作出综合分析，决定自己的设计方案从管片拼装误差、接缝容许变形量、密封材料特性三者之间，作出理论计算，再选择一定的安全系数。

　　对于水膨胀密封材料，管片拼装后的短期即刻止水是靠材料在接缝中的弹性复原力，管片衬砌承受水压力后的长期止水则靠水膨胀机理由于橡胶材料存在的松驰、老化等问题，设计时必须材料考虑的耐久性一般情况下，接面压力衰减5（%的时间为30年。因此设施时可考虑耐久性系数U为2设计时需根据工程的重要性选择安全系数。安全系数k的取值范围建议为1.5~20根据公式确定体积膨胀率及压缩率之间的关系，确定密封沟槽的宽度L（2）强度校核剪应力拉应力3.3算例根据上述理论进行100m深度下水底管道管片接缝处水膨胀橡胶的设计计算计算参数户=1MPa，m=1（计算参数见表1）表1膨胀橡胶材料参数表抗拉强度抗剪强度膨胀压膨胀率伸长率弹性模量体积膨胀模量橡胶尺寸表2膨胀橡胶止水设计计算表3.2设计方法设计时以止水接面压力失效模式进行设计，确定橡胶的压缩率和管片接缝的间隙，以及弹性反力，选择止水橡胶，确定接面构造形式再进行材料的抗显然，h- 20mm时材料抗剪强度不足，而拉应力较小。因此应根据接面压力及抗剪强度设计止水结构同时发现接缝距离越大，压缩率越大，要求橡胶的止水膨胀率越大，而橡胶沟槽也越宽因此还必须根据橡胶的膨胀率设计止水结构。h- 20mm时，膨胀率为2. 6，大于橡胶的允许膨胀率250%同时根据式（16）可以根据橡胶的允许膨胀率计算材料的*大压缩率为0.57，h-d极限值为19.9同时f极限值为5.6，但这个数值还必须满足强度校核要求。

　　根据计算，得到如所示的计算图表当f数值位于PwPb两直线之间的区域ABO内时，满足接面压力设计条件；当/位于f两直线之间区域DC0内时，满足剪切强度设计条件。设计中可以依据图表，选择设计接缝张开量。

　　选择止水橡胶，初步确定接缝构造；比较/B/C数值大小，取其中较小的数值为设计参数调整设计，确定*佳止水方案4结论针对某一类型的膨胀橡胶，文中按照接面止水破坏模式进行止水结构设计，以强度破坏条件检验设计。从而保证了深水工程中止水膨胀橡胶设计的合理性和安全性同时计算表明文中所选择的30mrcK30mm止水橡胶在h-d小于15mm时能够安全应用于100m的深水工程