(5) Необходимо учитывать долгосрочную релаксацию напряжения и стрелу остаточной деформации.
2) Определение размера раскрытия и забега стыков тюбингов
При производстве, монтаже и эксплуатации тюбингов проходческого щита на стыке неизбежно возникнут разбеги раскрытия. Его прямые факторы воздействия следующие:
(1) погрешность при производстве тюбинга: ± 2 мм;
(2) погрешность при установке тюбинга: ± 2 мм;
(3) толщина буферного материала: 1~2 мм;
(4) погрешность в работе проходческого щита: ± 5 мм (кольцевой стык);
(5) восприятие продольных усилий, создаваемых щитом во время передвижения: ± 2 мм;
(6) человеческий фактор, воздействие окружающей среды: ± 2 мм;
(7) ошибка измерения площадки контакта прокладки: ± 1 мм.
Рис. 4-11. Две уплотнительные прокладки для гидроизоляции
Под влиянием перечисленных факторов накопляющий максимальный размер раскрытия стыков может составить 8 мм, разбег – 15 мм. В соответствующей литературе также приводится полуаналитический метод расчета допустимого размера раскрытия стыков при определенном давлении воды:
(4-7),
где: Δ – допустимый размер раскрытия кольцевых стыков с гидроизолирующими упругими прокладками при определенном давлении воды (мм);
ρmin – минимальный радиус кривизны продольного прогиба туннеля (мм);
D – внешний диаметр обделки (мм);
B – ширина тюбинга (мм);
Δ 0 – вероятный размер кольцевого стыка при производстве и монтаже (мм);
Δ s – величина последующего раскрытия стыков (мм).
3) Коэффициент надежности и показатель водонепроницаемости
Согласно соответствующей литературе о системе гидроизоляции требования по водонепроницаемости выполняются при коэффициенте контактного напряжения и расчетного давления воды больше 1.15. На практике рекомендуется использовать коэффициент в диапазоне 1.2 ~ 1.4. При увеличении или уменьшении давления воды коэффициент соответственно изменяется.
Показатель водонепроницаемости (то есть величина контактного напряжения) рассчитывается, как коэффициент надежности × расчетное давление воды ÷ коэффициент остаточного напряжения прокладки после снижения напряжения и износа. Выражение выглядит следующим образом:
(4-8),
где σ – расчетный показатель водонепроницаемости (контактное напряжение прокладки), учитывающий величину разбега и раскрытия стыков тюбинга;
К – коэффициент надежности гидроизоляции;
σ w – расчетное теоретическое давление воды;
γ – коэффициент остаточного напряжения прокладки при снижении напряжения и износе материала.
Например,