CN113667226B - 用于盾构隧道密封垫及其制备方法、防水性能确定方法 - Google Patents

用于盾构隧道密封垫及其制备方法、防水性能确定方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于盾构隧道密封垫及其制备方法、防水性能确定方法，确定方法包括：设定密封垫在不同张开量和错台量工况下进行T型耐水压试验，测得密封垫在设定张开量和错台量下的防水性能；对密封垫进行压缩试验，得到压缩荷载‑位移曲线；建立密封垫模型确定模型参数和边界条件；将数值模拟结果与密封垫压缩试验结果相比较，验证模型是否合理；模拟获得密封垫与管片沟槽之间的平均接触应力，拟合T型耐水压试验结果和数值模拟结果，得出确定密封垫的防水性能经验公式。本发明防水性能确定方法能够节约大量试验时间和高效预测盾构隧道复合型密封垫的防水能力；制备方法的密封垫与传统密封垫相比，能够提高盾构隧道密封垫的防水性能。

Description

用于盾构隧道密封垫及其制备方法、防水性能确定方法
技术领域
本发明涉及盾构隧道管片接缝防水领域，具体地，涉及一种用于盾构隧道密封垫及其制备方法、防水性能确定方法。
背景技术
近年来，随着我国经济的快速发展以及大量基础设施正在规划与建造，海底盾构隧道建设数量逐渐增加。盾构隧道由于施工效率高，在海底隧道中得到了广泛的应用。部分隧道需要穿过水深较大的海底，所以盾构隧道的建设面临着高水压条件下的防渗能力考验。若盾构隧道在使用过程中出现的渗漏现象，将直接影响隧道的安全。2014年Shen在其发表的文章《Long-term settlement behaviour of metro tunnels in the soft depositsof Shanghai》中提到管片接缝是盾构隧道主要渗漏部位，接缝密封垫是整个盾构隧道防水的薄弱环节，也是盾构隧道防水设计的重点。因此有必要确定接缝密封橡胶垫的防水性能，用于评估盾构隧道防水性能，但是目前盾构隧道防水性能的试验方法有诸多局限性，主要为成本较高、费时较多，并且难以获得密封垫内力和接触面接触应力的分布状态。因此，有必要提出一种用于盾构隧道复合型密封垫制备方法及防水性能确定方法。
经对现有的技术文献的检索发现，申请专利号为：CN201510411144.0的中国专利，该专利提供一种用于测定与混凝土直接贴合的盾构隧道弹性密封垫“T字型”水密性检验装置，拓展了现有测试方法中仅涉及考察弹性密封垫与钢模板接触面渗透性能局限性，可以针对弹性密封垫与混凝土接触面的渗透性展开试验研究工作。该专利虽然提供一种可以测试盾构隧道弹性密封垫和混凝土接触面渗透性的检验装置，但是装置仅能测得传统三元乙丙橡胶密封垫的防水能力，既不能得到密封垫内力和接触面应力分布情况，也不能提示给出新型复合密封垫的制备方法与性能评价方法，且该方法试验程序繁琐、成本较高、费时较多。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于盾构隧道密封垫及其制备方法、防水性能确定方法。
本发明第一方面提供一种用于盾构隧道密封垫的制备方法，包括：
第一步，将生胶放入塑炼机中进行塑炼10min～15min，得到混合物1；
第二步，将所述混合物1、炭黑、轻质碳酸钙、石蜡油、氧化锌、硬脂酸、氧化钙和硫磺置于开放式炼胶机中混合，得到混合物2；
第三步，将天然橡胶放入塑炼机中进行塑炼10min～15min，得到混合物3；
第四步，将所述混合物3、硬脂酸、氧化锌、陶土、聚丙烯酸钠、增溶剂、促进剂、防老剂和硫磺置于开放式炼胶机中混合，得到混合物4；
第五步，将得到所述混合物2和所述混合物4在设定硫化条件下进行硫化，将经硫化后的混合物2和混合物4挤出成型，得到复合型密封垫。
优选地，上述第五步，设定硫化条件是根据硫化后的混合物2(EPDM)和硫化后的混合物4(吸水膨胀材料)的不同温度硫化曲线，依据硫化速度、最佳转矩和硫化平坦阶段时间来确定硫化温度和硫化时间。
更优选地，在保证硫化速度的基础上，以硫化平坦阶段时间长短选择所述硫磺温度，硫化平坦阶段时间越长，越有利于保证产品质量。
更为优选地，所述硫化速度指的是硫化化学交联反应的速度，用以表示胶料硫化反应快慢的速度指标。
更为优选地，所述硫化平坦阶段为在一定温度和压力下使橡胶硫化获得最佳物理、力学性能或接近最佳性能的硫化延续时间段。
更优选地，所述硫化时间是所述硫化曲线中最佳转矩所对应的时间；
更为优选地，所述最佳扭矩转矩是(最高转矩-最低转矩)×90％+最低转矩。
本发明第二个方面提供一种用于盾构隧道密封垫，由上述用于盾构隧道密封垫制备方法制备得到。本发明的用于盾构隧道密封垫与传统密封垫相比，是由两者材料复合而成的复合型密封垫，在吸水后膨胀，进一步提高密封垫的防水性能。
本发明第三个方面提供一种用于盾构隧道密封垫的防水性能确定方法，包括，
S1:制备用于T型耐水压试验的复合型密封垫；
优选地，使用硫化接头机拼接制备用于T型耐水压试验的复合型密封垫；
T型耐水压试验装置包括2块直角板、1块底板、六角螺栓、六角螺母、水压表、注水孔和排水阀。
更优选地，所述直角板材质为Q235，长度300mm，宽度750mm，厚度40mm。
更优选地，所述底板材质为Q235，长度600mm，宽度750mm，厚度40mm。
更优选地，所述六角螺栓材质为Q235，长度为120mm，直径为10mm。
更优选地，所述六角螺母材质为Q235，直径为10mm，高度为8.4mm。
更优选地，所述水压表型号为YTS-100，最大水压为6MPa。
更优选地，所述注水孔材质为Q235，直径为15mm。
更优选地，所述排水阀材质为不锈钢，型号为DN15。
S2：设定所述复合型密封垫在不同的张开量和错台量工况下分别进行T型耐水压试验，测得所述复合型密封垫在设定张开量和错台量工况下对应的防水性能；
优选地，所述管片张开量和错台量工况可根据所述复合型密封垫的高度和宽度进行设置。
S3：对所复合型密封垫进行压缩试验，获得所述复合型密封垫的载荷-变形曲线，即得到所述复合型密封垫的压缩试验结果；
S4：建立用于盾构隧道密封垫的有限元模型，确定模型参数和边界条件，实现对用于盾构隧道密封垫的有限元数值模拟；
优选地，在S4中，建立用于盾构隧道密封垫的有限元模型，确定模型参数和边界条件，其中，采用ABAQUS对复合型密封垫建立几何模型并进行网格划分。
更优选地，所述边界条件包括设置所述复合型密封垫与所述管片的沟槽、所述复合型密封垫与所述复合型密封垫之间的接触模型和摩檫系数。
更为优选地，所述复合型密封垫与所述管片的沟槽的接触模型为库伦摩擦模型；所述复合型密封垫与所述复合型密封垫之间的接触模型为硬接触模型。
更优选地，摩擦系数根据标准(HG/T2729-1995)测定方法确定。
S5：利用S4建立的有限元模型对所述复合型密封垫的压缩变形进行数值模拟，并将得到的有限元数值模拟结果与S3得到的所述复合型密封垫压缩试验结果相比较，以验证S4建立的有限元模型是否合理；
S6：根据S2测得的防水性能，利用S5验证后的有限元模型进行数值模拟得到所述复合型密封垫与管片沟槽之间的平均接触应力；
S7：拟合S2测得的T型水压试验结果和S6得到有限元数值模拟结果，得出预测复合型密封垫的防水性能确定公式：
Figure BDA0003187983360000031
式中：PW为极限防水压力；PC为复合型密封垫与管片沟槽之间的平均接触应力；S为复合型密封垫的张开量；c、d、f为待定系数；
S8：将S2设定的复合型密封垫的张开量和错台量以及S6通过有限元数值模拟得到的平均接触应力代入到S7得出的所述防水性能预测公式中，即确定防水性能Pw。
优选地，所述T型耐水压试验包括以下步骤：
S21：准备复合型密封垫和T型防水试验台的沟槽，并保持清洁；
S22：在S21准备的所述复合型密封垫上和所述T型防水试验台的沟槽内分别涂上胶；
S23：将所述复合型密封垫安装在所述T型防水试验台的沟槽内；
S24：分别调节接缝张开量和错台量；
S25：打开T型耐水压试验装置的排气阀，通过液压泵注入加压水，待有水排出后关闭排气阀；
S26：以0.1MPa的增量逐步增加水压，每个增量步骤的稳定时间应不小于30分钟；
S27：当发生渗水时，将加压水压力降低0.1MPa；
S28：待12小时后，重复S26，检查是否渗水，如果没有渗水，重复步骤S26-S28；否则，测试结束；
S29：测试完成后，应释放水压，并对下一组测试重复上述步骤S21-S28。
优选地，上述S3中，所述复合型密封垫压缩试验包括以下步骤：
S31：将所述复合型密封垫放入压缩试验夹具并置于压缩设备的下板和上板之间，同时调整所述复合型密封垫的几何中心，使所述复合型密封垫与压缩设备的加载轴的中心线相匹配；
优选地，压缩试验夹具包括上沟槽、下沟槽和导向槽。
更优选地，所述上沟槽材质为Q235，长度为20cm，截面尺寸与复合型密封垫尺寸相同。
更优选地，所述下沟槽材质为Q235，长度为20cm，截面尺寸与复合型密封垫尺寸相同。
更优选地，所述导向槽材质为Q235，长度为20cm，宽度为60mm，高度为40mm。
S32：下移所述压缩设备加载轴，直至恰好接触，将力、位移传感器归零，随后以50mm/min速度进行压缩试验，当所述复合型密封垫的接缝开口接近0mm时，以相同的速度放松加载，并重复测试两次，获得三条载荷-位移曲线，将第三条载荷-变形曲线作为所述复合型密封垫的压缩试验结果。
与现有技术相比，本发明具有如下至少一种的有益效果：
本发明上述制备方法，与传统的制备方法相比，直接将两种材料一体合成，无需要后续涂胶水贴合；本方法采用EPDM和吸水膨胀橡胶材料复合制备复合型密封垫，与传统的EPDM密封垫相比，可在吸水后膨胀，进一步提高密封垫的防水性能。
本发明上述确定方法，相比仅通过T字型耐水压试验方法获得传统EPDM(三元乙丙橡胶)密封垫的防水性能，本方法将T型耐水压试验与数值模拟相结合的方式实现对复合型密封垫防水性能的精准预测，提供了一种用于高水压盾构隧道复合型密封垫防水性能的快捷有效预测方法；同时针对复合型密封垫与传统的EPDM密封垫的吸水膨胀方面的不同，考虑到了复合型密封垫中遇水膨胀橡胶材料所产生的附加防水压力，因此对传统的T型水压试验方法进行改进，测得复合型密封垫的防水性能，提高了准确性。
本发明上述确定方法，相比于传统的用于盾构隧道密封垫的防水性能测试方法，利用本方法得到防水性能确定公式，可高效预测盾构隧道复合型密封垫防水性能，节约大量试验时间，更好地用于盾构隧道密封垫防水性能评估。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是本发明一优选实施例的用于盾构隧道复合型密封垫的防水性能确定方法；
图2是本发明一优选实施例的复合型密封垫形状；
图3是本发明一优选实施例的T型耐水压试验装置；
图4是本发明一优选实施例的压缩试验夹具；
图5是本发明一优选实施例的PW/PC和张开量S线性拟合结果图；
图中标记表示为：1为T型耐水压试验装置、101为直角板、102为水压表、103为六角螺栓、104为六角螺母、105为底板、106为高压水、107为注水孔、2为压缩试验夹具、201为上沟槽、202为下沟槽、203为导向槽、3为复合型密封垫。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
在一实施例中，用于隧道管片接缝密封垫由EPDM和吸水膨胀材料复合而成复合型密封垫，复合型密封橡胶垫横截面的面积为525mm2，其开孔率为19.37％，T型水压试验的试验设备的沟槽宽度和深度分别为42mm和8mm。
具体的，本实施例提供一种用于盾构隧道密封垫制备方法，按照以下步骤执行：
第一步，将生胶(3092M)放入塑炼机中进行塑炼10～15min，得到混合物1；
第二步，将混合物1(100phr)、炭黑(N550)(70phr)、轻质碳酸钙(20phr)、300#石蜡油(60phr)、氧化锌(5phr)、硬脂酸(1phr)、氧化钙(10phr)和硫磺(1phr)置于开放式炼胶机中混合，得到混合物2；具体配方如表1所示。
表1
Figure BDA0003187983360000061
第三步，将天然橡胶(100phr)放入塑炼机中进行塑炼10～15min，得到混合物3；
第四步，将混合物3(100phr)、硬脂酸(1phr)、氧化锌(3phr)、陶土(30phr)、聚丙烯酸钠(PAAS)(30phr)、增溶剂(4phr)、促进剂(DM)(1phr)、防老剂(1phr)和硫磺(1.5phr)置于开放式炼胶机中混合，得到混合物4；具体配方如表2所示。
表2
Figure BDA0003187983360000062
第五步，将得到混合物2和混合物4在设定硫化条件下进行硫化，将经硫化后的混合物2和混合物4置于挤出机中挤出成型，得到复合型密封垫(即用于盾构隧道密封垫)，复合型密封垫形状如图2所示。制备复合型密封垫由两种材料复合而成，与传统的EPDM密封垫相比，可在吸水后膨胀，进一步提高密封垫的防水性能。得到的复合型密封垫的防水性能满足盾构隧道密封结构对防水性能的要求，可用于盾构隧道密封结构中。
上述第五步中，硫化条件是指根据三元乙丙橡胶和吸水膨胀材料的不同温度硫化曲线，依据硫化速度、最佳转矩和硫化平坦阶段时间来确定硫化温度和硫化时间。本实施例中，硫化温度为160℃、硫化时间为12分钟。
上述用于盾构隧道复合型密封垫在制备过程中，由于采用EPDM(指硫化后的混合物2)和吸水膨胀材料(硫化后的混合物4)两种不同材料，需要共同硫化，因此需要确定硫化温度和硫化时间；在保证硫化速度的基础上，以硫化平坦阶段时间长短选择硫化温度，硫化平坦阶段时间越长，越有利于保证产品质量。硫化速度指的是硫化化学交联反应的速度，用以表示胶料硫化反应快慢的速度指标。硫化平坦阶段为在一定温度和压力下使橡胶硫化获得最佳物理、力学性能或接近最佳性能的硫化延续时间段。硫化时间是硫化曲线中最佳转矩所对应的时间。上述最佳扭矩转矩是(最高转矩-最低转矩)×90％+最低转矩。
在本发明另一实施例中，还提供一种用于盾构隧道的密封垫防水性能确定方法，参照图1所示，按照以下步骤执行：
S1：使用硫化接头机拼接复合型密封垫，制备用于T型耐水压试验的复合型密封垫。
本实施例中，参照图3所示，T型耐水压试验装置1包括2块直角板101、1块底板105、六角螺栓103、六角螺母104、水压表102、注水孔107和排水阀，通过注入孔107注入高压水107。
在一具体实施例中，T型耐水压试验装置1的上述部件采用以下材料、尺寸或性能参数：直角板101材质为Q235，长度为300mm，宽度为750mm，厚度为40mm。底板105材质为Q235，长度为600mm，宽度为750mm，厚度为40mm。六角螺栓103材质为Q235，长度为120mm，直径为10mm。六角螺母104材质为Q235，直径为10mm，高度为8.4mm。水压表102的最大水压为6MPa。注水孔材质为Q235，直径为15mm。排水阀材质为不锈钢，型号为DN15。
S2：设定复合型密封垫在不同张开量和错台量工况下分别进行T型耐水压试验，测得复合型密封垫在设定张开量和错台量工况下对应的防水性能。
在一具体实施例中，管片张开量和错台量工况是指复合型密封垫接缝的张开量分别为5mm、6mm、7mm、8mm、10mm和12mm，以及每个复合型密封垫接缝张开量所相应的接缝错台量分别为5mm、10mm和15mm。
本实施例中，T型耐水压试验包括以下步骤：
S21：准备复合型密封垫和T型防水试验台的沟槽，并保持清洁干燥。
S22：在复合型密封垫和T型防水试验台的沟槽内分别涂上胶。
S23：将复合型密封垫安装在T型防水试验台的沟槽内。
S24：依次调节复合型密封垫与T型防水试验台的沟槽之间的张开量、错台量。
S25：均匀拧紧所有螺栓螺母，然后打开T型耐水压试验装置的排气阀，通过液压泵注入加压水，待有水排出后关闭排气阀。
S26：以每次增加0.1MPa的增量逐步增加水压，每个增量步骤的稳定时间应不小于30分钟。
S27：当发生渗水时，将即时水压降低0.1MPa。
S28：等待12小时以后，重复S26，检查是否渗水，如果没有渗水，重复步骤S26-S28；否则，测试结束。
S29：测试完成后，应释放水压，重复上述步骤S21-S28开展下一组试验。
S3：对复合型密封垫进行压缩试验，获得复合型密封垫的载荷-位移曲线，即得到复合型密封垫压缩试验结果；
上述S3中，对对复合型密封垫进行压缩试验，可以采用以下步骤：
S31：将复合型密封垫放入压缩试验夹具并置于压缩设备的下板和上板之间，同时调整复合型密封垫的几何中心，使复合型密封垫的几何中心与压缩设备加载轴的中心线对齐。
参照图4所示，压缩试验夹具2包括上沟槽201、下沟槽202和导向槽203。
在一具体实施例中，压缩试验夹具2的上述部件可以采用以下材料、尺寸参数。上沟槽201材质为Q235，长度为20cm，截面尺寸与复合型密封垫尺寸相同。下沟槽202材质为Q235，长度为20cm，截面尺寸与复合型密封垫尺寸相同。导向槽203材质为Q235，长度为20cm，宽60mm，高40mm。
S32：下移压缩设备的加载轴，直至恰好接触，将力、位移传感器归零，随后以50mm/min速度进行压缩试验，当复合型密封垫的接缝开口接近0mm时，以相同的速度放松加载，并重复测试两次，获得三条载荷-位移曲线，将第三条载荷-变形曲线作为复合型密封垫的压缩试验结果。
S4：建立盾构隧道复合型密封垫模型，确定模型参数和边界条件，实现对用于盾构隧道复合型密封垫的数值模拟。
S4中，建立盾构隧道复合型密封垫模型，确定模型参数和边界条件，其中，采用ABAQUS对复合型密封垫建立几何模型并进行网格划分。
上述模型参数包括：复合型密封垫2可以采用如图2中所示的形状、Mooney-Rivlin模型的本构参数(C10＝0.592,C01＝0.147)。
边界条件包括设置复合型密封垫与管片的沟槽、复合型密封垫与复合型密封垫之间的接触模型和摩檫系数。复合型密封垫与管片的沟槽的接触模型为库伦摩擦模型；复合型密封垫与复合型密封垫之间的接触模型为硬接触模型。摩擦系数根据标准(HG/T2729-1995)测定方法确定。在一具体实施例中，复合型密封垫与管片的沟槽之间的摩擦系数为0.5；复合型密封垫与复合型密封垫之间的摩擦系数为0.57。
S5：对复合型密封垫压缩变形进行数值模拟，数值模拟是指根据S4建立的有限元模型模拟S3中复合型密封垫受压变形试验；将有限元数值模拟结果(模拟得出复合型密封垫荷载与压缩量曲线)与复合型密封垫样品压缩试验结果相比较，验证有限元模型是否合理。验证有限元模型是指使用限元软件对复合型密封垫模型模拟压缩变形的结果与其压缩试验结果的误差在10％之内。
上述数值模拟可以包括对18种工况的模拟，即复合型密封垫接缝的张开量分别为5毫米、6毫米、7毫米、8毫米、10毫米和12毫米，以及每个复合型密封垫接缝张开量所相应的接缝错台量分别为5毫米、10毫米和15毫米。
S6：根据S2测得的设定张开量和错台量下的防水性能，利用有限元模型对S2工况(对应的张开量和错台量)进行模拟得到复合型密封垫与管片沟槽之间平均接触应力。
S7：拟合S2测得的T型水压试验结果和S6得到有限元数值模拟结果(如图5所示)，得出预测复合型密封垫的防水性能经验公式：
Figure BDA0003187983360000091
在一具体实施例中，当错台量分别为5mm、10mm和15mm时对应的c、d、f的值如表3所示，复合型密封垫不同错台量下待定系数c、d、f的参数表；
表3
Figure BDA0003187983360000101
上述复合密封垫的防水性能经验公式是根据复合型密封垫接缝面错台量和张开量，然后通过非线性拟合得出防水性能和平均接触应力之间关系。
上述复合型密封垫防水能力预测公式在不同的错台量下，待定系数c、d、f对应不同的值。
S8：在S2管片张开量和错台量工况下，通过S6数值模拟得到复合型密封垫与管片沟槽之间的平均接触应力代入S7得出的防水性能经验公式中，即可确定防水性能PW。
上述防水性能的确定方法，利用数值模拟提供复合型密封垫在吸水膨胀过程受力变形状态，进一步理解密封垫的防水机理，结合模拟和试验结果，提出上述可确定复合型密封垫的防水性能经验公式。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质。

Claims (7)

1.一种用于盾构隧道密封垫的防水性能的确定方法，其特征在于，用于盾构隧道密封垫的制备方法包括：
第一步，将生胶放入塑炼机中进行塑炼，得到混合物1；
第二步，将所述混合物1、炭黑、轻质碳酸钙、石蜡油、氧化锌、硬脂酸、氧化钙和硫磺置于开放式炼胶机中混合，得到混合物2；
第三步，将天然橡胶放入塑炼机中进行塑炼，得到混合物3；
第四步，将所述混合物3、硬脂酸、氧化锌、陶土、聚丙烯酸钠、增溶剂、促进剂、防老剂和硫磺置于开放式炼胶机中混合，得到混合物4；
第五步，将得到所述混合物2和所述混合物4在设定硫化条件下进行硫化，将经硫化后的混合物2和混合物4挤出成型，得到复合型密封垫；
对用于盾构隧道密封垫的防水性能进行确定的方法包括：
S1：制备用于T型耐水压试验的复合型密封垫；
S2：设定所述复合型密封垫在不同的张开量和错台量工况下分别进行T型耐水压试验，测得所述复合型密封垫在设定张开量和错台量工况下对应的防水性能；
S3：对所述复合型密封垫进行压缩试验，获得所述复合型密封垫的载荷-变形曲线，即得到所述复合型密封垫的压缩试验结果；
S4：建立用于盾构隧道密封垫的有限元模型，确定模型参数和边界条件，实现对用于盾构隧道密封垫的有限元数值模拟；
S5：利用S4建立的有限元模型对所述复合型密封垫的压缩变形进行数值模拟，并将得到的有限元数值模拟结果与S3得到的所述复合型密封垫压缩试验结果相比较，以验证S4建立的有限元模型是否合理；
S6：根据S2测得的防水性能，利用S5验证后的有限元模型进行数值模拟得到所述复合型密封垫与管片沟槽之间的平均接触应力；
S7：拟合S2测得的T型水压试验结果和S6得到有限元数值模拟结果，得出预测复合型密封垫的防水性能确定公式：
Figure FDA0004061772210000011
式中：PW为极限防水压力；PC为复合型密封垫与管片沟槽之间的平均接触应力；S为复合型密封垫的张开量；c、d、f为待定系数；
S8：将S2设定的复合型密封垫的张开量和错台量以及S6通过有限元数值模拟得到的平均接触应力代入到S7得出的所述防水性能预测公式中，即确定防水性能Pw。
2.根据权利要求1所述的用于盾构隧道密封垫的防水性能的确定方法，其特征在于，所述S2：设定所述复合型密封垫在不同的张开量和错台量工况下分别进行T型耐水压试验，其中，不同的张开量分别为5毫米、6毫米、7毫米、8毫米、10毫米和12毫米；每一个张开量对应的错台量分别为5毫米、10毫米和15毫米。
3.根据权利要求1所述的用于盾构隧道密封垫的防水性能的确定方法，其特征在于，所述S2：设定所述复合型密封垫在不同的张开量和错台量工况下分别进行T型耐水压试验，包括以下步骤：
S21：准备复合型密封垫和T型防水试验台的沟槽，并保持清洁；
S22：在S21准备的所述复合型密封垫上和所述T型防水试验台的沟槽内分别涂上胶；
S23：将所述复合型密封垫安装在所述T型防水试验台的沟槽内；
S24：分别调节接缝张开量和错台量；
S25：打开T型耐水压试验装置的排气阀，通过液压泵注入加压水，待有水排出后关闭所述排气阀；
S26：以0.1MPa的增量逐步增加水压，每个增量步骤的稳定时间应不小于30分钟；
S27：当发生渗水时，将加压水压力降低0.1MPa；
S28：待12小时后，重复S26，检查是否渗水，如果没有渗水，重复步骤S26-S28；否则，测试结束；
S29：测试完成后，应释放水压，并对下一组测试重复上述步骤S21-S28。
4.根据权利要求1所述的用于盾构隧道密封垫的防水性能的确定方法，其特征在于，所述S3：对所述复合型密封垫进行压缩试验，包括以下步骤：
S31：将所述复合型密封垫放入压缩试验夹具并至于压缩设备的下板和上板之间，同时调整所述复合型密封垫的几何中心，使所述复合型密封垫与压缩设备的加载轴的中心线相匹配；
S32：以50mm/min的速度进行压缩试验，当所述复合型密封垫的接缝开口接近0mm时，以相同的速度放松加载，并重复测试两次，获得三条载荷-变形曲线，将第三条载荷-变形曲线作为所述复合型密封垫的压缩试验结果。
5.根据权利要求1所述的用于盾构隧道密封垫的防水性能的确定方法，其特征在于，所述S4：建立用于盾构隧道密封垫的有限元模型，确定模型参数和边界条件，其中，采用ABAQUS对复合型密封垫和管片的沟槽分别建立几何模型并进行网格划分。
6.根据权利要求5所述的用于盾构隧道密封垫的防水性能的确定方法，其特征在于，所述S4：建立用于盾构隧道密封垫的有限元模型，确定模型参数和边界条件，其中，所述边界条件包括：
设置所述复合型密封垫与所述管片的沟槽之间的接触模型和摩擦系数；
以及设置所述复合型密封垫与所述复合型密封垫之间的接触模型和摩檫系数。
7.根据权利要求6所述的用于盾构隧道密封垫的防水性能的确定方法，其特征在于，所述复合型密封垫与所述管片的沟槽的接触模型为库伦摩擦模型；所述复合型密封垫与所述复合型密封垫之间的接触模型为硬接触模型。
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