CN102704954B - 一种隧道防水系统的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隧道防水系统的施工方法，其特征在于它包括以下步骤：表面处理：将所述隧道需要防水的内壁部分进行处理，使之为平整的粗毛面，刚性密封：在所述表面处理步骤之后，使所述粗毛面上完全覆盖可凝固的自修复防水剂，得到完整连续的一刚性防水膜；柔性密封：在所述刚性密封步骤之后，使所述刚性防水膜的表面上覆盖柔性防水膜；以及外衬砌步骤，该步骤生成一外衬砌层，所述外衬砌层遮蔽所述柔性防水膜，位于所述隧道的最内层表壁。本发明刚性防水层与柔性防水层组成了一个复合式的防水夹层，既具有高强度的抗渗漏功能，又具有抵抗形变的能力，无需额外安装部件，没有扎破的风险，防护效果好，同时具有稳定性和机械强度，可靠性高。

Description

一种隧道防水系统的施工方法

技术领域

本发明涉及一种隧道建筑中防水系统的施工方法。

背景技术

隧道的建筑环境往往都具有潮湿、滴水、通风恶劣的特点，并且由于隧道穿透了大量的地表内结构，破坏了原有地下水的渗漏路径，因而在施工过程和实际使用中，隧道围岩内壁发生渗漏的情况可谓十之八九，在隧道施工时对其进行防水处理、安装的各种防水系统，已经是这类产品的不可避免的部分。

通常隧道内发生渗漏时，其水压较大，现有比较典型阻止渗漏的隧道防水系统多大量运用了防水板的形式，在一次或二次衬砌时将防水板铺设至围岩，制作为防水层，再将二次衬砌处理为自防水的形式。这种形式成本很容易控制，而且释放方法也较成熟，但其缺陷较多，一是防水板始终存在搭接缝，随着施工误差等出现，搭接缝渗漏的可能性较大；另一是防水板本身容易被扎破，常常发生的实际情况就是防水板扎破部位无法抵抗渗漏，以至于最终由二次衬砌两端自防水功能来承担抗渗漏，于是，其整个防水系统老化的速度较快，很明显地可靠性不高；特别地，抗渗漏效果必须在二次衬砌完工后才能检验，不具备即时检验的特点，其返修率高，补救带来的损伤很大。

发明内容

针对现有隧道防水系统可靠性差、无及时检验、返修率高的特点，本发明提出一种隧道防水系统的施工方法，其技术方案如下：

一种隧道防水系统的施工方法，它包括以下步骤：

表面处理：将所述隧道需要防水的内壁部分进行处理，除去其表面的松层、尘土和不稳定颗粒，使之为平整的粗毛面，

刚性密封：在所述表面处理步骤之后，使所述粗毛面上完全覆盖可凝固的自修复防水剂，得到完整连续的一刚性防水膜；较佳实施例中，所述刚性防水膜的层厚度范围为1-5mm。

柔性密封：在所述刚性密封步骤之后，使所述刚性防水膜的表面上覆盖断裂延伸率在100-1500%范围的柔性防水膜；所述柔性防水膜的厚度范围为1-4mm；以及

外衬砌步骤，该步骤生成一外衬砌层，所述外衬砌层遮蔽所述柔性防水膜，位于所述隧道的最内层表壁。

作为本技术方案的其他优选者，可以在如下方面具有改进：

一较佳实施例中，所述表面处理步骤之前具有一局部注浆步骤，该局部注浆步骤采用主动压力将遇水迅速膨胀并形成弹性海绵体的封堵剂注入所述隧道内壁的渗水通道内，阻止所述隧道内壁明显渗漏的部位。在此基础上的一较佳实施例中，所述局部注浆步骤之前具有：

渗漏疏导步骤，该渗漏疏导步骤在所述隧道内壁上固定疏导管，将所述隧道内壁上明显渗漏部位的水流自上而下疏导至底部；以及

一次衬砌：在上述渗漏疏导步骤完成后，对所述隧道内壁进行一次衬砌，使之具有平整的表面。并且，在此基础上，一较佳实施例中，所述疏导管位于所述渗漏部位所在的隧道横截面，并采用固定钉逐点固定于所述隧道内壁上。对于具有疏导管的方案，一较佳实施例中，所述疏导管为多段连接的形态，其中包含硬质的管体和连接于所述管体之间软质的连接体；所述渗漏疏导步骤中，疏导管固定于所述隧道内壁时，先固定所述管体，再固定所述连接体。在此方案基础上的一较佳实施方案中，所述疏导管为拱形，所述水流通路自所述隧道底部的一侧始，经过所述隧道顶部，至隧道底部的另一侧保持连通。

一较佳实施例中，所述柔性密封步骤中，所述柔性防水膜采用可流动液态的防水涂料涂覆于所述刚性防水膜表面，涂覆的方式包括用喷嘴喷涂和用刷子涂刷。

一较佳实施例中，所述刚性密封步骤中，所述自修复防水剂采用喷嘴喷涂的方式覆盖于所述粗毛面，所述喷嘴在喷涂时接近所述粗毛面，使所述自修复防水剂冲击渗入所述粗毛面的微孔和/或裂缝中。

一较佳实施例中，所述刚性密封步骤中，所述自修复防水剂采用涂刷的方式覆盖于所述粗毛面；该涂刷的方式包括两次，待第一次涂刷的所述自修复防水剂其已经硬化以后，再涂刷第二次。

一较佳实施例中，所述刚性密封步骤中，所述自修复防水剂覆盖所述粗毛面之前具有一湿润步骤，该湿润步骤中，用干净水对所述粗毛面进行彻底湿润地喷洒。

本发明带来的有益效果是：

1.即时检测得以顺利实现，防水失效率得到逐步控制，因为不需要等到柔性防水膜形成才可以检验隧道的防水性能，而是完成刚性防水膜、完成柔性防水膜的每一阶段均可以即时检测，可以严格保证每个防水层的性能，大大提高了最终的良品率。

2.刚性防水层与柔性防水层组成了一个复合式的防水夹层，既具有高强度的抗渗漏功能，又具有抵抗形变的能力，无需额外安装部件，没有扎破的风险，防护效果好，同时具有稳定性和机械强度，可靠性高。

3.复合式的夹层可以把防护功能分离，即某些具有针对性的防护功能，比如抗海水渗透者单独处理在柔性防水层中，实现了防水层的模块化处理，同样的施工方法却可以模块化更换材料以搭配成不同具有针对性的方案，也可以直接连接配合其他施工工艺，所以，本施工方法的适用性很强。

4.带有连接体的疏导管，先将管体安装在隧道内壁，再固定连接体，可以使疏导管具备优良的抗形变性能。

附图说明

以下结合附图实施例对本发明作进一步说明：

图1是本发明实施例一的施工步骤图；

图2是本发明实施例二的施工步骤图；

图3是本发明实施例三的施工步骤图；

图4是图3所示实施例用到的疏导管70立体图；

图5是图4所示的疏导管70其横截面图；

图6是本发明实施例四用到的疏导管70其横截面图。

具体实施方式

实施例一：

如图1，一种隧道防水系统的施工方法，该施工方法包括了如图所示的4个主要步骤，它们分别是：

表面处理步骤1：对隧道需要防水的内壁部分进行处理，在本实施例中，需要防水的内壁是围岩10的内壁，所以，将其表面的松层、尘土以及不稳定颗粒去除掉，使之趋于平整化，并且确保其表面为带有适度粗糙的粗毛面11，便于与其他材料相紧密配合；本实施例所针对的围岩10，基本上没有明显可见的渗漏，其地质特点表现出比较优质而稳定的结构，所以不需要针对明显渗漏进行特别的处理。

刚性密封步骤4：在完成表面处理步骤1之后，将配制好的自修复防水剂完全覆盖在粗毛面11上，使之形成刚性的防水膜；所以，该刚性密封步骤4所需要的自修复防水剂，在本实施例中具备以下特点：

自修复防水剂由渗透结晶型活性材料与多种无机材料组成的灰色粉末状材料，经加水配制，产生化学反应，生成结晶体，自动填补堵塞粗毛面11因多种原因形成的空隙和裂缝，本例中使用厦门京湘特种工程有限公司的产品FSB-701类型者，该自修复防水剂在施工前加水调配，在施工时为粘稠的液体，凝固后为稳定刚性防水膜20，紧密配合于粗毛面11。并且，本实施例中，此自修复防水剂用涂刷的形式：该涂刷的方式包括两次涂刷的过程，待第一次涂刷的自修复防水剂其已经硬化以后，再涂刷第二次，得到一个二次成型的刚性防水膜20。

所以，当刚性防水膜20形成并固化以后，可以立即评估此刚性防水膜20的性能，通过即时检验，可以立刻查缺补漏，使刚性防水膜20完全按照设定的要求。

柔性密封步骤5乃是在刚性密封步骤4之后进行，如上所述，甚至可以在刚性密封步骤4之后的检验完成之后再进行；因为刚性防水膜20已经遮盖了原来的粗毛面11，故相对会具有一个新的表面，此时，在刚性防水膜20的表面上覆盖柔性防水膜30，特别地，柔性防水膜30的断裂延伸率范围应使用在100-1500%，本实施例采用500%者。

至此，柔性防水膜30与刚性防水膜20组成了一个复合式的防水层，其防水性能十分优异，特别明显的优点是：

第一，即时检测得以顺利实现，防水失效率得到逐步控制，因为不需要等到柔性防水膜30形成才可以检验隧道的防水性能，而是完成刚性防水膜20、完成柔性防水膜30的每一阶段均可以即时检测，可以严格保证每个防水层的性能，大大提高了最终的良品率；第二，刚性防水层20与柔性防水层30组成了一个复合式的防水夹层，既具有高强度的抗渗漏功能，又具有抵抗形变的能力，无需额外安装部件，没有扎破的风险，防护效果好，同时具有稳定性和机械强度，可靠性高；并且，复合式的夹层可以把防护功能分离，即某些具有针对性的防护功能，比如抗海水渗透者单独处理在柔性防水层30中，实现了防水层的模块化处理，同样的施工方法却可以模块化更换材料以搭配成不同具有针对性的方案，也可以直接连接配合其他施工工艺，施工方法的适用性很强。

外衬砌步骤，该外衬砌步骤生成一外衬砌层40，此外衬砌层40遮蔽柔性防水膜30，是复合式防水层整体的保护，避免隧道内的机械碰撞、风化作用，气体侵蚀等危害，在背水面对复合式防水层进行防护。至此，整个防水系统的主干已经完成，并且可以进行最终的检验。多个施工项目证明，其防水效果非常突出。

实施例二：

如图2，本实施例相对于实施例一而言，仍然顺次包括表面处理步骤3、刚性处理步骤4、柔性处理步骤5和外衬砌步骤6；这些相同步骤中所针对的处理基本相同；其中具有一些相异者为：

刚性处理步骤4中，上述的自修复防水剂不是采用涂刷的形式，而是采用喷涂的方式，用机械喷嘴，加以高压喷涂于粗毛面11，以至于自修复防水剂冲击渗入粗毛面11的微孔和/或裂缝中；可见这种喷涂的方式可以明显地改善刚性防水膜20的成型效率，并且其厚度均匀度容易控制，且其渗透效果、配合强度好。

在本实施例中，表面处理步骤3之前具有一局部注浆步骤1，该局部注浆步骤旨在封堵围岩10内壁渗漏较明显的裂隙；采用主动压力将封堵剂50注入隧道围岩10内壁的渗水通道，本实施例采用厦门京湘特种工程有限公司的无机材料产品FSB-482，当封堵剂50遇水时，迅速膨胀并形成弹性海绵体，阻止所述隧道内壁明显渗漏的部位，使原本渗漏的水流转自围岩10的其他方向。这种方式可以快速地得到一个较稳定的围岩10内壁表面，并且可以最大限度地保持原有水系的生态平衡系统。

粗毛面11于上述局部注浆步骤1完成后处理，特别地，本实施例将粗毛面11用干净水对其进行彻底湿润地喷洒使之湿润，是为一湿润步骤（未在图中标示），该湿润步骤使后续的刚性处理步骤4其自修复防水剂的配合反应更加充分。

综上，本实施例二适用于围岩10具有少许渗漏的地段者，并且，局部注浆步骤1完成后，也可以对其进行的检验，逐步降低渗漏风险，同样具有可即时检验的特点。

实施例三：

如图3，是本发明实施例三的施工步骤图，本实施例特别适用于围岩10地址条件太差的地段：

与实施例二相比，本实施例对围岩10的早期处理仍然具有一个局部注浆步骤1，其封堵剂50仍然处理一些具有较小明显渗漏的内壁，但由于这些地段为议案10的质量太差，单靠封堵剂50无法获得一个相对稳定的内壁来安置复合防水层，所以，在局部注浆步骤1之后还具有一疏导步骤2和一次衬砌步骤，。

在局部注浆步骤1之后，部分渗漏裂隙被封堵，同时，此步骤会预留无法封堵者的位置，在此位置上，疏导步骤2会在隧道内壁上固定疏导管70，构建一个人工的排水环境，使无法封堵的裂隙渗漏水得到疏导，自上而下疏导至隧道的底部。图4和图5展示了疏导管70的细节，此疏导管70呈半管状，相对隧道延伸方向横向配于隧道内壁，其管体73必然经过渗漏裂隙，使水流可以自管体下端流到隧道的排水部件中，特别地，管体73侧面具有安装边72以及其上的安装孔71，可以通过打钉的方式将疏导管70固定于隧道内壁；事实上疏导管70并不是完整的硬质结构，而其中会设置柔性的连接体74，此连接体74可用橡胶制作，与管体73的形状相同，作为可拉伸变形的部位，使整个疏导管70可以抵御隧道内壁应力的冲击、慢速形变等，也可以稳定地疏导水流。实际安装过程中，由于管体73是硬质合成材料，所以先固定管体73于隧道内壁，再固定连接体74，使整个疏导管70可以妥善附着于隧道内壁。特别地，连接体74对应在渗漏较大的部位，使其处于形变可能性最大的位置，可以较大限度地发挥连接体的形变性能。

所以，完成渗漏疏导步骤2之后，再进行一次衬砌的步骤，该步骤用衬砌材料把设有疏导管70的内壁遮蔽起来进行一个基本的防护，可以得到一个内壁表面，在表面处理步骤3中将其处理为较平整的粗毛面11，其后续的刚性处理步骤4、柔性处理步骤5和外衬砌步骤6与上述实施例类似，并且，刚性处理步骤4和柔性处理步骤5均采用喷涂的方式，使复合式防水夹层的成型效率较高。本实施例的刚性防水膜20厚度为1.5mm，柔性防水膜30厚度为2mm；柔性防水膜采用可流动液态的防水涂料涂覆于刚性防水膜20表面，这种防水涂料可以具有以下特点：

采用具有高抗老化性的硅酸盐和微晶材料聚合物以及经过改制的丙烯酸酯乳液调配，具有化学键结合互传网络的交织结构，可以牢固地结合，以弹性聚合体的形式凝固，本例采用厦门京湘特种工程有限公司的产品FSB-681类型者。

可见，本实施例特别适用于围岩10较为恶劣的渗漏地段，相对于其他实施例，其增加的步骤具有模块化的特点，可以沿用相同的设备和工艺卡；同时渗漏疏导步骤2也具有可即时检验的能力。

疏导管70的横截面可以是圆弧形，耗材较小且具有相当的强度。

实施例四：

本实施例所有步骤与实施例三相同，不同之处乃是疏导管70采用图6所示的类方形横截面，该横截面的面积较大，可以处理较大的渗漏水。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (10)

1.一种隧道防水系统的施工方法，其特征在于：它包括以下步骤：

表面处理：将所述隧道需要防水的内壁部分进行处理，除去其表面的松层、尘土和不稳定颗粒，使之为平整的粗毛面，

刚性密封：在所述表面处理步骤之后，使所述粗毛面上完全覆盖可凝固的自修复防水剂，得到完整连续的一刚性防水膜；

柔性密封：在所述刚性密封步骤之后，使所述刚性防水膜的表面上覆盖断裂延伸率在100-1500%范围的柔性防水膜；以及

外衬砌步骤，该步骤生成一外衬砌层，所述外衬砌层遮蔽所述柔性防水膜，位于所述隧道的最内层表壁。

2.根据权利要求1所述一种隧道防水系统的施工方法，其特征在于：所述表面处理步骤之前具有一局部注浆步骤，该局部注浆步骤采用主动压力将遇水迅速膨胀并形成弹性海绵体的封堵剂注入所述隧道内壁的渗水通道内，阻止所述隧道内壁明显渗漏的部位。

3.根据权利要求2所述一种隧道防水系统的施工方法，其特征在于：所述局部注浆步骤之前具有：

渗漏疏导步骤，该渗漏疏导步骤在所述隧道内壁上固定疏导管，将所述隧道内壁上明显渗漏部位的水流自上而下疏导至底部；以及

一次衬砌：在上述渗漏疏导步骤完成后，对所述隧道内壁进行一次衬砌，使之具有平整的表面。

4.根据权利要求3所述一种隧道防水系统的施工方法，其特征在于：所述疏导管位于所述渗漏部位所在的隧道横截面，并采用固定钉逐点固定于所述隧道内壁上。

5.根据权利要求3所述一种隧道防水系统的施工方法，其特征在于：所述疏导管为多段连接的形态，其中包含硬质的管体和连接于所述管体之间软质的连接体；所述渗漏疏导步骤中，疏导管固定于所述隧道内壁时，先固定所述管体，再固定所述连接体。

6.根据权利要求5所述一种隧道防水系统的施工方法，其特征在于：所述疏导管为拱形，所述水流通路自所述隧道底部的一侧始，经过所述隧道顶部，至隧道底部的另一侧保持连通。

7.根据权利要求1所述一种隧道防水系统的施工方法，其特征在于：所述柔性密封步骤中，所述柔性防水膜采用可流动液态的防水涂料涂覆于所述刚性防水膜表面，涂覆的方式包括用喷嘴喷涂和用刷子涂刷。

8.根据权利要求1所述一种隧道防水系统的施工方法，其特征在于：所述刚性密封步骤中，所述自修复防水剂采用喷嘴喷涂或刷子涂刷的方式覆盖于所述粗毛面。

9.根据权利要求1所述一种隧道防水系统的施工方法，其特征在于：所述刚性密封步骤中，所述自修复防水剂覆盖所述粗毛面之前具有一湿润步骤，该湿润步骤中，用干净水对所述粗毛面进行彻底湿润地喷洒。

10.根据权利要求1所述一种隧道防水系统的施工方法，其特征在于：所述刚性防水膜的层厚度范围为1-5mm；所述柔性防水膜的厚度范围为1-4mm。