CN104652461A - 一种地下厂房竖井防排水结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种地下厂房竖井防排水结构及其施工方法，所述竖井防排水结构包括通过出线廊道相连的主变洞及出线竖井，所述出线竖井由竖井底板及与竖井底板四周相连的出线竖井井筒组成，所述出线竖井井筒包括一期喷混凝土和二期衬砌混凝土组成，所述一期喷混凝土和二期衬砌混凝土之间设置有防排水层，所述防排水层包括透水管、缓冲层及防水板；所述施工方法包括竖井开挖及支护、铺设防排水层及浇筑二期衬砌防水混凝土。本发明可以有效引排和汇集岩壁渗漏排水,减少二次衬砌混凝土的开裂，防水防渗效果好；另外这种结构形式还可以减少系统排水孔的设置，仅在渗漏较严重处设置随机排水孔，具有安全环保、施工方便、综合经济效益高等优点。
Description
技术领域
本发明属于水利水电技术领域，具体是涉及一种地下厂房竖井防排水结构及其施工方法。
背景技术
目前大多数地下厂房竖井开挖后岩壁均存在渗漏水问题，如果不加以引排，竖井衬砌将承受很大的地下水压力，从而导致竖井混凝土衬砌需要加厚，配筋也会很大，且竖井衬砌混凝土在硬化过程中，内部存在着温度应力和收缩应力，这些应力的存在会使混凝土产生变形，而喷混凝土表面粗糙、凹凸不平，必然会对衬砌混凝土产生相当大的约束力，阻止其变形，于是就产生了拉应力。当拉应力大于衬砌混凝土抗拉强度时，衬砌混凝土即被拉裂成为渗漏水通道，不利于竖井内电气设备安全运行，因此很有必要对竖井采取有效的防排水措施，以进行岩壁地下渗水的防排。目前国内大多数水电站厂房竖井采用排水盲沟(材)进行排水，但盲沟易被堵失效，排水效果不理想，而且不便于施工，施工成本较高。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种地下厂房竖井防排水结构及其施工方法。
本发明是通过如下技术方案予以实现的。
一种地下厂房竖井防排水结构，包括通过出线廊道相连的主变洞及出线竖井，所述出线竖井由竖井底板及与竖井底板四周相连的出线竖井井筒组成，所述出线竖井井筒包括一期喷混凝土和二期衬砌混凝土组成，所述一期喷混凝土和二期衬砌混凝土之间设置有防排水层，所述防排水层包括设置于一期喷混凝土内的透水管、缓冲层及防水板，所述地下厂房竖井内还设置有混凝土电梯井井筒。
所述透水管包括相互连通的纵向透水管、上层环形透水管及底层环形透水管，其中底层环形透水管设置在二期衬砌混凝土上，并通过横向泄水管与设置于竖井底板上的排水沟连通，在排水沟通过混凝土衬砌部位还设置有排水管。
所述纵向透水管、上层环形透水管及底层环形透水管均采用加劲型TS-弹塑软式透水管。
所述缓冲层采用300g/m2的土工无纺布。
所述防水板采用厚度为1.2mm的EVA防水板，且防水板的宽幅不小于2m。
所述纵向透水管和上层环形透水管的直径为50mm；横向泄水管采用直径为100mm的HDPE管；底层环形透水管的直径为80mm。
一种地下厂房竖井防排水结构施工方法，其方法步骤如下：
(1)竖井开挖及支护：在竖井开挖后进行喷混凝土和锚杆支护，并对喷射混凝土基面突出物进行处理；
(2)铺设防排水层：先铺设一层300g/m2的土工无纺布作缓冲层，然后采用无钉铺设施工工艺铺设EVA防水板；
(3)浇筑二期衬砌防水混凝土：二期衬砌混凝土添加复合防水剂，其掺量按水泥重量的1.5％计。
所述步骤(1)中锚杆采用药包锚杆，锚杆直径为22mm，长度为3.0m，环向间距为1.5m，纵向间距为1.5m，呈梅花型布置。
所述步骤(2)中的防水板之间焊缝采用热风焊接，焊缝搭接长度为10cm，为双缝，焊接完毕后采用充气法检测每条焊缝。
所述检测每条焊缝是在充气压力达到0.25Mpa后，且15min后气压降低小于0.025Mpa。
本发明的有益效果是：
与现有技术相比,本发明可以有效引排和汇集岩壁渗漏排水,减少二次衬砌混凝土的开裂，防水防渗效果好；另外这种结构形式还可以减少系统排水孔的设置，仅在渗漏较严重处设置随机排水孔，具有安全环保、施工方便、综合经济效益高等优点；
同时，采用加劲型TS-弹塑软式透水管，其排、渗水效果强，集吸水、透水、排水为一体，具有满足工程设计要求的耐压能力及透水性和反滤作用。不因地质、地理温度变化而发生断裂，并可达到排放洁净水的效果，不会对环境造成二次污染，属于新型环保产品。因其施工简便，无接头，对地质、地形无特殊要求，任何需要用暗排水的地方都可以随心所欲地使用；
其次，采用无纺土工布具有一定的抗撕裂能力和很好的变形适应能力，同时具有很好的平面排水能力，能起到很好的过滤、隔离、加筋、防护等功效；
再次，EVA防水板为不透水、表面光滑的塑料片材，它不仅起到防水作用，而且还能隔离、润滑初支喷射混凝土和二次衬砌混凝土，减少二次衬砌混凝土的开裂；具有良好的挠曲性、柔韧性、弹性、耐候性、耐环境应力开裂性和粘接性能，防水防渗性能极好，无毒环保，使用寿命长，各项力学指标均高于普通聚乙烯，施工中非常方便，焊接效果非常好。
附图说明
图1为本发明的平面剖视图；
图2为本发明下游面剖视图；
图3为本发明中环向排水管截面结构放大示意图；
图4为本发明中底层横向泄水管的放大结构示意图；
图5为本发明中二次衬砌施工缝结构示意图。
图中：1-纵向透水管，2-上层环形透水管，3-底层环形透水管，4-横向泄水管，5-排水管，6-防水板，7-缓冲层，8-一期喷混凝土，9-二期衬砌混凝土，10-混凝土电梯井井筒，11-排水沟，12-竖井底板，13-主变洞，14-出线竖井，15-出线廊道，16-背贴式止水带，17-带注浆管止水条。
具体实施方式
下面结合附图进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1至图4所示，本发明所述的一种地下厂房竖井防排水结构，包括通过出线廊道15相连的主变洞13及出线竖井14，所述出线竖井14由竖井底板12及与竖井底板12四周相连的出线竖井井筒组成，所述出线竖井井筒包括一期喷混凝土8和二期衬砌混凝土9组成，所述一期喷混凝土8和二期衬砌混凝土9之间设置有防排水层，所述防排水层包括设置于一期喷混凝土8内的透水管、缓冲层7及防水板6，所述地下厂房竖井内还设置有混凝土电梯井井筒10。本技术方案在竖井开挖完成后，先施工一期喷混凝土8和锚杆，然后施工二期衬砌混凝土9，由于竖井大部分都比较深，因此需要设置电梯，从而在竖井内需要混凝土电梯井井筒10。
所述透水管包括相互连通的纵向透水管1、上层环形透水管2及底层环形透水管3。
所述底层环形透水管3设置在二期衬砌混凝土9上，并通过横向泄水管4与设置于竖井底板12上的排水沟11连通。排水沟11一般是位于竖井底板12，通过出线廊道15的底板将水引到主变洞13排水沟，然后再排向主厂房集水井。排水沟11一段是位于出线竖井14内部，另一段位于出线廊道15内部。
所述排水沟11通过混凝土衬砌部位还设置有排水管5。在本技术方案中优先选用DN100UPVC排水管。
所述纵向透水管1、上层环形透水管2及底层环形透水管3均采用加劲型TS-弹塑软式透水管。
所述缓冲层7采用300g/m2的土工无纺布。
所述防水板6采用厚度为1.2mm的EVA防水板，且防水板6的宽幅不小于2m。
所述横向泄水管4采用直径为100mm的HDPE管。
所述纵向透水管1和上层环形透水管2的直径为50mm。
所述底层环形透水管3的直径为80mm。
所述一期喷混凝土8内还设置有锚杆。通过一期喷混凝土8和锚杆作为地下厂房竖井井体的一期支护。
所述二期衬砌混凝土9作为地下厂房竖井井体的二期支护和防潮结构，且二期衬砌混凝土9的防渗等级不小于S8。
本技术方案在具体实施时，最外层透水管根据工程实际情况在地下水强发育洞段铺设。富水地段环向排水透水管每5m一道，一般地段每10m设置一道；竖向引水透水管每10m一道，富水区加密布置；不同直径透水管相交处设置4通管或3通管，最底层环向透水管每10m设置一道HDPE横向泄水管，富水地段每5m设置一道，通过横向泄水管将岩壁渗水汇集至竖井底板混凝土排水沟再排往厂房集水井集中抽排。
本发明的施工步骤如下：
(1)竖井开挖及支护：在竖井开挖后进行喷混凝土和锚杆支护，并对喷射混凝土基面突出物进行处理；锚杆采用药包锚杆，锚杆直径为22mm，长度为3.0m，环向间距为1.5m，纵向间距为1.5m，呈梅花型布置。
(2)铺设防排水层：如图5所示，先铺设一层较柔软且具有相当强度的片材-300g/m2的土工无纺布作缓冲层7，然后采用无钉铺设施工工艺铺设EVA防水板6，防水板之间焊缝采用热风焊接，焊缝搭接长度为10cm，为双缝，焊接完毕后采用充气法对每条焊缝进行检测，充气压力达到0.25Mpa后15min后气压降低<0.025Mpa。防水板采用厚1.2mm的EVA防水板，防水板的宽幅不得小于2m。每个防水分区单元纵向长度采用模注二期衬砌混凝土时一模板的长度8～12m；各区间采用PVC制成的背贴式止水带16分区。将背贴式止水带16安装在施工缝的位置上，即可分区防水，又可保护施工缝处的防水板6。在防排水设计中，假定EVA防水板在施工中被破坏，为了限制渗漏水的范围，利用背贴式止水带16将防水板6做成的区域分割成若干个独立单元。万一某单元有破坏发生，这种系统就能限制窜水。每个分区单元则简化了一旦漏水而进行修复的难度。同时考虑施工中的一些人为的不合格的操作方法而导致防水板6及分区背贴式止水带16的整体平移于施工缝或被刺穿破损，在衬砌中间再加设一道中埋式带注浆管止水条17。
(3)浇筑二期衬砌防水混凝土，二期衬砌混凝土添加复合防水剂，其掺量按水泥重量的1.5％计。
Claims (10)
1.一种地下厂房竖井防排水结构，包括通过出线廊道(15)相连的主变洞(13)及出线竖井(14)，所述出线竖井(14)由竖井底板(12)及与竖井底板(12)四周相连的出线竖井井筒组成，所述出线竖井井筒包括一期喷混凝土(8)和二期衬砌混凝土(9)组成，其特征在于：所述一期喷混凝土(8)和二期衬砌混凝土(9)之间设置有防排水层，所述防排水层包括设置于一期喷混凝土(8)内的透水管、缓冲层(7)及防水板(6)，所述地下厂房竖井内还设置有混凝土电梯井井筒(10)。
2.根据权利要求1所述的一种地下厂房竖井防排水结构，其特征在于：所述透水管包括相互连通的纵向透水管(1)、上层环形透水管(2)及底层环形透水管(3)，其中底层环形透水管(3)设置在二期衬砌混凝土(9)上，并通过横向泄水管(4)与设置于竖井底板(12)上的排水沟(11)连通，在排水沟(11)通过混凝土衬砌部位还设置有排水管(5)。
3.根据权利要求2所述的一种地下厂房竖井防排水结构，其特征在于：所述纵向透水管(1)、上层环形透水管(2)及底层环形透水管(3)均采用加劲型TS-弹塑软式透水管。
4.根据权利要求1所述的一种地下厂房竖井防排水结构，其特征在于：所述缓冲层(7)采用300g/m2的土工无纺布。
5.根据权利要求1所述的一种地下厂房竖井防排水结构，其特征在于：所述防水板(6)采用厚度为1.2mm的EVA防水板，且防水板(6)的宽幅不小于2m。
6.根据权利要求2所述的一种地下厂房竖井防排水结构，其特征在于：所述纵向透水管(1)和上层环形透水管(2)的直径为50mm；横向泄水管(4)采用直径为100mm的HDPE管底层环形透水管(3)的直径为80mm。
7.一种地下厂房竖井防排水结构施工方法，其特征在于：包括如下方法步骤：
(1)竖井开挖及支护：在竖井开挖后进行喷混凝土和锚杆支护，并对喷射混凝土基面突出物进行处理；
(2)铺设防排水层：先铺设一层300g/m2的土工无纺布作缓冲层，然后采用无钉铺设施工工艺铺设EVA防水板；
(3)浇筑二期衬砌防水混凝土：二期衬砌混凝土添加复合防水剂，其掺量按水泥重量的1.5％计。
8.根据权利要求7所述的一种地下厂房竖井防排水结构施工方法，其特征在于：所述步骤(1)中锚杆采用药包锚杆，锚杆直径为22mm，长度为3.0m，环向间距为1.5m，纵向间距为1.5m，呈梅花型布置。
9.根据权利要求7所述的一种地下厂房竖井防排水结构施工方法，其特征在于：所述步骤(2)中的防水板之间焊缝采用热风焊接，焊缝搭接长度为10cm，为双缝，焊接完毕后采用充气法检测每条焊缝。
10.根据权利要求9所述的一种地下厂房竖井防排水结构施工方法，其特征在于：所述检测每条焊缝是在充气压力达到0.25Mpa后，且15min后气压降低小于0.025Mpa。
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