CN107542493B - 一种钢-frp复合波纹管的隧道排水系统施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钢‑FRP复合波纹管的隧道排水系统施工方法，排水系统是利用波纹管的一部分波谷集水，并借助排水管道向中央排水管排水，这种排水方式提高了集水能力和排水效率。具体是后场预制钢‑FRP复合波纹管，在部分波纹管片上固定刚性滤网，其内埋设盲管用以实现纵向排水。现场整体安装钢‑FRP复合波纹管作为隧道初次衬砌，同时在波纹管连接处使用三向管接头实现环向排水。利用内嵌钢材的复合FRP波纹管的波谷，配合防水滤板，形成空腔，用于收集地下水，通过排水管道向中心排水管道排水，设置灵活，可以根据具体的水文地质条件增加减少排水管道的数量，集水方便，且材料的耐腐蚀性好，可以用于水文地质条件较差的地下结构中，施工便捷，快速。

Description

一种钢-FRP复合波纹管的隧道排水系统施工方法
技术领域
本发明是一种使用钢-FRP复合波纹管隧道排水的施工方法。具体是使用钢-FRP复合波纹管作为隧道初期支护，并利用波纹管自身的波谷集水，借助排水管道向外排水的结构形式，涉及这种结构形式的施工方法。
背景技术
在隧道施工过程中，排水系统与支护结构互不影响。在矿山法施工过程中，常使用钢筋格栅和喷射混凝土对围岩进行初期支护，排水系统独立于支初期支护结构之外单独施做，防水层设置在初次衬砌和二次衬砌之间，这就意味着地下水可能渗透进入初衬，进而使钢材锈蚀，给结构本身你带来安全隐患。
使用预制波纹管作为支护结构，可以利用波纹管的波谷集水并通过排水管道向中央排水管排水，提高了集水能力和排水效率。同时，预制波纹管在现场安置拼装可以大幅提高施工效率，缩短施工周期。
钢波纹管是一种新型支护材料，拼装快、施工效率高。钢材具有强度高，延性好等优点，但在地下结构中水文地质条件复杂，钢材锈蚀膨胀，会使得浇筑的混凝土层开裂，进而加剧钢材的锈蚀，给地下结构带来安全隐患。
纤维增强塑料(FRP)，FRP凭借强度高、质量轻、耐腐蚀等优点被广泛应用于地下结构等领域。但本身强度不高，且呈现脆性破坏，不宜单独作为承载材料使用。
将钢波纹管用FRP包裹，这种钢-FRP复合波纹管将综合钢材的高强度，高延性，高弹性模量及FRP的耐腐蚀性的特点，可以作为隧道的初期支护结构。同时，可利用波纹管的波谷集水并通过排水管道向中央排水管排水，合理地利用支护结构本身形状的特点向外排水。
这种排水系统的施工不同于传统排水系统的施做方法，其排水系统与初期支护结构相互关联，无需单独施做排水系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种使用钢-FRP复合波纹管隧道排水的施工方法。其排水系统是利用波纹管的一部分波谷集水，并借助排水管道向中央排水管排水，这种排水方式提高了集水能力和排水效率。具体是后场预制钢-FRP复合波纹管，在部分波纹管片上固定刚性滤网，其内埋设盲管用以实现纵向排水。现场整体安装钢-FRP复合波纹管作为隧道初次衬砌，同时在波纹管连接处使用三向管接头实现环向排水。
为实现上述目的所采用的技术方案是：使用钢-FRP复合波纹管作为隧道的初期支护结构，该支护结构由四片钢-FRP复合波纹板组成，钢-FRP复合波纹板之间通过高强螺栓连接。跟据工程所处的水文地质条件，确定所需埋设的盲管数量。在预制的钢-FRP复合波纹板的波谷处埋设多根盲管，盲管布设的位置以及数量根据工程所处环境而定。在布设盲管的波谷处固定一张刚性防水滤板，地下水经过防水滤板渗透进入波纹板的波谷处，并通过布设的盲管实现纵向排水，通过钢-FRP复合波纹板区间连接处的三向管接头实现环向排水。
钢-FRP复合波纹管的隧道排水系统施工方法具体如下。
S1根据隧道的设计空间及尺寸，确定隧道初期支护的形状以及尺寸，根据所需要的尺寸，利用液压成形机预制钢波纹板材，在钢波纹板上预留一定数量的孔洞用来固定钢格栅以及自身连接。对钢波纹板表面进行去污以及送纱处理，纤维浸胶以及纤维集束后得到的胶凝材料与钢波纹板通过模具拉挤成型，根据所需形状弯曲固化成型制成钢-FRP复合波纹板。
S2根据具体隧道工程的地下水情况，确定隧道区间内排水的需求情况，在地下水相对较多的地方，其波纹板外侧可以多布设一些盲管，波纹板外侧布设盲管的地方固定一块刚性防水滤网，其与波纹板之间用防水螺栓固定。
S3采用采用上台阶法开挖隧道，并布设钢-FRP复合波纹管。
S4在钢-FRP复合波纹板区间连接处布置三向管接头，实现环向排水。
S5将环向排水管引入中央排水管内。
附图说明
图1是一种使用钢-FRP复合波纹管的隧道排水结构，正视图；
图2是一种使用钢-FRP复合波纹管的隧道排水结构，左视图；
图3是复合材料波纹板的截面示意图；
图4是钢-FRP复合波纹板区间连接处三向管接头布置示意图。
具体实施方式
下面将结合实例对该发明进行阐述。
如图1所示，该隧道支护由四片内嵌钢材的复合FRP波纹板1拼接而成，波纹板间通过高强螺栓4连接。在波纹管的波谷处布置盲管3，并固定防水滤板5，排水管3汇集于中心排水管6，波纹管与围岩之间浇筑混凝土2。
如图2所示，排水管3内置于波纹管波谷与防水滤板的空腔内，且排水管3的个数可以根据水文条件适当增加或减少，防水滤板5只固定在有排水管的部位。
如图3所示，内嵌钢材的复合FRP波纹板1是由钢波纹板7与FRP材料8通过拉挤热固化成型。
如图4所示，钢-FRP复合波纹板区间连接处布置三向管接头9。
钢-FRP复合波纹管的隧道排水系统施工方法具体如下。
S1根据隧道的设计空间及尺寸，确定隧道初期支护的形状以及尺寸，根据所需要的尺寸，利用液压成形机预制钢波纹板材，在钢波纹板上预留一定数量的孔洞用来固定钢格栅以及自身连接。对钢波纹板表面进行去污以及送纱处理，纤维浸胶以及纤维集束后得到的胶凝材料与钢波纹板通过模具拉挤成型，根据所需形状弯曲固化成型制成钢-FRP复合波纹板。
S2根据具体隧道工程的地下水情况，确定隧道区间内排水的需求情况，在地下水相对较多的地方，其波纹板外侧可以多布设一些盲管，波纹板外侧布设盲管的地方固定一块刚性防水滤网，其与波纹板之间用防水螺栓固定。
S3采用采用上台阶法开挖隧道，并布设钢-FRP复合波纹管。
S4在钢-FRP复合波纹板区间连接处布置三向管接头，实现环向排水。
S5将环向排水管引入中央排水管内。
本发明利用内嵌钢材的复合FRP波纹管的波谷，配合防水滤板，形成空腔，用于收集地下水，通过排水管道向中心排水管道排水，设置灵活，可以根据具体的水文地质条件增加减少排水管道的数量，集水方便，且材料的耐腐蚀性好，可以用于水文地质条件较差的地下结构中，施工便捷，快速。

Claims (2)

1.一种钢-FRP复合波纹管的隧道排水系统施工方法，其特征在于：使用钢-FRP复合波纹管作为隧道的初期支护结构，该支护结构由四片钢-FRP复合波纹板组成，钢-FRP复合波纹板之间通过高强螺栓连接；跟据工程所处的水文地质条件，确定所需埋设的盲管数量；在预制的钢-FRP复合波纹板的波谷处埋设多根盲管，盲管布设的位置以及数量根据工程所处环境而定；在布设盲管的波谷处固定一张刚性防水滤板，地下水经过防水滤板渗透进入波纹板的波谷处，并通过布设的盲管实现纵向排水，通过钢-FRP复合波纹板区间连接处的三向管接头实现环向排水；
钢-FRP复合波纹管的隧道排水系统施工方法具体如下；
S1根据隧道的设计空间及尺寸，确定隧道初期支护的形状以及尺寸，根据所需要的尺寸，利用液压成形机预制钢波纹板材，在钢波纹板上预留一定数量的孔洞用来固定钢格栅以及自身连接；对钢波纹板表面进行去污以及送纱处理，纤维浸胶以及纤维集束后得到的胶凝材料与钢波纹板通过模具拉挤成型，根据所需形状弯曲固化成型制成钢-FRP复合波纹板；
S2根据具体隧道工程的地下水情况，确定隧道区间内排水的需求情况，在地下水相对较多的地方，其波纹板外侧能够多布设一些盲管，波纹板外侧布设盲管的地方固定一块刚性防水滤网，其与波纹板之间用防水螺栓固定；
S3采用上台阶法开挖隧道，并布设钢-FRP复合波纹管；
S4在钢-FRP复合波纹板区间连接处布置三向管接头，实现环向排水；
S5将环向排水管引入中央排水管内。
2.根据权利要求1所述的一种钢-FRP复合波纹管的隧道排水系统施工方法，其特征在于：内嵌钢材的复合FRP波纹管的波谷，配合防水滤板，形成空腔，用于收集地下水，通过排水管道向中心排水管道排水。
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