CN107575264A - 一种复合材料波纹板支护防排水系统 - Google Patents

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杨云轩
马国伟
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Abstract

本发明公开了一种复合材料波纹板支护防排水系统，属于隧道工程领域。该系统由防水系统和排水系统组成；所述防水系统由波纹板支护和波纹板表面防水板组成；所述排水系统由环向导水盲管、纵向排水管、横向排水管和中央排水管组成。排水层内的环向排水管在隧道轴线方向等间隔布设，环向排水管布设在波纹板的中间位置处；环向排水管之间由纵向排水管连接，纵向排水管设置在隧道拱肩和拱脚处；纵向排水管与中央排水管通过横向排水管连接。本发明提供一种耐久性能好，使用性能优的拼装式复合材料波纹板支护防排水水系统，以减少维护使用时防排水系统的消耗。

Description

一种复合材料波纹板支护防排水系统
技术领域
本发明属于隧道工程领域，具体涉及到一种复合材料波纹板支护系统。
背景技术
地下水问题一直是地下工程结构中非常重要的影响因素，在隧道工程尤为明显。当前隧道中的渗漏水现象非常严重，隧道渗漏水会对隧道结构及内部设施造成腐蚀，影响隧道的安全性，减少隧道结构使用寿命，增加了隧道运营所需的成本。
现有的隧道防排水结构通常为在初期支护和二次衬砌之间设置防水板及无纺布，衬砌背后环向设置导水盲管并在底部设置纵向排水管。该防排水系统在施工和使用过程中常常出现各种问题：隧道初期支护中的喷射混凝土常出现凸出物或有锚杆端头出露导致防水板破损；环向导水盲管被细小颗粒堵塞，无法正常发挥作用；排水管与防水板直接接触初期支护和二次衬砌，当发生错动时经常导致防水板破裂或导水盲管断开；防水板服役寿命约为60年，而隧道设计使用年限为百年，防水板失效以后难以对防排水系统进行更换维修。以上问题亟待解决。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种耐久性能好，使用性能优的拼装式复合材料波纹板支护防排水水系统，以减少维护使用时防排水系统的消耗。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种复合材料波纹板支护防排水水系统及其施工方法，该系统由防水系统和排水系统组成；所述防水系统由波纹板支护和波纹板表面防水板组成；所述排水系统由环向导水盲管、纵向排水管、横向排水管和中央排水管组成；所述波纹板为复合材料波纹板，内部为钢材，外部为FRP材料，波纹板间的连接处设置止水带；所述防水板紧贴波纹板外侧；所述环向导水管固定至波纹板外侧波谷处。
具体地，所述排水层内的环向排水管在隧道轴线方向等间隔布设，环向排水管布设在波纹板的中间位置处；环向排水管之间由纵向排水管连接，纵向排水管设置在隧道拱肩和拱脚处；纵向排水管与中央排水管通过横向排水管连接。
本发明同时提出上述的隧道防排水系统的建造方法，包括以下步骤：
S1隧洞初期支护完成后安装仰拱波纹板，首先连接防水板，防水板采用热楔法焊接搭接，之后纵向上与相邻仰拱波纹板通过法兰连接，连接处设置一条止水带，防止地下水从接缝处渗入。
S2在拱脚处设置纵向排水管，排水管纵向与相邻排水管连接，排水管预先设置好接头与环向导水盲管连接。
S3安装侧墙波纹板，首先将导水盲管与纵向排水管连接。之后焊接搭接防水板。侧墙波纹板与仰拱波纹板搭接固定，纵向上与相邻侧墙波纹板通过法兰连接，连接处设置止水带。
S4在拱肩处设置纵向排水管，排水管与侧墙波纹板后的导水盲管连接，纵向与相邻排水管连接。
S5安装顶部波纹板，首先将导水盲管与拱肩处纵向排水管连接。之后焊接搭接防水板。顶部波纹板与两侧侧墙波纹板搭接固定，纵向上与相邻顶部波纹板通过法兰连接，连接处设置止水带。
S6防排水系统封闭成环后，通过预留的注浆管向初衬与防水板之间注浆。灌注混凝土应为透水混凝土。
S7在波纹板外浇注一层混凝土。
本方法所用波纹板为预制构件，板身弧度与隧道轮廓相同，波纹板板壁上预留注浆孔。波纹板环向两端预留螺栓孔，波纹板环向之间通过螺栓直接连接。波纹板纵向两端设有钢板，钢板上预留螺栓孔，波纹板纵向上通过法兰连接。
防水板粘结在波纹板上，纵向及环向留有一定搭接长度。侧墙和仰拱波纹板外侧设有导水盲管，导水盲管固定在波纹板中间处的波谷里，导水盲管预留接头。导水盲管在波谷之中可以避免其与初期支护的接触，从而减少其断裂的可能。
波纹板排水系统采用预制构件拼装式施工可有效减少施工工时。波纹板波谷除了用来固定保护导水盲管以外还能承担一定的环向导水功能。同时波纹板具有较高的强度与刚度，可以替代二次衬砌从而减少隧道施工过程中的工序工时。
附图说明
图1是复合材料波纹板支护防排水水系统示意图；
图2是预制波纹板结构示意图；
图3是波纹板连接示意图；
具体实施方式
下面结合附图及对本发明的技术方案进行详细的阐述。
一种复合材料波纹板支护防排水水系统及其施工方法，该系统由防水系统和排水系统组成；所述防水系统由波纹板支护1和波纹板表面防水板12组成；所述排水系统由环向导水盲管2、纵向排水管3、横向排水管4和中央排水管6组成；所述波纹板为复合材料波纹板，内部为钢材7，外部为FRP材料8，波纹板间的连接处设置止水带；所述防水板12紧贴波纹板外侧；所述环向导水管2固定至波纹板外侧波谷处，并浇筑混凝土保护层9进行保护，混凝土为透水混凝土。
具体地，所述排水层内的环向排水管2在隧道轴线方向等间隔布设，环向排水管布设在波纹板的中间位置处；环向排水管之间由纵向排水管3连接，纵向排水管设置在隧道拱肩和拱脚处；纵向排水管与中央排水6管通过横向排水管4连接。
本发明同时提出上述的隧道防排水系统的建造方法，包括以下步骤：
S1隧洞初期支护完成后安装仰拱波纹板，首先连接防水板，防水板采用热楔法焊接搭接，之后纵向上与相邻仰拱波纹板通过法兰连接，连接处设置一条止水带，防止地下水从接缝处渗入。
S2在拱脚处设置纵向排水管，排水管纵向与相邻排水管连接，排水管预先设置好接头与环向导水盲管连接。
S3安装侧墙波纹板，首先将导水盲管与纵向排水管连接。之后焊接搭接防水板。侧墙波纹板与仰拱波纹板搭接固定，纵向上与相邻侧墙波纹板通过法兰连接，连接处设置止水带。
S4在拱肩处设置纵向排水管，排水管与侧墙波纹板后的导水盲管连接，纵向与相邻排水管连接。
S5安装顶部波纹板，首先将导水盲管与拱肩处纵向排水管连接。之后焊接搭接防水板。顶部波纹板与两侧侧墙波纹板搭接固定，纵向上与相邻顶部波纹板通过法兰连接，连接处设置止水带。
S6防排水系统封闭成环后，通过预留的注浆管向初衬与防水板之间注浆。灌注混凝土应为透水混凝土。
S7在波纹板外浇注一层混凝土。
本方法所用波纹板为预制构件，板身弧度与隧道轮廓相同，波纹板板壁上预留注浆孔。波纹板环向两端预留螺栓孔，波纹板环向之间通过螺栓直接连接。波纹板纵向两端设有钢板，钢板上预留螺栓孔，波纹板纵向上通过法兰连接。
防水板12粘结在波纹板上，纵向及环向留有一定搭接长度。侧墙和仰拱波纹板外侧设有导水盲管，导水盲管固定在波纹板中间处的波谷里，导水盲管预留接头。导水盲管在波谷之中可以避免其与初期支护的接触，从而减少其断裂的可能。
波纹板排水系统采用预制构件拼装式施工可有效减少施工工时。波纹板波谷除了用来固定保护导水盲管以外还能承担一定的环向导水功能。同时波纹板具有较高的强度与刚度，可以替代二次衬砌从而减少隧道施工过程中的工序工时。

Claims (5)

1.一种复合材料波纹板支护防排水系统，其特征在于：该系统由防水系统和排水系统组成；所述防水系统由波纹板支护和波纹板表面防水板组成；所述排水系统由环向导水盲管、纵向排水管、横向排水管和中央排水管组成；所述波纹板为复合材料波纹板，内部为钢材，外部为FRP材料，波纹板间的连接处设置止水带；所述防水板紧贴波纹板外侧；所述环向导水管固定至波纹板外侧波谷处；
所述排水层内的环向排水管在隧道轴线方向等间隔布设，环向排水管布设在波纹板的中间位置处；环向排水管之间由纵向排水管连接，纵向排水管设置在隧道拱肩和拱脚处；纵向排水管与中央排水管通过横向排水管连接。
2.利用权利要求1所述系统进行的一种复合材料波纹板支护防排水水系统及其施工方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
S1隧洞初期支护完成后安装仰拱波纹板，首先连接防水板，防水板采用热楔法焊接搭接，之后纵向上与相邻仰拱波纹板通过法兰连接，连接处设置一条止水带，防止地下水从接缝处渗入；
S2在拱脚处设置纵向排水管，排水管纵向与相邻排水管连接，排水管预先设置好接头与环向导水盲管连接；
S3安装侧墙波纹板，首先将导水盲管与纵向排水管连接；之后焊接搭接防水板；侧墙波纹板与仰拱波纹板搭接固定，纵向上与相邻侧墙波纹板通过法兰连接，连接处设置止水带；
S4在拱肩处设置纵向排水管，排水管与侧墙波纹板后的导水盲管连接，纵向与相邻排水管连接；
S5安装顶部波纹板，首先将导水盲管与拱肩处纵向排水管连接；之后焊接搭接防水板；顶部波纹板与两侧侧墙波纹板搭接固定，纵向上与相邻顶部波纹板通过法兰连接，连接处设置止水带；
S6防排水系统封闭成环后，通过预留的注浆管向初衬与防水板之间注浆；灌注混凝土应为透水混凝土；
S7在波纹板外浇注一层混凝土。
3.利用权利要求2所述的一种复合材料波纹板支护防排水水系统及其施工方法，其特征在于：本方法所用波纹板为预制构件，板身弧度与隧道轮廓相同，波纹板板壁上预留注浆孔；波纹板环向两端预留螺栓孔，波纹板环向之间通过螺栓直接连接；波纹板纵向两端设有钢板，钢板上预留螺栓孔，波纹板纵向上通过法兰连接。
4.利用权利要求2所述的一种复合材料波纹板支护防排水水系统及其施工方法，其特征在于：防水板粘结在波纹板上，纵向及环向留有一定搭接长度；侧墙和仰拱波纹板外侧设有导水盲管，导水盲管固定在波纹板中间处的波谷里，导水盲管预留接头；导水盲管在波谷之中可以避免其与初期支护的接触，从而减少其断裂的可能。
5.利用权利要求2所述的一种复合材料波纹板支护防排水水系统及其施工方法，其特征在于：波纹板排水系统采用预制构件拼装式施工可有效减少施工工时；波纹板波谷除了用来固定保护导水盲管以外还能承担一定的环向导水功能；同时波纹板具有较高的强度与刚度，替代二次衬砌从而减少隧道施工过程中的工序工时。
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