CN107816361A - 隧道富水段分区防水系统 - Google Patents

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Abstract

本发明隧道富水段分区防水系统，属于隧道防水领域，目的是提高富水段的防水性能，避免富水段渗水。包括设置于沉降缝处的沿隧道环向封闭的止水橡胶垫，止水橡胶垫位于初期支护与防水层之间；止水橡胶垫沿其中线的一侧沿隧道纵向搭接于常规衬砌段，另一侧沿隧道纵向搭接于富水段。本发明，通过设置止水橡胶垫将防水层与初期支护之间的渗流缝隙在沉降缝处隔断，将富水段渗入防水层与初期支护之间的渗流缝隙的水阻挡在富水段，避免渗入渗流缝隙的水沿着渗流缝隙流入常规衬砌段。

Description

隧道富水段分区防水系统
技术领域
本发明属于隧道防水领域，具体的是隧道富水段分区防水系统。
背景技术
隧道是一种修建在地下的工程结构物，被广泛应用于交通、矿山、水利及国防等领域。隧道的排水系统是隧道建设、正常使用及安全运营的重要环节，其通常包括设置于隧道中线路面下的沿隧道纵向的中央排水沟、设置于两侧边墙下部的沿隧道纵向的边墙纵向排水管、设置于边墙及拱墙背后的环向排水管及路面下的沿隧道横向的横向排水管；环向排水管设置于初期支护的内侧，其的两端分别与对应的边墙纵向排水管连通，将隧道的墙背水引至边墙纵向排水管；横向排水管连通边墙纵向排水管与中央排水沟，将汇集到边墙纵向排水管的水引入中央排水沟排出。
然而，随着我国交通事业的快速发展，修建隧道的地区越来越广，隧道纵向长度越来越长。随着隧道纵向长度的增加，隧道不可避免会跨越地质情况复杂的地质段，如泥石流堆积体、岩溶地层等地下水作用强烈的地段。地下水在围岩内大量聚集，水压过大造成地下水从沉降缝等处发生渗漏，影响隧道的使用性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供隧道富水段分区防水系统，提高富水段的防水性能，避免富水段渗水。
本发明采用的技术方案是：隧道富水段防水系统，所述隧道沿其径向包括位于外层的初期支护、位于内层的二次衬砌和位于中间的防水层；所述隧道沿其纵向包括富水段和分别与富水段轴向两端相接的常规衬砌段；所述富水段与常规衬砌段接缝处构成沉降缝；包括沉降缝防水结构，所述沉降缝防水结构包括设置于沉降缝处的沿隧道环向封闭的止水橡胶垫，所述止水橡胶垫位于初期支护与防水层之间；所述止水橡胶垫沿其中线的一侧沿隧道纵向搭接于常规衬砌段，另一侧沿隧道纵向搭接于富水段。
进一步的，在沉降缝处沿隧道径向向内依次设置有沿隧道环向封闭的第一背贴式止水带、第一中埋式钢边橡胶止水带和第一遇水膨胀止水胶条；所述第一背贴式止水带位于防水层的内侧与防水层固定连接；在第一背贴式止水带与第一中埋式钢边橡胶止水带之间的一段沉降缝内填塞满嵌缝板；在第一中埋式钢边橡胶止水带与第一遇水膨胀止水胶条之间一段沉降缝内填塞满嵌缝板；在第一遇水膨胀止水胶条外侧的一段沉降缝内填塞有嵌缝板，并通过密封膏层封堵在嵌缝板的外侧。
进一步的，所述止水橡胶垫的宽度为W1,所述第一背贴式止水带宽度为W2，1.5W2≤W1≤2W2。
进一步的，包括设置在富水段的环向施工缝处的环向施工缝防水结构，所述环向施工缝防水结构包括在环向施工缝处沿隧道径向向内依次分布的沿隧道环向封闭的第二背贴式止水带、第二中埋式钢边橡胶止水带和第二遇水膨胀止水胶条；所述第二背贴式止水带位于防水层的内侧与防水层固定连接。
进一步的，包括设置在富水段的纵向施工缝处的纵向施工缝防水结构，所述纵向施工缝防水结构包括在纵向施工缝处沿隧道径向向内依次分布的第三中埋式钢边橡胶止水带和第三遇水膨胀止水胶条；所述第三中埋式钢边橡胶止水带和第三遇水膨胀止水胶条沿纵向施工缝的延伸方向贯通整条纵向施工缝。
进一步的，所述富水段采用抗水压衬砌。
进一步的，所述富水段沿其环向包括两侧的边墙；在富水段两侧边墙的底部设置有横向引流管和安全阀，所述横向引流管包括进水端和出水端，所述出水端伸入隧道的中央排水沟内与中央排水沟相连通，进水端沿隧道径向依次穿过富水段的二次衬砌和抗水压初期支护延伸至富水段边墙对应的围岩；所述安全阀安装于横向引流管。
进一步的，所述安全阀安装于横向引流管的出水端。
本发明的有益效果是：本发明，通过在沉降缝处设置位于初期支护与防水层之间的止水橡胶垫，将防水层与初期支护之间的渗流缝隙在沉降缝处隔断，将富水段渗入防水层与初期支护之间的渗流缝隙的水阻挡在富水段，避免渗入渗流缝隙的水沿着渗流缝隙流入常规衬砌段，降低了常规衬砌段墙背的水压，提高富水段的防水性能，将水堵在富水段，以便后序排放。
而富水段采用抗水压衬砌增强了富水段的抗水压能力，并设置限压排放安全阀实现定量排放，最终，保证了隧道结构安全性。
附图说明
图1为本发明隧道横向剖视图；
图2为隧道沉降缝处纵向剖视图；
图3为隧道环向施工缝处纵向剖视图；
图4为隧道纵向施工缝处横向剖视图；
图5图1的A处局部放大图。
图中，初期支护11、二次衬砌12、防水层13、富水段14、常规衬砌段15、边墙16、沉降缝2、止水橡胶垫21、第一背贴式止水带22、第一中埋式钢边橡胶止水带23、第一遇水膨胀止水胶条24、嵌缝板25、密封膏层26、环向施工缝3、第二背贴式止水带31、第二中埋式钢边橡胶止水带32、第二遇水膨胀止水胶条33、纵向施工缝4、第三中埋式钢边橡胶止水带41、第三遇水膨胀止水胶条42、横向引流管5、进水端51、出水端52、安全阀6、中央排水沟7。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明如下：
隧道富水段防水系统，如图1和图2所示，所述隧道沿其径向包括位于外层的初期支护11、位于内层的二次衬砌12和位于中间的防水层13；所述隧道沿其纵向包括富水段14和分别与富水段14轴向两端相接的常规衬砌段15；所述富水段14与常规衬砌段15接缝处构成沉降缝2；包括沉降缝防水结构，所述沉降缝防水结构包括设置于沉降缝处的沿隧道环向封闭的止水橡胶垫21，所述止水橡胶垫21位于初期支护11与防水层13之间；所述止水橡胶垫21沿其中线的一侧沿隧道纵向搭接于常规衬砌段15，另一侧沿隧道纵向搭接于富水段14。
本发明，通过在富水段两端沉降缝2处设置位于初期支护11与防水层13之间的止水橡胶垫21，将防水层13与初期支护11之间的渗流缝隙在沉降缝2处隔断，将富水段14渗入防水层13与初期支护11之间的渗流缝隙的水阻挡在富水段14，避免渗入渗流缝隙的水沿着渗流缝隙流入常规衬砌段15，降低了常规衬砌段15墙背的水压，最终，将水堵在富水段14，以利于后序排放。
优选的，如图2所示，在沉降缝处沿隧道径向向内依次设置有沿隧道环向封闭的第一背贴式止水带22、第一中埋式钢边橡胶止水带23和第一遇水膨胀止水胶条24；所述第一背贴式止水带22位于防水层13的内侧与防水层13固定连接；在第一背贴式止水带22与第一中埋式钢边橡胶止水带23之间的一段沉降缝内填塞满嵌缝板25；在第一中埋式钢边橡胶止水带23与第一遇水膨胀止水胶条24之间一段沉降缝内填塞满嵌缝板25；在第一遇水膨胀止水胶条24外侧的一段沉降缝内填塞有嵌缝板25，并通过密封膏层26封堵在嵌缝板25的外侧。
通过在防水层13的内侧设置有第一背贴式止水带22、第一中埋式钢边橡胶止水带23和第一遇水膨胀止水胶条24，对沉降缝2进行多重堵水，并通过第一背贴式止水带22和密封膏层26起到加强堵水的作用。嵌缝板25为浸沥青软木板或者低密度高压聚乙烯闭孔泡沫嵌缝板，优选低密度高压聚乙烯闭孔泡沫嵌缝板。密封膏层26通常采用混凝土建筑接缝用密封胶形成。
为了提高止水橡胶垫21的堵水性能，优选的，所述止水橡胶垫21的宽度为W1,所述第一背贴式止水带22宽度为W2，1.5W2≤W1≤2W2。
如图3所示，隧道施工时存在环向施工缝3，在富水段14，环向施工缝3也极容易发生渗漏，故，优选的，包括设置在富水段14的环向施工缝3处的环向施工缝防水结构，所述环向施工缝防水结构包括在环向施工缝3处沿隧道径向向内依次分布的沿隧道环向封闭的第二背贴式止水带31、第二中埋式钢边橡胶止水带32和第二遇水膨胀止水胶条33；所述第二背贴式止水带31位于防水层13的内侧与防水层13固定连接。
通过在环向施工缝3处设置第二背贴式止水带31、第二中埋式钢边橡胶止水带32和第二遇水膨胀止水胶条33，实现多重堵水，提高环向施工缝3处的防水功能。
如图4所示，隧道施工时存在纵向施工缝4，纵向施工缝4也会发生渗漏，故，优选的，包括设置在富水段14的纵向施工缝4处的纵向施工缝防水结构，所述纵向施工缝防水结构包括在纵向施工缝4处沿隧道径向向内依次分布的第三中埋式钢边橡胶止水带41和第三遇水膨胀止水胶条42；所述第三中埋式钢边橡胶止水带41和第三遇水膨胀止水胶条42沿纵向施工缝4的延伸方向贯通整条纵向施工缝4。
优选的，所述富水段14采用抗水压衬砌。抗水压衬砌增强了述富水段14结构刚度，提高了述富水段14抵抗水压的能力。
为了降低富水段14的水压，避免水压过大影响沉降缝2、环向施工缝3和纵向施工缝4处的堵水性能，如图5所示，优选的，所述富水段14沿其环向包括两侧的边墙16；在富水段14两侧边墙16的底部设置有横向引流管5和安全阀6，所述横向引流管5包括进水端51和出水端52，所述出水端52伸入隧道的中央排水沟7内与中央排水沟7相连通，进水端51沿隧道径向依次穿过富水段14的二次衬砌12和抗水压初期支护11延伸至富水段14边墙16对应的围岩；所述安全阀6安装于横向引流管5。
通过横向引流管5将富水段14围岩内的水排出，从而降低富水段14的水压，实现堵排相结合，更进一步提高了对富水段14的防水性能。并且，在横向引流管5上设置安全阀6，通过设定安全阀6的工作值，当富水段14围岩内的水压达到安全阀6的工作值时，安全阀6自动开启，将富水段14围岩内的水引入中央排水沟7进行排放；当富水段14围岩内的水压低于安全阀6的工作值时，安全阀6关闭。通过安全阀6实现限压排放，保护了地下水环境，保证富水段14围岩的稳定性，降低了对围岩的影响。
为了便于安全阀6的检修与更换，优选的，所述安全阀6安装于横向引流管5的出水端52。

Claims (8)

1.隧道富水段分区防水系统，所述隧道沿其径向包括位于外层的初期支护(11)、位于内层的二次衬砌(12)和位于中间的防水层(13)；所述隧道沿其纵向包括富水段(14)和分别与富水段(14)轴向两端相接的常规衬砌段(15)；所述富水段(14)与常规衬砌段(15)接缝处构成沉降缝(2)；包括沉降缝防水结构，其特征在于：所述沉降缝防水结构包括设置于沉降缝处的沿隧道环向封闭的止水橡胶垫(21)，所述止水橡胶垫(21)位于初期支护(11)与防水层(13)之间；所述止水橡胶垫(21)沿其中线的一侧沿隧道纵向搭接于常规衬砌段(15)，另一侧沿隧道纵向搭接于富水段(14)。
2.如权利要求1所述的隧道富水段分区防水系统，其特征在于：在沉降缝处沿隧道径向向内依次设置有沿隧道环向封闭的第一背贴式止水带(22)、第一中埋式钢边橡胶止水带(23)和第一遇水膨胀止水胶条(24)；所述第一背贴式止水带(22)位于防水层(13)的内侧与防水层(13)固定连接；在第一背贴式止水带(22)与第一中埋式钢边橡胶止水带(23)之间的一段沉降缝内填塞满嵌缝板(25)；在第一中埋式钢边橡胶止水带(23)与第一遇水膨胀止水胶条(24)之间一段沉降缝内填塞满嵌缝板(25)；在第一遇水膨胀止水胶条(24)外侧的一段沉降缝内填塞有嵌缝板(25)，并通过密封膏层(26)封堵在嵌缝板(25)的外侧。
3.如权利要求2所述的隧道富水段分区防水系统，其特征在于：所述止水橡胶垫(21)的宽度为W1,所述第一背贴式止水带(22)宽度为W2，1.5W2≤W1≤2W2。
4.如权利要求1所述的隧道富水段分区防水系统，其特征在于：包括设置在富水段(14)的环向施工缝(3)处的环向施工缝防水结构，所述环向施工缝防水结构包括在环向施工缝(3)处沿隧道径向向内依次分布的沿隧道环向封闭的第二背贴式止水带(31)、第二中埋式钢边橡胶止水带(32)和第二遇水膨胀止水胶条(33)；所述第二背贴式止水带(31)位于防水层(13)的内侧与防水层(13)固定连接。
5.如权利要求1所述的隧道富水段分区防水系统，其特征在于：包括设置在富水段(14)的纵向施工缝(4)处的纵向施工缝防水结构，所述纵向施工缝防水结构包括在纵向施工缝(4)处沿隧道径向向内依次分布的第三中埋式钢边橡胶止水带(41)和第三遇水膨胀止水胶条(42)；所述第三中埋式钢边橡胶止水带(41)和第三遇水膨胀止水胶条(42)沿纵向施工缝(4)的延伸方向贯通整条纵向施工缝(4)。
6.如权利要求1-5任意一项权利要求所述的隧道富水段分区防水系统，其特征在于：所述富水段(14)采用抗水压衬砌。
7.如权利要求1-5任意一项权利要求所述的隧道富水段分区防水系统，其特征在于：所述富水段(14)沿其环向包括两侧的边墙(16)；在富水段(14)两侧边墙(16)的底部设置有横向引流管(5)和安全阀(6)，所述横向引流管(5)包括进水端(51)和出水端(52)，所述出水端(52)伸入隧道的中央排水沟(7)内与中央排水沟(7)相连通，进水端(51)沿隧道径向依次穿过富水段(14)的二次衬砌(12)和抗水压初期支护(11)延伸至富水段(14)边墙(16)对应的围岩；所述安全阀(6)安装于横向引流管(5)。
8.如权利要求7所述的隧道富水段分区防水系统，其特征在于：所述安全阀(6)安装于横向引流管(5)的出水端(52)。
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