CN108661079A - 一种预制拼装管中管式结构自防水综合管廊及安装方法 - Google Patents

一种预制拼装管中管式结构自防水综合管廊及安装方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种预制拼装管中管式结构自防水综合管廊及安装方法，包括混凝土外管、混凝土内管以及设置在内外管之间的空间隔离组件；混凝土外管包括混凝土侧壁，以及分别压紧扣合在混凝土侧壁上端和下端的混凝土顶板和凹槽型混凝土底板；混凝土内管包括至少一个封闭内管，封闭内管的顶部两侧设置有水平外伸的承载承台；空间隔离组件包括分别用于底部、顶部和侧面空间隔离的混凝土支座、混凝土垫块和条状弹性垫块；混凝土支座与混凝土内管之间的接触面、混凝土垫块与混凝土外管之间的接触面、以及混凝土侧壁两端分别与混凝土顶板和凹槽型混凝土底板之间的接触面，均设置有弹性垫层。设计合理，结构简单，容易操作，防水效果极好，抗震性能突出。

Description

一种预制拼装管中管式结构自防水综合管廊及安装方法
技术领域
本发明属于地下综合管廊领域，具体涉及一种预制拼装管中管式结构自防水综合管廊及其安装方法。
背景技术
城市综合管廊就是在城市地下建造一个隧道空间，将电力、通信，燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。城市综合管廊结构，从防水的角度来看，就是一个部分或完全浸没在流动的地下水中的钢筋混凝土封闭空间。而综合管廊防水系统的任务，就是阻止或控制地下水对地下结构的渗入，确保综合管廊内部各种管线功能的正常工作。
目前，在对地下工程防水实践经验的积累和总结基础上，工程人员普遍认识到混凝土结构的自防水是地下工程防水的根本。结构自防水技术就是把承重结构和防水结构合为一体的技术，是在其他防水措施发挥作用的基础，将其作为防水最重要的，也是最后一道的防线。经过了不断地研究，现在较为普遍的做法是采用抗渗自防水混凝土外加两到三层卷材防水层，然后再加一层混凝土保护层的复合做法。
现在较为普遍的城市综合管廊工程防水系统做法，已经越来越多的问题被发现，由于过于依赖外防水，且在结构自防水方面效果欠缺，如果外防水层有一处发生破损，就会出现渗漏现象，将会导致整个工程的防水系统失效，不能达到预期的防水效果。其次，目前的城市综合管廊在结构抗震方面的措施缺乏，导致抵抗振动的能力不足，从而也会因为振动原因使得防水结构提早失效。总体而言，不能达到城市综合管廊百年寿命的使用要求。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种预制拼装管中管式结构自防水综合管廊及安装方法，设计合理，结构简单，容易操作，防水效果极好，抗震性能突出。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种预制拼装管中管式结构自防水综合管廊，包括混凝土外管、混凝土内管以及设置在内外管之间的空间隔离组件；
所述的混凝土外管包括混凝土侧壁，以及分别压紧扣合在混凝土侧壁上端和下端的混凝土顶板和凹槽型混凝土底板；
所述的混凝土内管包括至少一个封闭内管，封闭内管的顶部两侧设置有水平外伸的承载承台；
所述的空间隔离组件包括分别用于底部、顶部和侧面空间隔离的混凝土支座、混凝土垫块和条状弹性垫块；
混凝土支座与混凝土内管之间的接触面、混凝土垫块与混凝土外管之间的接触面、以及混凝土侧壁两端分别与混凝土顶板和凹槽型混凝土底板之间的接触面，均设置有弹性垫层。
优选的，所述的混凝土内管还包括至少一个半封闭内管，半封闭内管开口一侧连接在封闭内管外侧形成混凝土内管的侧边独立舱室。
优选的，所述的混凝土内管还包括中舱顶板和中舱底板；中舱顶板和中舱底板分别从上端和下端设置在相邻封闭内管之间形成混凝土内管的中间独立舱室；中舱顶板和中舱底板分别与封闭内管之间的接触面设置有弹性垫层。
优选的，所述混凝土内管的每条墙体顶端水平向外设置有承载承台，用于条状弹性垫块的放置或半封闭内管开口端顶板的搭接或中舱顶板的安装；混凝土内管内部的顶部和底部均呈倒角设置。
优选的，所述混凝土内管的每条墙体顶部对应设置有混凝土垫块槽，混凝土内管与混凝土顶板通过镶嵌于混凝土垫块槽的混凝土垫块相接；混凝土垫块与混凝土顶板之间的接触面设置有弹性垫层。
优选的，所述的混凝土支座包括设置在混凝土内管底部与混凝土外管底部之间的板式混凝土支座，以及设置在混凝土内管底部棱角与混凝土外管底部棱角之间的直角混凝土支座；。
优选的，混凝土顶板和凹槽型混凝土底板外部分别设置有成对设置的钢筋张拉端，对应的钢筋两端穿过钢筋张拉端由螺丝帽连接张拉，将混凝土顶板和凹槽型混凝土底板压紧扣合在混凝土侧壁上端和下端。
优选的，混凝土外管两侧侧壁的接缝处铺贴防水卷材；防水卷材缝隙两侧覆盖宽度为40-50㎝。
优选的，所述的混凝土外管、混凝土内管、混凝土支座和混凝土垫块均采用超高性能混凝土、外加剂防水混凝土、纤维抗裂防水混凝土或高性能防水混凝土制成。
一种预制拼装管中管式结构自防水综合管廊安装方法，包括如下步骤，
步骤一，将综合管廊的凹槽型混凝土底板吊装至管廊基础之上，然后把综合管廊所需的混凝土支座放置于凹槽型混凝土底板内部，在混凝土支座于内管接触面铺贴弹性垫层；
步骤二，把城市综合管廊所需数量的封闭内管吊装于相应的混凝土支座之上，接着在相邻封闭内管与中舱顶板和中舱底板接触部位铺贴弹性垫层，然后吊装中舱顶板和中舱底板于相应位置；
步骤三，在混凝土内管每条墙体顶部对应设置的混凝土垫块槽内镶嵌混凝土垫块，把条状弹性垫块安装在混凝土内管最外侧墙体顶端水平向外设置的承载承台上，使其与混凝土外管侧壁接触；
步骤四，在混凝土外管的凹槽型混凝土底板与混凝土侧壁接触部位铺贴弹性垫层，然后吊装混凝土侧壁于凹槽型混凝土底板之上，然后在混凝土侧壁与混凝土顶板接触部位铺贴弹性垫层，接着将混凝土外管的混凝土顶板吊装到顶部相应位置；
步骤五，在混凝土外管两侧的钢筋张拉端处张拉钢筋，并用螺丝帽固定；在凹槽型混凝土底板与混凝土侧壁以及混凝土侧壁与混凝土顶板接缝处铺贴防水卷材，完成预制拼装管中管式结构自防水综合管廊安装。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明通过设置的外管、中部空间隔离区和内管形成三道结构自防水防线。即使地下水突破第一道外管防线，进入中部空间隔离区，水流也会顺着内管外壁流到底部支座间空隙处，贴着外管底部上表面流走，城市综合管廊防水系统可照常运作，能够完全阻挡地下水于内管之外。底板和顶板都是整体防水效果优异，虽然两侧侧壁各有两条接触缝隙，但缝隙处有弹性垫层，经过压紧扣合，弹性垫层能很好的起到防水的作用，更能起到减震作用；外管与内管上部是通过条状弹性垫块接触，使内管与外管能够协调变形，很好的抵抗水平振动。其所采用的混凝土构件都是工厂预制，现场拼装，提高施工效率，质量可控，结构简单，容易操作，由于是管中管城市综合管廊，抵抗围压的性能更好，耐久性将远远超过预期的百年寿命。
进一步的，在接缝处还铺贴了防水卷材，能够与混凝土基层通过化学交联和物理卯榫的协同作用反应粘结，粘结牢固持久不可逆，粘结强度远大于物理性粘结的卷材，防水效果极好。
进一步的，通过张拉钢筋能够把整个管节连接成一个牢固的整体，使其抗震性能更加突出。
附图说明
图1为本发明实例中所述的预制拼装管中管式结构自防水综合管廊三舱主视图。
图2为本发明实例中所述的预制拼装综合管廊三舱安装前各构件位置示意图。
图3为图1中所述综合管廊内管左舱立体结构示意图。
图4为图1中所述的综合管廊内管右舱立体结构示意图。
图5为图1中所述A区域放大示意图。
图6为本发明实例中所述的预制拼装综合管廊结构自防水双舱综合管廊主视图。
图7为本发明实例中所述的半封闭混凝土内管立体结构示意图。
图8为本发明实例中所述的预制拼装管中管式结构自防水综合管廊左视图。
图中，1为混凝土顶板，2为凹槽型混凝土底板，3为混凝土侧壁，41为板式混凝土支座，42为直角混凝土支座，5为混凝土内管，6为半封闭混凝土内管，7为混凝土垫块，8为混凝土垫块槽，9为中舱顶板，10为中舱底板，11为条状弹性垫块，12为钢筋，13为螺丝帽，14为钢筋张拉端，15为弹性垫层，16为防水卷材。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明一种预制拼装管中管式结构自防水综合管廊，所用混凝土采用但不限于超高性能混凝土(UHPC)、外加剂防水混凝土、纤维抗裂防水混凝土和高性能防水混凝土。
整体上是一个多舱综合管廊，以三舱综合管廊为例，其包含了混凝土外管、混凝土内管以及内外管之间的空间隔离区域三道防水设计。混凝土外管是由凹槽型混凝土底板2、混凝土侧壁3以及混凝土顶板1组成。左右两舱的封闭内管5是由工厂预制的管节，中舱是由混凝土板搭接于左右两舱之上形成。在凹槽型混凝土底板2与内管底部之间铺设两排四列共计八个混凝土支座，中间设置板式混凝土支座41，两侧设置直角混凝土支座42；同时，混凝土内管每条墙体顶部的有两个混凝土垫块槽8，混凝土内管与外管顶板通过镶嵌于混凝土垫块槽8的混凝土垫块7相接。在上部，混凝土内管与外管的混凝土侧壁3也是通过混凝土内管顶部两个长条型的条状弹性垫块11相接触。
如图1和图2所示，内管三舱由四部分组成，分别是封闭内管5、中舱顶板9和中舱底板10。混凝土外管与封闭内管5之间是通过三个构件连接，分别是混凝土支座、混凝土垫块7和条状弹性垫块11。通过拼装以及构件与构件间的搭接组成管中管综合管廊，如图8所示，最后通过钢筋张拉端14张拉钢筋12，使整节城市综合管廊形成一个牢固的整体，并在混凝土两侧侧壁的接缝处铺贴单面粘CPS-CL反应粘防水卷材，缝隙两侧覆盖宽度宜为40-50㎝。
如图3和图4所示，在封闭内管5顶部有混凝土垫块槽8，把混凝土垫块7镶嵌于混凝土垫块槽8内，固定其位置；封闭内管5顶部倒角为45°，内管底部倒角为60°。
如图5所示，混凝土顶板1与混凝土侧壁3接缝部位铺贴采用聚醚性聚氨酯的弹性垫层15，厚度为2-3㎜；在管节的上部，内管与外管是通过条状弹性垫块11接触，其中条状弹性垫块11的宽度比承载承台宽5-8㎝；在外管与内管顶部之间由混凝土垫块7在混凝土与外管顶板接触表面需铺贴2-3㎝厚的由聚醚性聚氨酯制成的弹性垫层15，有助于提高减震以及内管和外管共同承担上部土压等荷载的能力。
如图6和图7所示，预制拼装管中管式结构自防水综合管廊双舱具体实施方式大体同三舱的实施方式。主要区别在于双舱内管由一个封闭内管5和另一个半封闭内管6拼装而成。
本发明一种预制拼装管中管式结构自防水综合管廊的安装方法，以三舱为例，包括以下步骤：
一、将综合管廊的凹槽型混凝土底板2吊装至管廊基础之上，然后把综合管廊四个板式混凝土支座41和四个直角混凝土支座42放置于凹槽型混凝土底板2内部，在混凝土支座与内管接触面铺贴弹性垫层15；
二、把城市综合管廊的左右两舱的封闭内管5吊装于相应的混凝土支座之上，接着在左右两舱与中舱顶板9、中舱底板10接触部位铺贴弹性垫层15，然后吊装中舱顶板9、中舱底板10于相应位置；
三、接着在左右两舱顶部混凝土垫块槽8镶嵌混凝土垫块7，然后把条状弹性垫块11安装在左右两舱与外管侧壁接触的混凝土台阶处；
四、在混凝土外管的凹槽型混凝土底板2与混凝土侧壁3接触部位铺贴弹性垫层15，然后吊装混凝土侧壁3于凹槽型混凝土底板2之上，然后在混凝土侧壁3与混凝土顶板1接触部位铺贴弹性垫层15，接着将外管的混凝土顶板1吊装到顶部相应位置。
五、然后在外管两侧的钢筋张拉端14处张拉钢筋12，并用螺丝帽13固定，最后，在凹槽型混凝土底板2与混凝土侧壁3以及混凝土侧壁3与混凝土顶板1接缝处铺贴防水卷材16，并且在接触缝的两侧延伸长度宜为40-50㎝。
其中，弹性垫层15采用聚醚性聚氨酯弹性垫层，防水卷材16采用单面粘CPS-CL反应粘防水卷材。

Claims (10)

1.一种预制拼装管中管式结构自防水综合管廊，其特征在于，包括混凝土外管、混凝土内管以及设置在内外管之间的空间隔离组件；
所述的混凝土外管包括混凝土侧壁(3)，以及分别压紧扣合在混凝土侧壁(3)上端和下端的混凝土顶板(1)和凹槽型混凝土底板(2)；
所述的混凝土内管包括至少一个封闭内管(5)，封闭内管(5)的顶部两侧设置有水平外伸的承载承台；
所述的空间隔离组件包括分别用于底部、顶部和侧面空间隔离的混凝土支座、混凝土垫块(7)和条状弹性垫块(11)；
混凝土支座与混凝土内管之间的接触面、混凝土垫块(7)与混凝土外管之间的接触面、以及混凝土侧壁(3)两端分别与混凝土顶板(1)和凹槽型混凝土底板(2)之间的接触面，均设置有弹性垫层(15)。
2.根据权利要求1所述的一种预制拼装管中管式结构自防水综合管廊，其特征在于，所述的混凝土内管还包括至少一个半封闭内管(6)，半封闭内管(6)开口一侧连接在封闭内管(5)外侧形成混凝土内管的侧边独立舱室。
3.根据权利要求1所述的一种预制拼装管中管式结构自防水综合管廊，其特征在于，所述的混凝土内管还包括中舱顶板(9)和中舱底板(10)；中舱顶板(9)和中舱底板(10)分别从上端和下端设置在相邻封闭内管(5)之间形成混凝土内管的中间独立舱室；中舱顶板(9)和中舱底板(10)分别与封闭内管(5)之间的接触面设置有弹性垫层(15)。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种预制拼装管中管式结构自防水综合管廊，其特征在于，所述混凝土内管的每条墙体顶端水平向外设置有承载承台，用于条状弹性垫块(11)的放置或半封闭内管(6)开口端顶板的搭接或中舱顶板(9)的安装；混凝土内管内部的顶部和底部均呈倒角设置。
5.根据权利要求1所述的一种预制拼装管中管式结构自防水综合管廊，其特征在于，所述混凝土内管的每条墙体顶部对应设置有混凝土垫块槽(8)，混凝土内管与混凝土顶板(1)通过镶嵌于混凝土垫块槽(8)的混凝土垫块(7)相接；混凝土垫块(7)与混凝土顶板(1)之间的接触面设置有弹性垫层(15)。
6.根据权利要求1所述的一种预制拼装管中管式结构自防水综合管廊，其特征在于，所述的混凝土支座包括设置在混凝土内管底部与混凝土外管底部之间的板式混凝土支座(41)，以及设置在混凝土内管底部棱角与混凝土外管底部棱角之间的直角混凝土支座(42)；。
7.根据权利要求1所述的一种预制拼装管中管式结构自防水综合管廊，其特征在于，混凝土顶板(1)和凹槽型混凝土底板(2)外部分别设置有成对设置的钢筋张拉端(14)，对应的钢筋(12)两端穿过钢筋张拉端(14)由螺丝帽(13)连接张拉，将混凝土顶板(1)和凹槽型混凝土底板(2)压紧扣合在混凝土侧壁(3)上端和下端。
8.根据权利要求1所述的一种预制拼装管中管式结构自防水综合管廊，其特征在于，混凝土外管两侧侧壁的接缝处铺贴防水卷材(16)；防水卷材(16)缝隙两侧覆盖宽度为40-50㎝。
9.根据权利要求1所述的一种预制拼装管中管式结构自防水综合管廊，其特征在于，所述的混凝土外管、混凝土内管、混凝土支座和混凝土垫块(7)均采用超高性能混凝土、外加剂防水混凝土、纤维抗裂防水混凝土或高性能防水混凝土制成。
10.一种预制拼装管中管式结构自防水综合管廊安装方法，其特征在于，包括如下步骤，
步骤一，将综合管廊的凹槽型混凝土底板(2)吊装至管廊基础之上，然后把综合管廊所需的混凝土支座放置于凹槽型混凝土底板(2)内部，在混凝土支座于内管接触面铺贴弹性垫层(15)；
步骤二，把城市综合管廊所需数量的封闭内管(5)吊装于相应的混凝土支座之上，接着在相邻封闭内管(5)与中舱顶板(9)和中舱底板(10)接触部位铺贴弹性垫层(15)，然后吊装中舱顶板(9)和中舱底板(10)于相应位置；
步骤三，在混凝土内管每条墙体顶部对应设置的混凝土垫块槽(8)内镶嵌混凝土垫块(7)，把条状弹性垫块(11)安装在混凝土内管最外侧墙体顶端水平向外设置的承载承台上，使其与混凝土外管侧壁接触；
步骤四，在混凝土外管的凹槽型混凝土底板(2)与混凝土侧壁(3)接触部位铺贴弹性垫层(15)，然后吊装混凝土侧壁(3)于凹槽型混凝土底板(2)之上，然后在混凝土侧壁(3)与混凝土顶板(1)接触部位铺贴弹性垫层(15)，接着将混凝土外管的混凝土顶板(1)吊装到顶部相应位置；
步骤五，在混凝土外管两侧的钢筋张拉端(14)处张拉钢筋(12)，并用螺丝帽(13)固定；在凹槽型混凝土底板(2)与混凝土侧壁(3)以及混凝土侧壁(3)与混凝土顶板(1)接缝处铺贴防水卷材(16)，完成预制拼装管中管式结构自防水综合管廊安装。
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