CN109488371B - 一种全包防水车站防水系统及动态设置限量排水方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种全包防水车站防水系统及动态设置限量排水方法，所述防水系统包括围岩注浆堵水圈、初期支护、排水网络系统和抗水压衬砌结构，其中排水网络系统包括安装有PVC毛细排水板的纵向排水管和横向排水管。本发明设计遵循以防为主、刚柔结合、多道设防、限量排放、综合治理的原则，将传统的排水方法和毛细透排水方法集于一体，结合了二者的优点，既保留了全包防水体系对地下水及周围附属物影响小的优点，又设计了限量排水系统作为对全包防水体系的储备，起到避免水量积累、水头上升的效果，保证了排水管道的畅通，具有高效排水的特点，适用于开挖后出水量少的车站。

Description

一种全包防水车站防水系统及动态设置限量排水方法

技术领域

本发明属于地铁施工技术领域，具体涉及一种全包防水车站防水系统及动态设置限量排水方法。

背景技术

防水施工作为建筑物的一个重点及难点，在整个工程中起着至关重要的作用，直接影响到工程的使用功能，特别是在地下工程的施工中，因受地下水的影响，防水施工质量尤其显得重要。国内富水隧道车站防水设计多遵循“以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治理”的原则，车站多为复合式衬砌结构，采用全包防水理念，主要表现为预铺反粘施工以及全封闭多层防水技术，防止地下水流窜，对地下水位以及周边建筑物造成影响及破坏。

全包防水车站：在防水方面隧道开挖前或初期支护施工完成后进行注浆堵水，注浆加固体和初期支护形成第一道防水，初期支护与二次衬砌之间的防水层为第二道防水，二次衬砌防水混凝土为第三道防水。在排水方面初期支护完成后，在初期支护与二次衬砌之间施做防水材料，以及沿隧道纵向每隔一定间距设置环向和纵向排水管，盲管通过排水孔将积水汇集于轨面以下仰拱以上的中心排水沟中，再由中心排水沟将积水排出隧道外。

目前，全包防水车站采用上述传统的排水管排水法。整个排水管，周围填碎石及砂层级配，无纺布和碎石、砂层作为过滤层，由于此方法排水是靠水头压力实现的重力式排水，因此，会导致土壤颗粒在水头压力和重力作用下下沉并与水一同进入排水管内，进而导致泥土流失和堵塞排水管，严重时甚至导致地表下沉，或堆积在滤层无纺布上造成排水管表面排水孔洞堵塞，使排水管的排水功能失效。因此全包式隧道车站在防水的同时，达到高效排水，避免水量积累，水头上升，才能起到真正防水的效果，传统的排水系统容易导致泥土流失和排水管堵塞，使排水功能失效，所以高效的排水系统的建立对全包式隧道车站防水具有重要意义。

发明内容

本发明提供了一种全包防水车站防水系统及动态设置限量排水方法，所述防水系统的衬砌结构体系包括围岩注浆堵水圈、初期支护、抗水压衬砌和排水网络系统。本发明所述排水网络系统包括纵向排水管和横向排水管，且均安装有PVC毛细透排水板，能达到高效率、排水彻底的效果，适用于开挖后出水量少的车站。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明提供了一种全包防水车站防水系统，所述防水系统的衬砌结构体系包括围岩注浆堵水圈、初期支护、抗水压衬砌和排水网络系统，初期支护与围岩注浆堵水圈共同形成限流体系，该限流体系通过排水网络系统排出渗透进注浆堵水圈内的地下水，最后通过抗水压衬砌承受排水系统不畅而形成的水压。

进一步的：所述排水网络系统包括纵向排水管以及设置在该纵向排水管上的横向排水管，所述纵向排水管与横向排水管上均安装有毛细透排水板，毛细透排水板为密集沟槽设计，内大外小，且埋设时沟槽面向下。

进一步的：所述纵向排水管为单壁双波纹管，设置在沿车站长度方向围护结构底板与侧墙交接的纵向水平施工缝处；所述横向排水管预埋在结构混凝土中。

本发明还提供了利用所述的全包防水车站防水系统的动态设置限量排水方法，所述动态设置限量排水方法通过排水网络系统中的毛细透排水带实现，全包防水车站在中板以下底板以上之间的侧墙围护结构上设置多道毛细排水板带，包括水平毛细排水板带和纵向毛细排水板带，将毛细透排水板的一端插入管内，另一端平铺到所排水区域。

进一步的：所述的水平毛细透排水板带设置在全包防水车站的站台层中板以下底板以上之间的侧墙围护结构上，所设高度位于结构纵向水平施工缝位置；所述纵向毛细排水板带设置在两环向施工缝中间且下部伸入纵向排水管中。

进一步的：所述毛细透排水板带采用PVC高密度聚合材料；所述纵向排水管上开槽，开槽位置位于侧墙围护结构内，位置临近底板。

进一步的：排水管内汇集的渗漏水通过横向排水管排到排水沟内，所述横向排水管内侧与PVC阀门连接。

进一步的：所述阀门材料材质与排水管相同并且以热熔方式与排水管连接。

进一步的：单线单涧隧道排水量≤0.1 m³/m•d，双线单涧隧道排水量≤0.2 m³/m•d，车站大断面隧道排水量≤0.3 m³/m•d，非主动排水型车站排水量≤0.2 m³/m•d。

与现有技术相比，本发明的优点和有益技术效果是：本发明提供了一种全包防水车站防水系统及动态设置限量排水方法，在全包式车站防水系统的基础上预留限量排水系统作为对全包防水体系的储备及保险，既不影响富水区域地下水位，又能达到高效排水，起到良好的防水效果。本发明所述的排水网络系统能达到高效率、避免水量积累及水头上升、排水彻底的效果，适用于开挖后出水量少的车站。

本发明中采用PVC毛细排水板将隧道内的毛细水汇集到排水管中，通过排水管再汇集到排水沟进而排出隧道。PVC毛细排水板一反传统改为密集沟槽设计，采用内大外小的设计，且埋设时沟槽面向下。此设计的优势在于不会因为土壤颗粒因重力作用自然沉淀不致随水流进入毛细导水管内，也不会在进水槽沟附近产生淤积现象，同时毛细防排水板利用表面张力使水在沟槽上产生封闭效果不回漏。在毛细现象作用下，土壤中的水进入毛细排水板内，直到灌满并在重力作用下流向排水管。当水到达出口位置时，将因落差产生虹吸作用，毛细作用力增强，大幅增加毛细排水板的吸排水效果。

结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其它优点和特点将变得更加清晰。

附图说明

图1是衬砌结构体系的示意图，其中：1为围岩注浆堵水圈；2为初期支护；3为抗水压衬砌；4为排水网络系统。

图2是环纵向排水板及排水管连接图，其中：5为毛细透排水板；6为纵向排水管；7为PVC阀门；8为横向排水管。

图3是纵向排水管冲洗构造平面示意图。

图4是PVC毛细排水板。

图5是防水层与横向排水管处的密封图。

图6是排水板带布置示意图，其中：9为环向施工缝；10为水平毛细排水板带；11为纵向毛细排水板带。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。

实施例1

本发明提供的一种全包防水车站防水系统及动态设置限量排水方法的施工方法包括防水基面施工方法、防水板施工方法、保护层施工方法、施工缝及变形缝施工方法以及动态设置限量排水措施。

一：全包防水车站防水系统防水施工工艺

（1）防水基面的处理：防水基面要求平整、无毛刺、表面干燥，对不平整的基面，采用水泥砂浆抹面找平的方法处理，对于基面上存在铁管、钢筋、铁丝等凸出物的基面，采用从根部切除后用水泥砂浆圆顺的方法覆盖处理。

（2）基面渗漏水的处理：防水板铺设前要对基面渗漏水进行封堵处理。采用初支背后注水泥-水玻璃双液浆对于拱部或侧墙较大面积渗水的部位进行堵漏，采用快硬水泥对个别渗水点进行封堵。注浆后还存在渗漏的部位可进行二次注浆。

（3）阴阳角的处理：对于基面上的阴阳角，采用1:2-1:3的水泥砂浆做成50×50 mm的倒角，防止防水板吊空被挤压破坏。

（4）防水层的施工：

（a）铺设防水板前：在已找平的基面上铺设短纤土工布保护层，土工布用暗钉垫圈固定在基面上，搭接缝采用热风焊枪热熔焊接。保护层铺设时与基面贴紧，在受破除初期支护混凝土影响的部位还需在土工布与基面间加设铁皮保护层。

（b）铺设防水板：防水板的铺设顺序为先拱部后边墙再底板，采用底板沿隧道纵向铺设、侧墙及拱顶横向铺设的方法。防水板间采用双焊接搭接缝。

（c）充气检验：焊接完毕后采用检漏器对所有焊缝进行充气检验。

（5）施工缝防水：采用双道遇水膨胀嵌缝胶及一道注浆管。遇水膨胀嵌缝胶采用专用注胶器均匀挤出黏贴在施工缝表面。为填充两道嵌缝胶范围内的空隙，在施工缝表面中线位置设置一道注浆花管，采用专用扣件固定在施工缝表面结构中线上，采用搭接法连接。注浆管利用注浆导管进行注浆。

（6）变形缝防水施工：采用中埋式注浆PVC止水带及宽背贴式止水带进行防水处理，注浆止水带采用热熔对接发链接，注浆止水带的注浆导管在结构内穿行一段距离后再引出。

（7）二衬模筑混凝土采用防水混凝土，抗渗等级根据工程的埋置深度确定。仰拱部位不做细石混凝土保护层，钢筋作业时需在防水层表面有临时保护措施。底板防水层铺设土工布隔离层和细石混凝土作为保护层，使其在绑钢筋及浇筑底板混凝土过程不被损坏。对没有设置保护层的防水板的保护采用安装钢筋时在钢筋端头戴上塑料保护帽、钢筋焊接时采用胶合板进行遮挡、在破除初支混凝土时用铁皮进行保护等措施。

二、全包防水车站防水系统的动态设置限量排水方法

如图1-6所示，本发明中全包防水车站防水系统的衬砌结构体系包括围岩注浆堵水圈1、初期支护2、抗水压衬砌3和排水网络系统4。通过向围岩注浆，形成围岩注浆堵水圈，改善了注浆圈内岩体的渗透性能，限制了围岩内排水量，实现了渗水量的控制排放；初期支护2与注浆堵水圈1共同形成限流体系，保证了洞室稳定；该限流体系通过排水系统网络排出渗透进注浆堵水圈内的地下水，避免及减弱了地下水对衬砌的作用；最后通过抗水压衬砌3来承受排水系统不畅而形成的水压。

应用本发明所述防水系统的动态设置限量排水。在开挖基坑的基面与防水层之间设置毛细排水板，并保障衬砌完成后排水限量值不大于0.2m³/d.m前提下设置，具体结构为：

全包防水车站在中板以下底板以上之间的侧墙围护结构上设置多道毛细排水板带，包括水平毛细排水板带10和纵向毛细排水板带11，如图6中水平毛细排水板带10所设高度位于结构纵向水平施工缝附近，在两环向施工缝9中间位置处。

如图2所示，毛细排水板带5下部伸入φ75的双壁波纹管纵向排水管6中，其中纵向排水管6设置的开槽位置位于侧墙围护结构内，位置临近底板。

如图2所示，纵向排水管6与横向排水管8通过三通热熔管道连接，其中横向排水管8为φ75的PVC管，预埋在结构混凝土中。

所述纵向排水管通过横向排水管将水排出，所述横向排水管长度不小于150mm，且相邻之间的水平间距设置在100m左右。横向排水管通过弯头接入车站线路排水沟内。

如图2所示，排水管内汇集的渗漏水通过横向排水管8排到排水沟内，其中横向排水管内侧8与PVC阀门7连接，并且横向排水管8和PVC阀门7的纵向间距设置为100m；

如图4所示，毛细排水板带宽度为1m，毛细排水板采用PVC高密度聚合材料，可起到拉结围岩的作用，其中PVC毛细排水板一反传统改为密集沟槽设计，采用内大外小的设计，且埋设时沟槽面向下，由于毛细作用，水流由下往上倒吸进入毛细导水管，在毛细导水管内内部纹理引导下，汇集到排水管内。

有排水需求的区间，具备排水条件的深埋结构应遵循“堵、防、排结合，刚柔相济、多道设防、因地制宜、综合治理”的原则，限量引排，单线单涧隧道排水量不大于0.1m³/m•d，双线单涧隧道排水量不大于0.2m³/m•d，车站大断面隧道排水量不超过0.3m³/m•d，非主动排水型车站排水量不超过0.2m³/m•d，所述排水不能引起地表沉降以及水资源的过度流失。

以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.全包防水车站防水系统的动态设置限量排水方法，其特征在于：所述防水系统的衬砌结构体系包括围岩注浆堵水圈、初期支护、抗水压衬砌和排水网络系统，初期支护与围岩注浆堵水圈共同形成限流体系，该限流体系通过排水网络系统排出渗透进注浆堵水圈内的地下水，最后通过抗水压衬砌承受排水系统不畅而形成的水压；

所述排水网络系统包括纵向排水管以及设置在该纵向排水管上的横向排水管，所述纵向排水管与横向排水管上均安装有毛细透排水板，毛细透排水板为密集沟槽设计，内大外小，且埋设时沟槽面向下；所述纵向排水管为单壁双波纹管，设置在沿车站长度方向围护结构底板与侧墙交接的纵向水平施工缝处；所述横向排水管预埋在结构混凝土中；

所述动态设置限量排水方法通过排水网络系统中的毛细透排水板实现，全包防水车站在中板以下底板以上之间的侧墙围护结构上设置多道毛细透排水板，包括水平毛细透排水板和纵向毛细透排水板，将毛细透排水板的一端插入管内，另一端平铺到所排水区域；所述的水平毛细透排水板设置在全包防水车站的站台层中板以下底板以上之间的侧墙围护结构上，所设高度位于结构纵向水平施工缝位置；所述纵向毛细透排水板设置在两环向施工缝中间且下部伸入纵向排水管中；

所述纵向排水管上开槽，开槽位置位于侧墙围护结构内，位置临近底板；

排水管内汇集的渗漏水通过横向排水管排到排水沟内，所述横向排水管内侧与PVC阀门连接；

单线单涧隧道排水量≤0.1 m³/m•d，双线单涧隧道排水量≤0.2 m³/m•d，车站大断面隧道排水量≤0.3 m³/m•d，非主动排水型车站排水量≤0.2 m³/m•d。

2.根据权利要求1所述的全包防水车站防水系统的动态设置限量排水方法，其特征在于：所述毛细透排水板采用PVC高密度聚合材料。

3.根据权利要求1所述的全包防水车站防水系统的动态设置限量排水方法，其特征在于：所述阀门材料材质与排水管相同并且以热熔方式与排水管连接。

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