CN111828056B - 一种浅埋暗挖法隧道防水施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种浅埋暗挖法隧道防水施工方法，浅埋暗挖法隧道防水施工方法包括六个步骤，核心在于在初期支护的钢架安装完成进行初支复喷之前，在竖向钢架的表面喷涂至少两层设定厚度的双组份聚氨酯防水涂料，并且在竖向钢架的横截面周向的位置处设置形状与竖向钢架匹配的止水环；同时事先在竖向钢架与顶部横向钢架的焊接连接处设置防水加强层并进行收口处理；然后进行初期支护表面处理，满足初支复喷混凝土的厚度小于防水加强层在竖向钢架上的铺设长度；二衬前拆除横向临时支撑，铺设设定厚度的高密度聚乙烯防水板及土工布，高密度聚乙烯防水板及土工布均与防水加强层密封连接，二次衬砌采用C40防水砼，通过提高防水效果提高暗挖隧道施工的质量。
Description
技术领域
本发明涉及采用浅埋暗挖法施工的综合管廊工程技术领域，尤其是涉及一种浅埋暗挖法隧道防水施工方法。
背景技术
浅埋暗挖法是指在软弱围岩地层中，以改造地质条件为前提，以控制地表沉降为重点，以格栅和锚喷砼作为初期支护手段，遵循“新奥法”理论，按照“十八字”方针（管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测）进行隧道的设计和施工。浅埋暗挖法的结构形式灵活多变，对地面建筑、道路和地下管线影响不大，拆迁占地少、扰民少，污染城市环境少等优点。
城市地下综合管廊工程常用到浅埋暗挖法，城市地下管廊隧道越来越多，但城市地下管廊对防水处理要求非常高，要做到滴水不渗，更不允许漏水。因为渗水和漏水会造成隧道衬砌和各种通风、照明、消防等设备的侵蚀破坏，管廊内积水不但会加剧管廊内的管线腐蚀，而且会严重影响管廊内的设备、管线、电缆的安全使用。
对于布置两个或者两个以上的舱室的地下综合管廊，在施工时通常采用台阶法进行施工，并进行分部开挖，例如对需要两个舱室的地下综合管廊，通常分为四部。以图1为例，施工时，利用洞口导向措施或洞身上一循环架立的钢架施作隧道1部洞身、侧壁导坑纵向超前小导管及掌子面支护，然后开挖1部，每循环进尺1榀钢架初喷设定厚度砼，紧接作1部周边的初期支护和临时支护，挂网喷砼，架立格栅钢架，设置锁脚锚管；继续开挖，每榀开挖完成及时施做初支，直到进尺设定距离，掌子面固结注浆封闭。开挖2部、3部和4部的方法与开挖1部的方法相同，但是要做到2部、3部和4部的格栅钢架与1部连接成环，最终整个断面格栅钢架封闭成环。整个过程中的临时支护包括竖向钢架101和横向钢架102，初期支护包括顶部支护103、侧部支护104和底部支护，进行二衬施工时，仅将横向钢架102拆除，竖向钢架101直接浇筑在中隔墙内，由于竖向钢架101同时穿过二衬顶板混凝土和二衬底板混凝土，而二衬顶板混凝土在顶部支护103下方，在混凝土收缩时，竖向钢架101与二衬顶板混凝土和二衬底板混凝土之间容易出现间隙，容易发生沿竖向钢架101向下渗水的风险，影响综合管廊的施工质量。
发明内容
鉴于此，本发明的目的在于提供一种浅埋暗挖法隧道防水施工方法，以提高综合管廊工程的施工质量。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种浅埋暗挖法隧道防水施工方法，包括以下步骤：
步骤一、在初期支护的钢架安装完成进行初支复喷之前，在竖向钢架的表面喷涂至少两层设定厚度的双组份聚氨酯防水涂料，并且在竖向钢架的横截面周向的位置处设置形状与竖向钢架匹配的止水环，止水环与竖向钢架连接；
步骤二、在步骤一的基础上，事先在竖向钢架与顶部横向钢架的焊接连接处以及竖向钢架与底部横向钢架的焊接连接处均设置防水加强层并进行收口处理；
步骤三、初期支护表面处理，该步骤包括切断锚管和钢筋网凸出的部分，然后用砂浆抹平并补喷混凝土使其表面平整圆顺，对于深度和宽度比大于1:10的凹坑采用水泥砂浆进行找平处理，确保混凝土表面平整，无尖锐棱角，初支复喷混凝土的厚度小于防水加强层在竖向钢架上的铺设长度；
步骤四、拆除横向临时支撑并在二次衬砌与初期支护之间铺设设定厚度的高密度聚乙烯防水板及土工布，拆除原则为拆除一段横向临时支撑，然后铺设一段高密度聚乙烯防水板及土工布，拆除的横向临时支撑的段长由高密度聚乙烯防水板的宽度决定，高密度聚乙烯防水板及土工布与所述防水加强层密封连接；
步骤五、进行二次衬砌，二次衬砌采用C40防水砼。
进一步的，步骤二中的防水加强层设有至少两层，防水加强层截面呈L形，包括横向部分和竖向部分，竖向部分围绕中间竖向钢架一圈，横向部分用于紧贴顶部横向钢架或底部横向钢架，处于最外层的防水加强层的水平部分和竖直部分均做倒角处理，以分别对应包裹最内层的防水加强层的水平部分和竖直部分，并形成收口状。
进一步的，在二次衬砌中，二次衬砌施工缝处设置钢板止水带，在变形缝、沉降缝处设置橡胶止水带并填塞沥青麻絮。
进一步的，在高密度聚乙烯防水板及土工布与防水加强层的连接处做进一步的防水处理，通过设置截面为L形的防水层以将高密度聚乙烯防水板及土工布与防水加强层的连接处包裹。
进一步的，步骤四中，在安装土工布时，在其外侧放置热熔衬垫，并使用射钉枪将射钉同时打入热熔衬垫和土工布以通过热熔衬垫将土工布固定在初期支护上，然后采用专用的电动熔焊器将热熔衬垫热熔，并将高密度聚乙烯防水板铺贴在热熔好的具有一定粘度的热熔衬垫上进行热熔粘结。
上述技术方案的有益效果是：本发明的浅埋暗挖法隧道防水施工方法中，在初期支护的钢架安装完成进行初支复喷之前，便事先在竖向钢架的表面喷涂至少两层设定厚度的双组份聚氨酯防水涂料，起到初步防水效果，同时在竖向钢架的横截面周向的位置处设置形状与竖向钢架匹配的止水环，以防止水沿着竖向钢架渗漏，最重要的，进行初支复喷之前，在竖向钢架与顶部横向钢架的焊接连接处设置防水加强层并进行收口处理，防水加强层能够将竖向钢架与顶部横向钢架的焊接处包裹，在初支复喷混凝土时，即使混凝土收缩，但混凝土的收缩力作用在防水加强层处，不会使竖向钢架与混凝土之间出现间隙，进一步提高了防水效果；另外，由于初期支护完成后需要铺设高密度聚乙烯防水板及土工布，而初支复喷混凝土的厚度小于防水加强层在竖向钢架上的铺设长度，这样一来，当高密度聚乙烯防水板及土工布均与防水加强层密封连接时，相当于对竖向钢架与顶部横向钢架的焊接处做了双重防水，保证了水不会沿着竖向钢架渗漏；再者，二次衬砌是采用防水砼，能够提高衬砌结构的自防水能力和结构的耐久性，最终有效保证综合管廊隧道防水施工的质量。
附图说明
图1是采用浅埋暗挖法进行综合管廊施工时的施工示意图；
图2是本发明的浅埋暗挖法隧道防水施工方法中在初支复喷混凝土施工前中间竖向钢架处防水节点的处理示意图；
图3是本发明的浅埋暗挖法隧道防水施工方法中中间竖向钢架处的防水节点的完整处理示意图；
图4是本发明的浅埋暗挖法隧道防水施工方法中土工布和防水板铺设的施工工艺流程图；
图5是本发明的浅埋暗挖法隧道防水施工方法中固定点土工布的铺设示意图；
图6是本发明的浅埋暗挖法隧道防水施工方法中固定点防水板铺设示意图；
图7是本发明的浅埋暗挖法隧道防水施工方法中止水环与竖向钢架的连接示意图。
附图标记：1-竖向钢架，2-顶部横向钢架，3-聚氨酯防水涂料，4-外防水加强层，5-内防水加强层，6-初支初喷混凝土，7-初支复喷混凝土，8-二衬顶板，9-高密度聚乙烯防水板及土工布，10-防水层，11-围岩，12-初期支护，13-热熔衬垫，14-射钉，15-金属垫圈，16-土工布，17-防水板，18-止水环，101-竖向钢架，102-横向钢架，103-顶部支护，104-侧部支护。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
本发明的浅埋暗挖法隧道防水施工方法的实施例：
如图2、图3、图4、图5、图6和图7 所示，本发明的浅埋暗挖法隧道防水施工方法包括以下步骤：
步骤一、在初期支护的钢架安装完成进行初支复喷之前，在竖向钢架1的表面喷涂两层设定厚度的双组份聚氨酯防水涂料3，竖向钢架1在实际工程中采用工字钢，在竖向钢架1的横截面周向的位置处设置形状与竖向钢架1匹配的止水环18（参考图7），止水环18为止水钢板，其与竖向钢架焊接连接，同时与对拉杆连接以支撑保持在所处的位置。
步骤二、在步骤一的基础上，事先在竖向钢架1与顶部横向钢架2的焊接连接处以及竖向钢架1与底部横向钢架的焊接连接处均设置防水加强层并进行收口处理，顶部横向钢架2与初支初喷混凝土6和初支复喷混凝土7为一个整体，三者形成初期支护。具体的，以竖向钢架1与顶部横向钢架2的焊接连接处设置防水加强层为例，参考图2和图3，防水加强层设有两层，包括外防水加强层4和内防水加强层5，外防水加强层4和内防水加强层5的截面均呈L形，且均包括横向部分和竖向部分，其中，内、外防水加强层的竖向部分围绕中间竖向钢架1一圈，内、外防水加强层的横向部分均紧贴顶部横向钢架2，从而将竖向钢架1与顶部横向钢架2的焊接连接处包裹起来。为进一步提高防水效果，外防水加强层4的水平部分和竖直部分均做倒角处理，以分别对应包裹内层防水加强层的水平部分和竖直部分，形成收口状。这样一来，在初支复喷混凝土时，即使混凝土收缩，但混凝土的收缩力作用在内、外防水加强层处，不会使竖向钢架1与混凝土之间出现间隙。
步骤三、初期支护表面处理，该步骤包括切断锚管和钢筋网等凸出的部分，然后用砂浆抹平并补喷混凝土使其表面平整圆顺，凹坑的深度和宽度比控制在1:10内，对于深度和宽度比大于1:10的凹坑采用水泥砂浆进行找平处理，凹坑太大处要抹平补喷混凝土，确保混凝土表面平整，无尖锐棱角，初支复喷混凝土7的厚度小于内、外防水加强层在竖向钢架1上的铺设长度。
步骤四、拆除横向临时支撑并在二衬顶板8与初期支护之间铺设设定厚度的高密度聚乙烯防水板及土工布9。拆除原则为拆除一段横向临时支撑，然后铺设一段高密度聚乙烯防水板及土工布9，拆除的横向临时支撑的段长由高密度聚乙烯防水板的宽度决定，高密度聚乙烯防水板及土工布9与内、外防水加强层密封连接。具体的，在高密度聚乙烯防水板及土工布9与外防水加强层4的连接处做进一步的防水处理，通过设置截面为L形的防水层10以将高密度聚乙烯防水板及土工布9与外防水加强层4的连接处包裹。这样一来，即使水沿初支复喷混凝土渗漏，防水层10也会将水阻挡，而避免水沿着竖向钢架向下渗漏。
步骤五、进行二次衬砌，二次衬砌采用C40防水砼，能够提高衬砌结构的自防水能力和结构的耐久性。
在二次衬砌中，二次衬砌施工缝处设置钢板止水带，在变形缝、沉降缝处设置橡胶止水带并填塞沥青麻絮。
步骤四中，高密度聚乙烯防水板及土工布9包括采用高密度聚乙烯材质制成的防水板17和土工布16。土工布16和防水板17在铺设施工时，遵循图4所示的土工布和防水板铺设的施工工艺流程图，即先在洞外和洞内进行准备工作，然后依次进行按设计挂防水板、防水板焊接、质量检查、移动脚手架下循环开始。其中，洞外准备工作包括检查防水板质量、将防水板焊接成大块体、防水板分拱部分墙对称卷好。洞内准备工作包括移动脚手架就位、接通电源、锚杆头处理、拱部定隧中线和修平两幅防水板相接处围岩面。具体施工时，如图5和图6所示，将防水板17及土工布16均固定在与围岩11形成一个整体的初期支护12上。土工布16的外侧放置有热熔衬垫13，安装时，使用射钉枪将射钉14同时打入热熔衬垫13和土工布16，进而打入初期支护12中，以将土工布固定在初期支护12上。为提高射钉14固定的牢靠性，在热熔衬垫13与射钉14之间设有金属垫圈15，射钉14同时穿过金属垫圈15、热熔衬垫13和土工布16进而打进初期支护12中。采用专用的电动熔焊器将热熔衬垫热熔，使高密度聚乙烯防水板17铺贴在热熔好的具有一定粘度的热熔衬垫13上进行热熔粘结，同时将防水板焊接成整体，上下循环两幅防水板接头处留有10cm搭接幅面，焊缝（双面焊）宽度不小于2cm。
在上述几个步骤中，需要额外注意以下几个方面的问题：（1）在凸凹较大的基面上铺设防水板时，要预留足够的松散系数，使其留有余地，并在断面变化处增加悬挂点，保证缓冲面与混凝土表面密贴。同时做好防水板与泄水孔的密闭性连接；（2）保持防水层接头处的洁净、干燥，同时在下一阶段施工前不得将其弄破损；（3）灌注衬砌混凝土时，专人值守，不让混凝土直接冲刷防水损坏防水板；（4）防水板是易燃物品，一旦烧穿，影响防水效果，因此工作区内禁止烟火，并设消防设施和高压水管备用。
本发明的的浅埋暗挖法隧道防水施工方法中，首先在竖向钢架的表面喷涂两层设定厚度的双组份聚氨酯防水涂料，来对竖向钢架自身作防水处理，作为第一层防水防护，能够防止水沿竖向钢架的表面下流；其次，在竖向钢架的横截面周向的位置处设置形状与竖向钢架匹配的止水环，进一步提高竖向钢架自身的防水效果；再者，在竖向钢架与顶部横向钢架的焊接连接处设置内、外防水加强层并进行收口处理，内、外防水加强层能够将竖向钢架与顶部横向钢架的焊接处包裹，填充竖向钢架与初支复喷混凝土之间的间隙，即使混凝土收缩，但混凝土的收缩力作用在内、外防水加强层处，不会使水渗入到竖向钢架与顶部横向钢架的焊接连接处；另外，由于初期支护完成后需要铺设高密度聚乙烯防水板及土工布，而初支复喷混凝土的厚度小于内、外防水加强层在竖向钢架上的铺设长度，这样一来，当高密度聚乙烯防水板及土工布均与防水加强层密封连接时，相当于对竖向钢架与顶部横向钢架的焊接处做了双重防水，保证了水不会沿着竖向钢架渗漏；最后，二次衬砌是采用防水砼，能够提高衬砌结构的自防水能力和结构的耐久性。本发明的的浅埋暗挖法隧道防水施工方法通过层层防水，最终有效保证综合管廊隧道防水施工的质量。
在其他实施例中，根据实际的防水施工要求，可以在竖向钢架的表面喷涂三层以上设定厚度的双组份聚氨酯防水涂料。
在其他实施例中，根据实际的防水施工要求，可以设置三层以上的防水加强层。
以上所述的本发明的实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包括在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (5)
1.一种浅埋暗挖法隧道防水施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、在初期支护的钢架安装完成进行初支复喷之前，在竖向钢架的表面喷涂至少两层设定厚度的双组份聚氨酯防水涂料，并且在竖向钢架的横截面周向的位置处设置形状与竖向钢架匹配的止水环，止水环与竖向钢架连接；
步骤二、在步骤一的基础上，事先在竖向钢架与顶部横向钢架的焊接连接处以及竖向钢架与底部横向钢架的焊接连接处均设置防水加强层并进行收口处理；
步骤三、初期支护表面处理，该步骤包括切断锚管和钢筋网凸出的部分，然后用砂浆抹平并补喷混凝土使其表面平整圆顺，对于深度和宽度比大于1:10的凹坑采用水泥砂浆进行找平处理，确保混凝土表面平整，无尖锐棱角，初支复喷混凝土的厚度小于防水加强层在竖向钢架上的铺设长度；
步骤四、拆除横向临时支撑并在二次衬砌与初期支护之间铺设设定厚度的高密度聚乙烯防水板及土工布，拆除原则为拆除一段横向临时支撑，然后铺设一段高密度聚乙烯防水板及土工布，拆除的横向临时支撑的段长由高密度聚乙烯防水板的宽度决定，高密度聚乙烯防水板及土工布与所述防水加强层密封连接；
步骤五、进行二次衬砌，二次衬砌采用C40防水砼。
2.根据权利要求1所述的浅埋暗挖法隧道防水施工方法，其特征在于，步骤二中的防水加强层设有至少两层，防水加强层截面呈L形，包括横向部分和竖向部分，竖向部分围绕中间竖向钢架一圈，横向部分用于紧贴顶部横向钢架或底部横向钢架，处于最外层的防水加强层的水平部分和竖直部分均做倒角处理，以分别对应包裹最内层的防水加强层的水平部分和竖直部分，并形成收口状。
3.根据权利要求1所述的浅埋暗挖法隧道防水施工方法，其特征在于，在二次衬砌中，二次衬砌施工缝处设置钢板止水带，在变形缝、沉降缝处设置橡胶止水带并填塞沥青麻絮。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的浅埋暗挖法隧道防水施工方法，其特征在于，在高密度聚乙烯防水板及土工布与防水加强层的连接处做进一步的防水处理，通过设置截面为L形的防水层以将高密度聚乙烯防水板及土工布与防水加强层的连接处包裹。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的浅埋暗挖法隧道防水施工方法，其特征在于，步骤四中，在安装土工布时，在其外侧放置热熔衬垫，并使用射钉枪将射钉同时打入热熔衬垫和土工布以通过热熔衬垫将土工布固定在初期支护上，然后采用专用的电动熔焊器将热熔衬垫热熔，并将高密度聚乙烯防水板铺贴在热熔好的具有一定粘度的热熔衬垫上进行热熔粘结。
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