CN112145202A - 一种确保隧道浇筑混凝土抗渗强度的装置和施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种确保隧道浇筑混凝土抗渗强度的装置和施工方法，装置包括用于引流出水的引排结构和用于注浆的注浆结构，所述引排结构一端布置于待浇筑初期支护上的出水点处，另一端连通至下一仓初期支护处，所述注浆结构的一端布置于引排结构的外围，另一端布置于下一仓初期支护处。确保隧道浇筑混凝土抗渗强度的装置具有简单实用、排除出水对混凝土浇筑初期影响、确保混凝土达到强度和有效消除隐患等优点，该装置的施工方法同样具备上述优点。

Description

一种确保隧道浇筑混凝土抗渗强度的装置和施工方法
技术领域
本发明涉及隧道施工技术领域，尤其涉及一种确保隧道浇筑混凝土抗渗强度的装置和施工方法。
背景技术
现有隧洞基本位于地下水位线以下，隧洞施工受渗水及涌突水影响较大，尤其衬砌施工中，洞内渗水、离散状水流或集中出水点对混凝土影响极大。受地下水的影响，衬砌混凝土缺陷频出，原因在于混凝土浇筑过程中以及浇筑完成初期是不具备抗渗能力的，未达到设计强度前不具备正常的抗渗功能；并且初支面的出水点或离散状水连续作用下混凝土水灰比增大，致使混凝土的强度、抗渗、抗冻均达不到设计指标；此外，初支渗水和集中出水点的连续作用将出水点附近的水泥浆经流动水带走后形成通道，出现衬后渗漏水甚至周边低强等混凝土缺陷，而由于部分高外水压力的影响，浇注仓面完全封闭，受外水压力影响会致使跑模、蜂窝麻面、狗洞、挂帘等一系列混凝土缺陷。以上问题其实质在于混凝土初期未形成强度，不能发挥应有的抗渗强度功能，最终会导致达不到设计要求、致使混凝土缺陷频出以及严重影响混凝土质量及结构物安全等严重问题。而现有施工基本是采用混凝土的密实和混凝土形成强度后的抗渗或者一些做些简易引排至混凝土表面，拆模后采用一些治标不治本的缺陷整治方法，致使混凝土的内在质量及结构安全仍存在极大隐患。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种简单实用、排除出水对混凝土浇筑初期影响、确保混凝土达到强度和有效消除隐患的确保隧道浇筑混凝土抗渗强度的装置，以及该装置的施工方法。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种确保隧道浇筑混凝土抗渗强度的装置，包括用于引流出水的引排结构和用于注浆的注浆结构，所述引排结构一端布置于待浇筑初期支护上的出水点处，另一端连通至下一仓初期支护处，所述注浆结构的一端布置于引排结构的外围，另一端布置于下一仓初期支护处。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述引排结构包括引流管，所述引流管的一端连通所述待浇筑初期支护上的出水点，另一端设置于下一仓初期支护处。
所述引排结构还包括隔水件，所述引流管的端部同待浇筑初期支护上的出水点一同密封于隔水件内。
所述引排结构还包括开设于待浇筑初期支护上的引流槽，所述引流槽沿竖直方向从出水点延伸至待浇筑初期支护的底板上方，所述引流管的端部连通引流槽的底端。
所述引流管上设有闸阀。
所述注浆结构设有至少一组，一组注浆结构包括注浆孔和注浆管，所述注浆孔沿垂直初期支护表面的方向开设于引排结构的外围，注浆管的一端设置于注浆孔的开口处，另一端布置于下一仓初期支护处。
所述注浆结构设有两组，两组注浆结构中的注浆孔分别设置于引排结构的两侧。
一种使用确保隧道浇筑混凝土抗渗强度的装置的施工方法，包括以下步骤：
S1：隧道出水引排：在待浇筑初期支护上设置引排结构，将引排结构中的引流管末端设置在下一仓初期支护处，开启闸阀；
S2：注浆准备：在出水点两侧沿垂直初期支护表面方向钻出注浆孔，在注浆孔的孔口安装注浆管并引出至下一仓初期支护处；
S3：浇筑混凝土：浇筑设计标号的混凝土，并等待混凝土达到设计强度；
S4：注浆：混凝土达到设计强度后，关闭闸阀，向一条注浆管中注浆，直至另一条注浆管出现串浆且注浆压力不小于1MPa，停止注浆并封堵待凝；
S5：检查合格后，在下一仓初期支护重复上述步骤S1～S4，直至完成施工。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的确保隧道浇筑混凝土抗渗强度的装置，包括用于引流出水的引排结构和用于注浆的注浆结构，引排结构一端布置于待浇筑初期支护上的出水点处，另一端连通至下一仓初期支护处，注浆结构的一端布置于引排结构的外围，另一端布置于下一仓初期支护处。引排结构可以将当前初期支护的出水点出水预先引流至下一仓，隔绝隧洞开挖支护后渗漏水与未达到设计指标前混凝土的直接接触，因此本仓初期支护在浇筑混凝土时，从浇筑至达到设计强度这一不具备抗渗能力的过程中始终都不会受到出水影响，从而使形成的衬砌整体完全可以达到设计强度，并能发挥应有的抗渗功能，之后再由注浆结构密实初期支护和衬砌之间的缺陷，进一步保证了隧道整体性和结构强度，并对引排结构周围进行封堵反压固结，减少渗透压。这种设置方式中采用引流代替直接封堵，隔绝了渗漏水与衬砌混凝土的直接接触和相互作用杜绝了外水导致的跑模、蜂窝麻面、狗洞、挂帘等一系列缺陷，更避免了为解决上述缺陷而进行的补救措施，降低了施工成本和繁琐程度。
附图说明
图1和图2是本发明的确保隧道浇筑混凝土抗渗强度的装置的结构示意图。
图例说明：1、引排结构；11、引流管；111、闸阀；12、隔水件；13、引流槽；2、注浆结构；21、注浆孔；22、注浆管；3、初期支护；31、出水点；32、底板。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本文发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。
实施例：
如图1和图2所示，本实施例的确保隧道浇筑混凝土抗渗强度的装置，包括用于引流出水的引排结构1和用于注浆的注浆结构2，引排结构1一端布置于待浇筑初期支护3上的出水点31处，另一端连通至下一仓初期支护3处，注浆结构2的一端布置于引排结构1的外围，另一端布置于下一仓初期支护3处。引排结构1可以将当前初期支护3的出水点31出水预先引流至下一仓，因此本仓初期支护3在浇筑混凝土时，从浇筑至达到设计强度这一不具备抗渗能力的过程中始终都不会受到出水影响，从而使形成的衬砌整体完全可以达到设计强度，并能发挥应有的抗渗功能，之后再由注浆结构2密实初期支护和衬砌之间的缺陷，进一步保证了隧道整体性和结构强度。这种设置方式中采用引流代替直接封堵，隔绝了渗漏水与衬砌混凝土的直接接触和相互作用杜绝了外水导致的跑模、蜂窝麻面、狗洞、挂帘等一系列缺陷，更避免了为解决上述缺陷而进行的补救措施，降低了施工成本和繁琐程度。
本实施例中，当出水点31为集中式出水点31时，如图1所示，引排结构1包括引流管11，引流管11的一端连通待浇筑初期支护3上的出水点31，另一端设置于下一仓初期支护3处，从而将集中出水点的水流直接引走。当出水点31为离散式出水点31时，如图2所示，引排结构1还包括隔水件12，引流管11的端部同待浇筑初期支护3上的出水点31一同密封于隔水件12内，防止水流进行渗透，保证出水能够被完全密封并引排。
本实施例中，如图2所示，引排结构1还包括开设于待浇筑初期支护3上的引流槽13，引流槽13沿竖直方向从出水点31延伸至待浇筑初期支护3的底板32上方，引流管11的端部连通引流槽13的底端。这种刻槽结构可以避免占用衬砌空间，保证衬砌厚度。
本实施例中，引流管11上设有闸阀111，可以控制引流管11的通断，从而随时控制水流的导通。
本实施例中，注浆结构2设有至少一组，一组注浆结构2包括注浆孔21和注浆管22，注浆孔21沿垂直初期支护3表面的方向开设于引排结构1的外围，注浆管22的一端设置于注浆孔21的开口处，另一端布置于下一仓初期支护3处。设置于引排结构1处的注浆孔21可以确保浆液能够彻底封堵出水点31附近空间，保证初期支护3和衬砌在该部位的结合性。
本实施例中，注浆结构2设有两组，引排结构1的两侧各设置有一组注浆结构2的注浆孔21。两组注浆结构2中的注浆孔21分别设置于引排结构1的两侧，这种设置方式可以通过观察是否串浆来确定注浆是否达到预计效果，保证注浆的有效性。
本实施例的使用确保隧道浇筑混凝土抗渗强度的装置的施工方法，包括以下步骤：
S1：隧道出水引排：在待浇筑初期支护3上设置引排结构1，将引排结构1中的引流管11末端设置在下一仓初期支护3处，开启闸阀111；当出水点31为离散式时，在待浇筑初期支护3上开设连通出水点31至底板32上方的引流槽13，引流槽13的深度不大于初期支护3厚度的一半，在引流槽13的底端设置连通至下一仓初期支护3处引流管11，将引流管11端部同出水点31和引流槽13一同密封于隔水件12内，开启闸阀111；
S2：注浆准备：在出水点31两侧沿垂直初期支护3表面方向钻出深度为3000mm、孔径不小于50mm的注浆孔21，在注浆孔21的孔口安装注浆管22并引出至下一仓初期支护3处；
S3：浇筑混凝土：浇筑设计标号的混凝土，并等待混凝土达到设计强度；
S4：注浆：混凝土达到设计强度后，关闭闸阀111，向一条注浆管22中注水泥-水玻璃双液浆，直至另一条注浆管22出现串浆且注浆压力不小于1MPa，停止注浆并封堵待凝；
S5：检查合格后，在下一仓初期支护3重复上述步骤S1～S4，直至完成施工。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明的技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种确保隧道浇筑混凝土抗渗强度的装置，其特征在于：包括用于引流出水的引排结构(1)和用于注浆的注浆结构(2)，所述引排结构(1)一端布置于待浇筑初期支护(3)上的出水点(31)处，另一端连通至下一仓初期支护(3)处，所述注浆结构(2)的一端布置于引排结构(1)的外围，另一端布置于下一仓初期支护(3)处。
2.根据权利要求1所述的确保隧道浇筑混凝土抗渗强度的装置，其特征在于：所述引排结构(1)包括引流管(11)，所述引流管(11)的一端连通所述待浇筑初期支护(3)上的出水点(31)，另一端设置于下一仓初期支护(3)处。
3.根据权利要求2所述的确保隧道浇筑混凝土抗渗强度的装置，其特征在于：所述引排结构(1)还包括隔水件(12)，所述引流管(11)的端部同待浇筑初期支护(3)上的出水点(31)一同密封于隔水件(12)内。
4.根据权利要求3所述的确保隧道浇筑混凝土抗渗强度的装置，其特征在于：所述引排结构(1)还包括开设于待浇筑初期支护(3)上的引流槽(13)，所述引流槽(13)沿竖直方向从出水点(31)延伸至待浇筑初期支护(3)的底板(32)上方，所述引流管(11)的端部连通引流槽(13)的底端。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的确保隧道浇筑混凝土抗渗强度的装置，其特征在于：所述引流管(11)上设有闸阀(111)。
6.根据权利要求1所述的确保隧道浇筑混凝土抗渗强度的装置，其特征在于：所述注浆结构(2)设有至少一组，一组注浆结构(2)包括注浆孔(21)和注浆管(22)，所述注浆孔(21)沿垂直初期支护(3)表面的方向开设于引排结构(1)的外围，注浆管(22)的一端设置于注浆孔(21)的开口处，另一端布置于下一仓初期支护(3)处。
7.根据权利要求6所述的确保隧道浇筑混凝土抗渗强度的装置，其特征在于：所述注浆结构(2)设有两组，两组注浆结构(2)中的注浆孔(21)分别设置于引排结构(1)的两侧。
8.一种使用确保隧道浇筑混凝土抗渗强度的装置的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：隧道出水引排：在待浇筑初期支护(3)上设置引排结构(1)，将引排结构(1)中的引流管(11)末端设置在下一仓初期支护(3)处，开启闸阀(111)；
S2：注浆准备：在出水点(31)两侧沿垂直初期支护(3)表面方向钻出注浆孔(21)，在注浆孔(21)的孔口安装注浆管(22)并引出至下一仓初期支护(3)处；
S3：浇筑混凝土：浇筑设计标号的混凝土，并等待混凝土达到设计强度；
S4：注浆：混凝土达到设计强度后，关闭闸阀(111)，向一条注浆管(22)中注浆，直至另一条注浆管(22)出现串浆且注浆压力不小于1MPa，停止注浆并封堵待凝；
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