CN113931665A - 松散土层隧道防水施工方法 - Google Patents

松散土层隧道防水施工方法 Download PDF

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CN113931665A CN202111105567.1A CN202111105567A CN113931665A CN 113931665 A CN113931665 A CN 113931665A CN 202111105567 A CN202111105567 A CN 202111105567A CN 113931665 A CN113931665 A CN 113931665A
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刘钊
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Abstract

本发明公开了一种松散土层隧道防水施工方法，包括以下步骤：在开挖基面上施作基础衬砌，并在基础衬砌上铺设土工布；在土工布上固定带有注浆孔和安装孔的防水板，且多块防水板固定连接形成环形的防水板环；在沿纵向设置的两个防水板环之间的环形接缝中设置防渗条；在防水板环的内环面上构建沿周向依次设置且沿纵向延伸的导流槽，以形成沿周向依次布设的多个防水片区；在防水片区的防水板环的内环面上施作成型衬砌，并在成型衬砌的内环面上设置与注浆孔连通的注浆控制器，且在成型衬砌内部的纵向施工缝中设置止水带组。本发明的施工方法可提高隧道的防水能力，解决高水位欠固结松散土层中隧道施工及运营过程中的渗漏水情况。

Description

松散土层隧道防水施工方法
技术领域
本发明涉及隧道施工技术领域，特别地，涉及一种松散土层隧道防水施工方法。
背景技术
随着人们出行需求的不断进步以及土木施工技术的提高，因此在各种不同的、不可预知的地质条件下修建隧道的需求也不断加大，不论是公路隧道还是铁路隧道，每年新增的数量都在逐年增大，而隧道在水系丰富的地区穿行时，隧道的防水问题也就成为了重中之重。然而，由于地质条件、施工技术及周边环境的限制，隧道大多存在渗漏水的现象，如何妥善的处理这些问题是保证隧道施工安全及运营安全的关键所在。
目前，对于隧道防水施工实际实施时往往存在各种问题，隧道防水密封性不达标、焊接性能不达标等问题的出现，都会使隧道整体的防水性能下降，影响其正常运营，因此建立整个隧道多重防水结构，形成环环相扣的防水系统的施工方法是值得研究探索的。
发明内容
本发明提供了一种松散土层隧道防水施工方法，以解决现有隧道防水密封性不达标、隧道整体防水性能差、影响其正常运营的技术问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种松散土层隧道防水施工方法，包括以下步骤：S20：在开挖基面上施作环形的基础衬砌，并在基础衬砌的内环面上铺设土工布；S30：在土工布上固定沿周向依次设置且带有注浆孔和安装孔的防水板，且多块防水板固定连接形成环形的防水板环；S40：在沿纵向依次设置的两个防水板环之间的环形接缝中设置防渗条，以形成沿隧道行进方向依次布设的多个防水分区；S50：在防水板环的内环面上构建沿周向依次设置且沿纵向延伸的导流槽，以形成沿周向依次布设的多个防水片区；S60：在防水片区的防水板环的内环面上施作成型衬砌，并在成型衬砌的内环面上设置与注浆孔连通的注浆控制器，且在成型衬砌内部的纵向施工缝中设置止水带组。
进一步地，步骤S20具体包括以下步骤：在开挖基面上施作初期支护；在开挖基面上施作一次衬砌后找平；在找平后的一次衬砌上施作二次衬砌并找平，且二次衬砌施作过程中预埋用于固定防水板的连接构件；在找平后的二次衬砌上铺设土工布。
进一步地，一次衬砌和找平处理均为用水泥砂浆抹平，以保证壁面坚固密实、洁净、平整、光滑，壁面不得有大于12mm的缺口或孔洞，不得有疏松、起砂、起皮现象。
进一步地，步骤S30中，首先在土工布上铺设防水卷材，然后再进行防水板铺设；铺设防水板时，防水板沿周向自上而下依次铺设，且相邻防水板的接头处至少预留50cm的富余量；焊接相邻两块防水板时，需保证焊缝接头平整，不得有气泡折皱及空隙。
进一步地，步骤S30中，连接构件分布成沿周向依次间隔设置的多组，且每组包括沿纵向依次间隔设置的多个连接构件；每个连接构件包括连接螺杆、螺纹穿设于连接螺杆外圆上的紧固螺母、及穿设于连接螺杆外圆上的垫板；连接螺杆的第一端预埋于二次衬砌内，其相对设置的第二端依次穿设二次衬砌、土工布、防水卷材及防水板上的安装孔后伸出；垫板通过紧固螺母压紧固定于防水板的内环面上。
进一步地，步骤S50中，导流槽包括两块压板、及截面呈“V”型的导流板；两块压板相对间隔布设于周向两组连接构件之间，且沿防水板的纵向延伸，并各压板的一侧与对应侧的连接构件固定；导流板布设于两块压板之间，且两侧分别与两块压板焊接固定。
进一步地，步骤S60中，止水带组包括钢边式橡胶止水带，钢边式橡胶止水带包括两块钢片和橡胶止水条；两块钢片分设于纵向施工缝两侧的成型衬砌内，且分别沿纵向施工缝的长度方向延伸；橡胶止水条位于纵向施工缝中，且橡胶止水条宽度方向的上下两侧分别与对应侧的钢片相连。
进一步地，步骤S60中，止水带组还包括背贴式止水带；背贴式止水带沿纵向施工缝的长度方向延伸，且背贴式止水带宽度方向的上下两侧面分别与纵向施工缝两侧的成型衬砌的内环面贴合，并背贴式止水带中部的凸环卡紧于纵向施工缝中。
进一步地，松散土层隧道防水施工方法还包括步骤S70：在成型衬砌施工预留的沿纵向延伸的环向变形缝内安装注浆导管式橡胶止水条；在环向变形缝的两端预留防水槽及与防水槽连通的截水盒。
进一步地，松散土层隧道防水施工方法还包括步骤S10：确定隧道断面大小、基础衬砌和成型衬砌厚度、防水板的尺寸和厚度。
本发明具有以下有益效果：
采用本发明的松散土层隧道防水施工方法施工带有防水系统的隧道时，首先在开挖基面上施作环形的基础衬砌，形成隧道的基础，并在基础衬砌的内环面上铺设土工布，土工布作为缓冲层，对基础衬砌和隧道结构整体起保护作用；然后，在土工布上固定沿周向依次设置且带有注浆孔和安装孔的防水板，且多块防水板固定连接形成环形的防水板环，防水板环用于提高结构整体的防水性能，及防水系统抵抗变形的能力，进而保持良好的防水工作状态；接着，在沿纵向依次设置的两个防水板环之间的环形接缝中设置防渗条，以形成沿隧道行进方向依次布设的多个防水分区，通过防水板的长度控制分区长度，形成沿隧道行进方向的多个防水分区，从而可以在发生漏水时只进行该防水分区内的小范围注浆修复，不仅可有效控制各防水分区的防水施工质量，且便于后期的注浆修复，降低注浆修复难度，提高修复效率和质量；然后，在防水板环的内环面上构建沿周向依次设置且沿纵向延伸的导流槽，以形成沿周向依次布设的多个防水片区，不仅能有效进行防水分区的再分区，便于后期的注浆修复，进一步降低注浆修复难度，提高修复效率和质量，且能进一步加强整体系统的防水能力；最后，在防水片区的防水板环的内环面上施作成型衬砌，并在成型衬砌的内环面上设置与注浆孔连通的注浆控制器，且在成型衬砌内部的纵向施工缝中设置止水带组，注浆控制器和注浆孔的设置，当出现防水板受损漏水情况，并确定分区位置时，可进行精确注浆修复，而不需要对成型衬砌进行开槽、钻孔等方式进行维修，纵向施工缝内止水带组的设置，可有效防止纵向施工缝漏水，提高整体防水性能。
本发明提供了一种高水位欠固结松散土层建立带防水系统的隧道的施工方法，在高水位欠固结松散土层中进行隧道施工，会面临隧道在掘进施工的过程中由于地下水丰富，土层松散、透水性强带来的隧道防水的严峻考验，本发明在此种工况条件下建立多个防水分区，且在每个防水分区设置多重防排水结构，进而形成环环相扣的防排水体系，弥补现阶段施工方法在此工况条件下的不足，提高隧道在此种工况条件下的防水能力，有效解决高水位欠固结松散土层中隧道施工及运营过程中的渗漏水情况，且能够在隧道施工同时进行防水系统的施工，有效保证高水位隧道在施工过程中的稳定性，加快施工速度，保证隧道施工及运营阶段的安全。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明优选实施例的断面结构示意图；
图2为防水板安装示意图；
图3为图2中1-1向剖视结构示意图；
图4为背贴式止水带的主视结构示意图；
图5为钢边式橡胶止水带的主视结构示意图。
图例说明
10、基础衬砌；20、防水板；201、注浆孔；202、安装孔；30、导流槽；31、压板；32、导流板；40、成型衬砌；401、纵向施工缝；50、注浆控制器；61、钢边式橡胶止水带；611、钢片；612、橡胶止水条；62、背贴式止水带；620、凸环；70、连接构件；71、连接螺杆；72、紧固螺母；73、垫板；80、隧道断面；90、防渗条；110、橡胶腻子条。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
参照图1和图2，本发明的优选实施例提供了一种松散土层隧道防水施工方法，包括以下步骤：
S20：在开挖基面上施作环形的基础衬砌10，并在基础衬砌10的内环面上铺设土工布；
S30：在土工布上固定沿周向依次设置且带有注浆孔201和安装孔202的防水板20，且多块防水板20固定连接形成环形的防水板环；
S40：在沿纵向依次设置的两个防水板环之间的环形接缝中设置防渗条90，以形成沿隧道行进方向依次布设的多个防水分区；
S50：在防水板环的内环面上构建沿周向依次设置且沿纵向延伸的导流槽30，以形成沿周向依次布设的多个防水片区；
S60：在防水片区的防水板环的内环面上施作成型衬砌40，并在成型衬砌40的内环面上设置与注浆孔201连通的注浆控制器50，且在成型衬砌40内部的纵向施工缝401中设置止水带组。
采用本发明的松散土层隧道防水施工方法施工带有防水系统的隧道时，首先在开挖基面上施作环形的基础衬砌10，形成隧道的基础，并在基础衬砌10的内环面上铺设土工布，土工布作为缓冲层，对基础衬砌10和隧道结构整体起保护作用；然后，在土工布上固定沿周向依次设置且带有注浆孔201和安装孔202的防水板20，且多块防水板20固定连接形成环形的防水板环，防水板环用于提高结构整体的防水性能，及防水系统抵抗变形的能力，进而保持良好的防水工作状态；接着，在沿纵向依次设置的两个防水板环之间的环形接缝中设置防渗条，以形成沿隧道行进方向依次布设的多个防水分区，通过防水板20的长度控制分区长度，形成沿隧道行进方向的多个防水分区，从而可以在发生漏水时只进行该防水分区内的小范围注浆修复，不仅可有效控制各防水分区的防水施工质量，且便于后期的注浆修复，降低注浆修复难度，提高修复效率和质量；然后，在防水板环的内环面上构建沿周向依次设置且沿纵向延伸的导流槽30，以形成沿周向依次布设的多个防水片区，不仅能有效进行防水分区的再分区，便于后期的注浆修复，进一步降低注浆修复难度，提高修复效率和质量，且能进一步加强整体系统的防水能力；最后，在防水片区的防水板环的内环面上施作成型衬砌40，并在成型衬砌40的内环面上设置与注浆孔201连通的注浆控制器50，且在成型衬砌40内部的纵向施工缝401中设置止水带组，注浆控制器50和注浆孔201的设置，当出现防水板受损漏水情况，并确定分区位置时，可进行精确注浆修复，而不需要对成型衬砌40进行开槽、钻孔等方式进行维修，纵向施工缝401内止水带组的设置，可有效防止纵向施工缝401漏水，提高整体防水性能。
本发明提供了一种高水位欠固结松散土层建立带防水系统的隧道的施工方法，在高水位欠固结松散土层中进行隧道施工，会面临隧道在掘进施工的过程中由于地下水丰富，土层松散、透水性强带来的隧道防水的严峻考验，本发明在此种工况条件下建立多个防水分区，且在每个防水分区设置多重防排水结构，进而形成环环相扣的防排水体系，弥补现阶段施工方法在此工况条件下的不足，提高隧道在此种工况条件下的防水能力，有效解决高水位欠固结松散土层中隧道施工及运营过程中的渗漏水情况，且能够在隧道施工同时进行防水系统的施工，有效保证高水位隧道在施工过程中的稳定性，加快施工速度，保证隧道施工及运营阶段的安全。
可选地，如图1所示，步骤S20具体包括以下步骤：
在开挖基面上施作初期支护；
在开挖基面上施作一次衬砌后找平；
在找平后的一次衬砌上施作二次衬砌并找平，且二次衬砌施作过程中预埋用于固定防水板20的连接构件70；
在找平后的二次衬砌上铺设土工布。
本可选方案中，一次衬砌和找平处理均为用水泥砂浆抹平，以保证壁面坚固密实、洁净、平整、光滑，壁面不得有大于12mm的缺口或孔洞，不得有疏松、起砂、起皮现象，保证一次衬砌和二次衬砌结合稳定，提高隧道基础的稳定性和质量；土工布参数为400g/m2，安装土工布的目的是使其作为缓冲层，对基础衬砌10和隧道结构整体起保护作用。
可选地，如图1和图2所示，步骤S30中，首先在土工布上铺设防水卷材，然后再进行防水板20铺设，防水卷材采用1.5mm厚EVA防水卷材，形成第一层防水，可有效对第二层的防水板20进行防水；铺设防水板20时，防水板20沿周向自上而下依次铺设，且相邻防水板20的接头处至少预留50cm的富余量，提高整体防水性，并为结构预留变形空间，并提高整体防水系统抵抗变形的能力；焊接相邻两块防水板20时，需保证焊缝接头平整，不得有气泡折皱及空隙，以保证焊缝处的防水强度与其他位置强度一致，进而提高整体防水寿命。
可选地，如图2和图3所示，步骤S30中，连接构件70分布成沿周向依次间隔设置的多组，且每组包括沿纵向依次间隔设置的多个连接构件70；每个连接构件70包括连接螺杆71、螺纹穿设于连接螺杆71外圆上的紧固螺母72、及穿设于连接螺杆71外圆上的垫板73；连接螺杆71的第一端预埋于二次衬砌内，其相对设置的第二端依次穿设二次衬砌、土工布、防水卷材及防水板20上的安装孔202后伸出；垫板73通过紧固螺母72压紧固定于防水板20的内环面上。通过二次衬砌施作过程中预埋的连接螺杆71，配合垫板73和紧固螺母72作用，将防水板20、防水卷材及土工布锁紧固定于基础衬砌10上，固定操作简单、稳定可靠。
可选地，步骤S40中，防水板20焊接验收完成后，需在相邻防水板环的接缝处再进行防水加固，并且每个防水分区的长度控制在10m长度范围内，设立多分区的目的在于可以有效控制各分区的防水施工质量，并便于后期有针对性的对渗漏水的防水分区进行维修。
可选地，如图2和图3所示，步骤S50中，导流槽30包括两块压板31、及截面呈“V”型的导流板32；两块压板31相对间隔布设于周向两组连接构件70之间，且沿防水板20的纵向延伸，并各压板31的一侧与对应侧的连接构件70固定；导流板32布设于两块压板31之间，且两侧分别与两块压板31焊接固定。通过导流槽30的设置，以形成防水分区内沿周向依次布设的多个防水片区，不仅能有效进行防水分区的再分区，便于后期的注浆修复，进一步降低注浆修复难度，提高修复效率和质量，且能进一步加强整体系统的防水能力。本可选方案中，压板31为钢压板，其材质为Q235钢，厚度t＝12mm，并且在安装前需进行热镀锌处理；导流板32的材质为不锈钢，厚度t＝5mm，导流板32与钢压板的接头处采用钨极氩弧焊连接。优选地，在压板31和导流板32两者焊接处与防水板20之间的间隙处设置有用于防水的橡胶腻子条110，用于防止该间隙处渗漏水，提高防水质量。
可选地，如图4所示，步骤S60中，止水带组包括钢边式橡胶止水带61，钢边式橡胶止水带61包括两块钢片611和橡胶止水条612；两块钢片611分设于纵向施工缝401两侧的成型衬砌40内，且分别沿纵向施工缝401的长度方向延伸；橡胶止水条612位于纵向施工缝401中，且橡胶止水条612宽度方向的上下两侧分别与对应侧的钢片611相连。橡胶止水条612采用预埋式钢片611固定，保证橡胶止水条612在安装浇筑过程中不发生偏移、翻滚、扭结等情况，形成对纵向施工缝401的第一层防水防护，保证整体防水质量，有效防止隧道渗漏水。
进一步地，如图5所示，步骤S60中，止水带组还包括背贴式止水带62；背贴式止水带62沿纵向施工缝401的长度方向延伸，且背贴式止水带62宽度方向的上下两侧面分别与纵向施工缝401两侧的成型衬砌40的内环面贴合，并背贴式止水带62中部的凸环620卡紧于纵向施工缝401中，背贴式止水带62形成对纵向施工缝401的第二层防水防护，进一步保证整体防水质量，有效防止隧道渗漏水。
优选地，成型衬砌40的内环面上还涂刷有防水涂料。防水涂料需耐高压，耐长期浸泡，能够渗透进入混凝土中二次结晶，保证其使用寿命和防水性能。
可选地，如图1所示，松散土层隧道防水施工方法还包括步骤S70：
在成型衬砌40施工预留的沿纵向延伸的环向变形缝内安装注浆导管式橡胶止水条，注浆导管式橡胶止水条一方面用于环向变形缝的防水，另一方面其相当于注浆导管的作用，通过其端部注浆防水；在环向变形缝的两端预留防水槽及与防水槽连通的截水盒，截水盒安装工序为：环向变形缝清理→涂抹聚硫密封胶→截水盒安装、固定→截水盒密封处理，通过防水槽和截水盒的配合作用，有效对渗漏水进行截留，防止其下流。
表1为本项目防水卷材实测性能指标
Figure BDA0003272167170000061
可选地，如图1所示，松散土层隧道防水施工方法还包括步骤S10：
确定隧道断面80大小、基础衬砌10和成型衬砌40厚度、防水板20的尺寸和厚度。隧道断面80大小，及基础衬砌10和成型衬砌40的厚度根据设计和规范要求确定，防水板20的尺寸及厚度应在施工前精确放样测得，以减少接头数量。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种松散土层隧道防水施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S20：在开挖基面上施作环形的基础衬砌(10)，并在基础衬砌(10)的内环面上铺设土工布；
S30：在土工布上固定沿周向依次设置且带有注浆孔(201)和安装孔(202)的防水板(20)，且多块防水板(20)固定连接形成环形的防水板环；
S40：在沿纵向依次设置的两个防水板环之间的环形接缝中设置防渗条(90)，以形成沿隧道行进方向依次布设的多个防水分区；
S50：在防水板环的内环面上构建沿周向依次设置且沿纵向延伸的导流槽(30)，以形成沿周向依次布设的多个防水片区；
S60：在防水片区的防水板环的内环面上施作成型衬砌(40)，并在成型衬砌(40)的内环面上设置与注浆孔(201)连通的注浆控制器(50)，且在成型衬砌(40)内部的纵向施工缝(401)中设置止水带组。
2.根据权利要求1所述的松散土层隧道防水施工方法，其特征在于，步骤S20具体包括以下步骤：
在开挖基面上施作初期支护；在开挖基面上施作一次衬砌后找平；
在找平后的一次衬砌上施作二次衬砌并找平，且二次衬砌施作过程中预埋用于固定防水板(20)的连接构件(70)；
在找平后的二次衬砌上铺设土工布。
3.根据权利要求2所述的松散土层隧道防水施工方法，其特征在于，
一次衬砌和找平处理均为用水泥砂浆抹平，以保证壁面坚固密实、洁净、平整、光滑，壁面不得有大于12mm的缺口或孔洞，不得有疏松、起砂、起皮现象。
4.根据权利要求2所述的松散土层隧道防水施工方法，其特征在于，
步骤S30中，首先在土工布上铺设防水卷材，然后再进行防水板(20)铺设；
铺设防水板(20)时，防水板(20)沿周向自上而下依次铺设，且相邻防水板(20)的接头处至少预留50cm的富余量；
焊接相邻两块防水板(20)时，需保证焊缝接头平整，不得有气泡折皱及空隙。
5.根据权利要求4所述的松散土层隧道防水施工方法，其特征在于，步骤S30中，
连接构件(70)分布成沿周向依次间隔设置的多组，且每组包括沿纵向依次间隔设置的多个连接构件(70)；
每个连接构件(70)包括连接螺杆(71)、螺纹穿设于连接螺杆(71)外圆上的紧固螺母(72)、及穿设于连接螺杆(71)外圆上的垫板(73)；
连接螺杆(71)的第一端预埋于二次衬砌内，其相对设置的第二端依次穿设二次衬砌、土工布、防水卷材及防水板(20)上的安装孔(202)后伸出；
垫板(73)通过紧固螺母(72)压紧固定于防水板(20)的内环面上。
6.根据权利要求5所述的松散土层隧道防水施工方法，其特征在于，步骤S50中，
导流槽(30)包括两块压板(31)、及截面呈“V”型的导流板(32)；
两块压板(31)相对间隔布设于周向两组连接构件(70)之间，且沿防水板(20)的纵向延伸，并各压板(31)的一侧与对应侧的连接构件(70)固定；
导流板(32)布设于两块压板(31)之间，且两侧分别与两块压板(31)焊接固定。
7.根据权利要求1所述的松散土层隧道防水施工方法，其特征在于，步骤S60中，
止水带组包括钢边式橡胶止水带(61)，钢边式橡胶止水带(61)包括两块钢片(611)和橡胶止水条(612)；
两块钢片(611)分设于纵向施工缝(401)两侧的成型衬砌(40)内，且分别沿纵向施工缝(401)的长度方向延伸；
橡胶止水条(612)位于纵向施工缝(401)中，且橡胶止水条(612)宽度方向的上下两侧分别与对应侧的钢片(611)相连。
8.根据权利要求7所述的松散土层隧道防水施工方法，其特征在于，步骤S60中，
止水带组还包括背贴式止水带(62)；
背贴式止水带(62)沿纵向施工缝(401)的长度方向延伸，且背贴式止水带(62)宽度方向的上下两侧面分别与纵向施工缝(401)两侧的成型衬砌(40)的内环面贴合，并背贴式止水带(62)中部的凸环(620)卡紧于纵向施工缝(401)中。
9.根据权利要求1所述的松散土层隧道防水施工方法，其特征在于，松散土层隧道防水施工方法还包括步骤S70：
在成型衬砌(40)施工预留的沿纵向延伸的环向变形缝内安装注浆导管式橡胶止水条；
在环向变形缝的两端预留防水槽及与防水槽连通的截水盒。
10.根据权利要求1所述的松散土层隧道防水施工方法，其特征在于，松散土层隧道防水施工方法还包括步骤S10：
确定隧道断面(80)大小、基础衬砌(10)和成型衬砌(40)厚度、防水板(20)的尺寸和厚度。
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