CN114109452A - 一种隧道衬砌施工缝防水结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隧道衬砌施工缝防水结构，该防水结构包括由内而外依次设置的初期支护层、无纺布层、防水卷材层、加强防水层及隧道衬砌浇筑混凝土层，隧道衬砌浇筑混凝土层包括先浇筑混凝土层、后浇筑混凝土层、施工缝及高分子自粘密封止水板，施工缝设置在先浇筑混凝土层和后浇筑混凝土层之间，施工缝中涂有水泥基渗透结晶型防水涂料；高分子自粘密封止水板位于先、后浇筑混凝土结构中部，高分子自粘密封止水板的一端设置在先浇筑混凝土层内，另一端穿过施工缝后设置在后浇筑混凝土层内；本发明有效地解决隧道衬砌施工缝常规防水施工工艺复杂和防水效果差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及隧道工程施工技术领域，具体涉及一种隧道衬砌施工缝防水结构及其施工方法。
背景技术
隧道二次衬砌一般采用分段浇筑的方法进行施工，分段浇筑混凝土之间的施工缝，是隧道防水施工重点部位。目前，隧道衬砌施工缝常规防水一般采用中埋式橡胶止水带或钢边橡胶止水带、背贴式止水带以及遇水膨胀止水条等材料进行施工。但是，常规防水施工所用止水带、止水条为橡胶制品，延展性和抗老化能力差。隧道衬砌混凝土先浇段与后浇段收缩徐变不同步，势必会对中埋式橡胶（钢边橡胶）止水带造成剪切或拉伸破坏，且止水带与混凝土无法粘结形成整体，从而导致围岩孔隙水从止水带破裂处或从与混凝土结合松动面渗出；隧道常规防水施工步骤繁杂且防水效果难以达到设计要求，使得在隧道防水设计时寻求一种施工简易、防水效果好的隧道衬砌施工缝防水构造及施工方法成为一大难题。
发明内容
为了解决现有问题，本发明提供一种隧道衬砌施工缝防水结构及其施工方法，本发明有效地解决隧道衬砌施工缝常规防水施工工艺复杂和防水效果差的问题。
本发明为了解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种隧道衬砌施工缝防水结构，该防水结构包括由内而外依次设置的初期支护层、无纺布层、防水卷材层、加强防水层及隧道衬砌浇筑混凝土层，隧道衬砌浇筑混凝土层包括先浇筑混凝土层、后浇筑混凝土层、施工缝及高分子自粘密封止水板，施工缝设置在先浇筑混凝土层和后浇筑混凝土层之间，施工缝中涂有水泥基渗透结晶型防水涂料；高分子自粘密封止水板位于先、后浇筑混凝土结构中部，高分子自粘密封止水板一端设置在先浇筑混凝土层内，另一端穿过施工缝后设置在后浇筑混凝土层内。
进一步的，高分子自粘密封止水板的两侧设置有预留孔，高分子自粘密封止水板包括中间板及黏贴在中间板外部的隔离纸。
进一步的，中间板的上表面及下表面均涂覆有自粘胶。
进一步的，中间板上、下表面自粘胶的外部均匀覆盖隔离砂，隔离纸设置在隔离砂的外侧。
进一步的，中间板为HDPE板。
进一步的，水泥基渗透结晶型防水涂料涂层厚度不小于1.2mm，材料用量不小于1.5Kg/m2。
进一步的，高分子自粘密封止水板设置在先浇筑混凝土层内的长度与穿过施工缝设置在后浇筑混凝土层内的长度相同。
进一步的，防水卷材层和加强防水层均为EVA防水板。
一种隧道衬砌施工缝防水结构的施工方法，包括以下步骤：
步骤一：在初期支护层外侧布设无纺布层，并在无纺布层外侧布设防水卷材层和加强防水层；
步骤二：利用细铁丝或尼龙绑扎带通过高分子自粘密封止水板上预留孔将高分子自粘密封止水板固定在二衬钢筋上；
步骤三：将高分子自粘密封止水板一侧的上、下表面隔离纸撕除，并浇筑隧道衬砌先浇筑混凝土层；
步骤四：待隧道衬砌先浇筑混凝土层的端头模板拆除后，平整、清理、冲洗混凝土基面，然后在混凝土基面上涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料；
步骤五：撕除高分子自粘密封止水板另一侧的上、下表面的隔离纸，并继续浇筑隧道衬砌后浇筑混凝土层，待隧道衬砌后浇筑混凝土层养护成形拆模后即完成隧道衬砌施工缝防水施工。
本发明具有以下有益效果：
1、隧道衬砌先浇筑混凝土层和隧道衬砌后浇筑混凝土层结合面涂有水泥基渗透结晶型防水层，具有耐高水压、耐腐蚀、耐长期浸泡等优点；水泥基渗透结晶型防水涂料在水的作用下可与混凝土发生反应形成整体，提高了施工缝的抗渗性与整体性；
2、隧道衬砌先浇筑混凝土层和隧道衬砌后浇筑混凝土层中部的高分子自粘密封止水板上覆有自粘胶和隔离砂，隧道衬砌混凝土浇筑后高分子自粘密封止水板可与混凝土粘结形成整体，避免了孔隙水从混凝土与止水板结合松动面渗出的问题，防水效果好；
3、高分子自粘密封止水板具有较高的刚性和韧性，左右两侧预留有预留孔，可用细铁丝或尼龙绑扎带将其与二衬结构钢筋连接牢固，缩短了止水板固定时间，使得隧道衬砌施工缝防水施工工艺更加简单。且隧道衬砌混凝土浇筑后可与高分子自粘密封止水板粘结形成整体，避免了在混凝土浇筑过程中止水板开裂以及裂隙水从预留小孔中渗出的问题；
4、与现有常规防水措施相比，简化了防水构造，保证了施工缝的抗渗性和整体性，防水效果好、工序简单、造价低、所需工期短，密封防水效果好，具有极强的推广性和实用性。
附图说明
图1是本发明的隧道衬砌环向施工缝防水结构示意图；
图2是本发明的隧道衬砌纵向施工缝防水结构示意图；
图3是本发明的高分子自粘密封止水板横断面的结构示意图；
图示标记，1、先浇筑混凝土层，2、后浇筑混凝土层，3、初期支护层，4、无纺布层，5、防水卷材层，6、加强防水层，7、施工缝，8、水泥基渗透结晶型防水涂料，9、高分子自粘密封止水板，10、中间板，11、自粘胶，12、隔离纸。
具体实施方式
下面结合实施例附图和具体实施例对本发明做进一步具体详细的说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
一种隧道衬砌施工缝防水结构，该防水结构包括由内而外依次设置的初期支护层3、无纺布层4、防水卷材层5、加强防水层6及隧道衬砌浇筑混凝土层，隧道衬砌浇筑混凝土层包括先浇筑混凝土层1、后浇筑混凝土层2、施工缝7及高分子自粘密封止水板9，防水卷材层5和加强防水层6均为EVA防水板；
施工缝7设置在先浇筑混凝土层1和后浇筑混凝土层2之间，且先浇筑混凝土层1、施工缝7、后浇筑混凝土层2从左到右依次设置；高分子自粘密封止水板9设置在先浇筑混凝土层1和后浇筑混凝土层2中部，高分子自粘密封止水板9的一端设置在先浇筑混凝土层1内，高分子自粘密封止水板9的另一端穿过施工缝7后设置在后浇筑混凝土层2内。高分子自粘密封止水板9设置在先浇筑混凝土层1内的长度与穿过施工缝设置在后浇筑混凝土层2内的长度相同。
高分子自粘密封止水板9的两侧设置有预留孔，高分子自粘密封止水板9包括中间板10及黏贴在中间板10外部的隔离纸12，中间板10为HDPE板；中间板10的上表面及下表面均涂覆有自粘胶11，中间板上、下表面上设置的自粘胶11外部均匀覆盖隔离砂，隔离纸12设置在隔离砂的外侧。
施工缝7中涂有水泥基渗透结晶型防水涂料8，该防水涂料8涂层厚度不小于1.2mm，材料用量不小于1.5Kg/m2。
本专利在先浇筑混凝土层和后浇筑混凝土层之间形成所述施工缝，施工缝中涂水泥基渗透结晶型防水涂料；在施工缝处先浇筑混凝土层和后浇筑混凝土层的中部设高分子自粘密封止水板，止水板两端分别与隧道衬砌先浇筑混凝土层和隧道衬砌后浇筑混凝土层粘结；高分子自粘密封止水板两侧预留有小孔，可用细铁丝或绑扎带将其固定在二衬结构钢筋上；隧道初期支护层与二次衬砌中间设无纺布层、防水卷材层和加强防水层；取消隧道衬砌施工缝常规防水施工中用到的中埋式橡胶（钢边橡胶）止水带、背贴式止水条和遇水膨胀止水条。
所述隧道衬砌施工缝包括隧道衬砌环向施工缝与隧道衬砌纵向施工缝。分别如图1和图2所示；
所述水泥基渗透结晶型防水涂料涂刷到混凝土表面后可与混凝土成分发生反应，生成不溶于水的晶体结构。
所述高分子自粘密封止水板以高密度聚乙烯HDPE板为芯材，具有良好的耐热（寒）性和化学稳定性、较高的刚度、韧性和机械强度，HDPE板宽度不小于300mm，厚度不小于3mm；HDPE板双面涂有自粘胶，单层胶厚度不小于0.4mm。自粘胶表面均匀覆盖隔离砂（两端100mm宽度范围内不覆砂），高分子自粘密封止水板水平搭接时撕除不覆隔离砂范围内隔离纸即可与下一段止水板黏结，在高分子自粘密封止水板双侧边缘钻孔后采用铆钉、细铁丝或尼龙绑扎带将搭接处固定牢固；两段止水板十字搭接时，采用铲刀将止水板搭接范围内高分子胶层及砂层铲除，再粘贴一层高分子胶粘带，后与搭接高分子自粘密封止水板端头预留搭接段粘结，最后在高分子自粘密封止水板边缘钻孔后采用铆钉、细铁丝或尼龙绑扎带固定牢固。
所述高分子自粘密封止水板中线距隧道衬砌先浇筑混凝土层和隧道衬砌后浇筑混凝土层的距离相等。
所述无纺布层重量不小于350g/m2，厚度不小于3mm；防水卷材层和加强防水层采用EVA防水板，厚度为3mm，加强防水层在施工缝两侧宽度不小于300mm。
一种隧道二衬砌施工缝防水结构的施工方法，包括以下步骤：
步骤一：在初期支护层3外侧布设无纺布层4，并在无纺布层4外侧布设防水卷材层5和加强防水层6；
步骤二：利用细铁丝或尼龙绑扎带通过高分子自粘密封止水板9上的预留孔将高分子自粘密封止水板9固定在二衬钢筋上；
步骤三：将高分子自粘密封止水板9一侧的上、下表面的隔离纸12撕掉，并浇筑隧道衬砌先浇筑混凝土层1；
步骤四：待隧道衬砌先浇筑混凝土层1的端头模板拆除后，平整、清理、冲洗混凝土基面，然后在混凝土基面上涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料8；
步骤五：撕除高分子自粘密封止水板9另一侧的上、下表面的隔离纸12，并继续浇筑隧道衬砌后浇筑混凝土层2，待隧道衬砌后浇筑混凝土层2养护成形拆模后即完成隧道衬砌施工缝7防水施工。
实施例1
如图1、图2所示，隧道初期支护层3与隧道衬砌先浇筑混凝土层1和隧道衬砌后浇筑混凝土层2之间设有无纺布层4、防水卷材层5和加强防水层6，隧道衬砌先浇筑混凝土层1与隧道衬砌后浇筑混凝土层2之间形成了所述施工缝7，施工缝7中涂有水泥基渗透结晶型防水涂料8，且在施工缝7处隧道衬砌先浇筑混凝土层1和隧道衬砌后浇筑混凝土层2中部设高分子自粘密封止水板9。
如图3所示，所述高分子自粘密封止水板9为多层结构，中间层为HDPE板10，HDPE板10上下两面分别涂覆有自粘胶11，自粘胶11的外部均匀覆盖隔离砂，止水板可与隧道衬砌先浇筑混凝土层1和隧道衬砌后浇筑混凝土层2粘结形成整体，起到高效防水、止水效果。高分子自粘密封止水板9最外层覆有隔离纸12，使用时撕去即可。
所述水泥基渗透结晶型防水涂料涂层厚度不小于1.2mm，材料用量不小于1.5Kg/m2。
所述高分子自粘密封止水板9以HDPE板10为芯材，厚度不小于3mm，宽度不小于300mm，中间板10的上表面及下表面自粘胶层11的单层厚度不小于0.4mm。
所述高分子自粘密封止水板9两端100mm宽度范围内不覆隔离砂用于两段高分子自粘密封止水板9水平搭接。
上述一种隧道衬砌施工缝防水构造的施工方法为：
如图1、图2、图3所示，所述方法包括以下步骤：
步骤一：在初期支护层3外侧布设无纺布层4，并在无纺布层4外侧布设防水卷材层5和加强防水层6；
步骤二：利用细铁丝或尼龙绑扎带通过高分子自粘密封止水板9预留小孔将高分子自粘密封止水板9固定在二衬钢筋上；
步骤三：将高分子自粘密封止水板9一侧的上、下表面的隔离纸12撕掉，并浇筑隧道衬砌先浇筑混凝土层1；
步骤四：待隧道衬砌先浇筑混凝土层1的端头模板拆除后，平整、清理、冲洗混凝土基面，然后在混凝土基面上涂刷防水涂料8；
步骤五：撕除高分子自粘密封止水板9另一侧的上、下表面的隔离纸12，并继续浇筑隧道衬砌后浇筑混凝土层2，待隧道衬砌后浇筑混凝土层2养护成形拆模后即完成隧道衬砌施工缝7防水施工。
施工时应注意以下几点：
1.铺设无纺布层时应先在拱顶部位标出中线，由拱顶向两侧拱墙对称铺设，无纺布搭接宽度不小于5cm。
2.防水卷材层和加强防水层铺设时应从拱部向两侧拱墙悬挂进行，采用电热压焊器热熔热塑性垫圈固定；防水卷材层两幅防水板搭接宽度不小于15cm，接缝处应与隧道衬砌施工缝、变形缝错开1~2m。
3.浇捣高分子自粘密封止水板附近混凝土时，应严格控制浇捣的冲击力，避免刺破止水板，同时还应充分振捣，保证止水板与混凝土紧密结合。
4.涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料前，应对混凝土基面平整、清理，要求混凝土基面干净、平整、坚实、无油污、无浮渣，后对混凝土基面进行充分润湿，不得有明显积水。
5.水泥基渗透结晶型防水涂料施工时应分层刷涂或喷涂施工，不得采用滚涂施工，涂层应均匀，不得有漏涂及气孔，且宜先将裂缝、蜂窝麻面及转角部位增涂一遍。分层刷涂或喷涂施工时，底层表干后（3h左右），再进行面层的施工，涂层厚度不小于1.2mm，材料用量不小于1.5Kg/m2。
除上述实施例外，本发明装置还可以有其他型式，应当指出，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种隧道衬砌施工缝防水结构，其特征在于：该防水结构包括
由内而外依次设置的初期支护层、无纺布层、防水卷材层、加强防水层及隧道衬砌浇筑混凝土层，隧道衬砌浇筑混凝土层包括先浇筑混凝土层、后浇筑混凝土层、施工缝及高分子自粘密封止水板，施工缝设置在先浇筑混凝土层和后浇筑混凝土层之间，施工缝中涂有水泥基渗透结晶型防水涂料；高分子自粘密封止水板位于先、后浇筑混凝土结构中部，高分子自粘密封止水板一端设置在先浇筑混凝土层内，另一端穿过施工缝后设置在后浇筑混凝土层内。
2.根据权利要求1所述的一种隧道衬砌施工缝防水结构，其特征在于：高分子自粘密封止水板的两侧设置有预留孔，高分子自粘密封止水板包括中间板及黏贴在中间板外部的隔离纸。
3.根据权利要求2所述的一种隧道衬砌施工缝防水结构，其特征在于：中间板的上表面及下表面均涂覆有自粘胶。
4.根据权利要求3所述的一种隧道衬砌施工缝防水结构，其特征在于：中间板上、下表面自粘胶的外部均匀覆盖隔离砂，隔离纸设置在隔离砂的外侧。
5.根据权利要求2所述的一种隧道衬砌施工缝防水结构，其特征在于：中间板为HDPE板。
6.根据权利要求1所述的一种隧道衬砌施工缝防水结构，其特征在于：水泥基渗透结晶型防水涂料涂层厚度不小于1.2mm，材料用量不小于1.5Kg/m2。
7.根据权利要求1所述的一种隧道衬砌施工缝防水结构，其特征在于：高分子自粘密封止水板设置在先浇筑混凝土层内的长度与穿过施工缝设置在后浇筑混凝土层内的长度相同。
8.根据权利要求1所述的一种隧道衬砌施工缝防水结构，其特征在于：防水卷材层和加强防水层均为EVA防水板。
9.根据权利要求1~8任意一项所述的一种隧道衬砌施工缝防水结构的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：在初期支护层外侧布设无纺布层，并在无纺布层外侧布设防水卷材层和加强防水层；
步骤二：利用细铁丝或尼龙绑扎带通过高分子自粘密封止水板上预留孔将高分子自粘密封止水板固定在二衬钢筋上；
步骤三：将高分子自粘密封止水板一侧的上、下表面隔离纸撕除，并浇筑隧道衬砌先浇筑混凝土层；
步骤四：待隧道衬砌先浇筑混凝土层的端头模板拆除后，平整、清理、冲洗混凝土基面，然后在混凝土基面上涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料；
步骤五：撕除高分子自粘密封止水板另一侧的上、下表面的隔离纸，并继续浇筑隧道衬砌后浇筑混凝土层，待隧道衬砌后浇筑混凝土层养护成形拆模后即完成隧道衬砌施工缝防水施工。
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