CN115637737A - 一种装配式管廊管节结构及防水方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于市政工程技术领域，尤其涉及一种装配式管廊管节结构及防水方法，采用内外双面螺栓连接，并在管片接口部位外侧粘贴柔性防水卷材，增加防水措施，提高了管廊的整体防水效果。本发明的方法可以加强管片间的纵向挤压力，从而提高管片间橡胶止水带的作用，并在管片连接处增加了环向止水措施，为避免装配式管廊连接部位渗漏水多了一重保障。

Description

一种装配式管廊管节结构及防水方法

技术领域

本发明属于市政工程技术领域，尤其涉及一种装配式管廊管节结构及防水方法。

背景技术

在国家大力发展装配式建筑的政策下，装配式建筑物及构筑物越来越多，装配式管廊也逐渐发展起来。装配式管廊是建于城市地下用于敷设市政公用管线的市政公用设施，是一种在城市地下用于集中敷设电力、通信、广播电视、 给水、排水、热力、燃气等市政管线的公共隧道。这是创新城市基础设施建设的重要举措，不仅可以逐步消除“马路拉链”、“空中蜘蛛网”等问题，而且装配式管廊施工速度快、管片质量得到大幅提高。

当前装配式管廊为了保证防水效果，将管廊做成部分预制、部分现浇相结合的结构，该种方法仍然需要养护时间，装配的意义不大。另一种装配式管廊结构全部预制通过现场进行组装，防水效果往往比较差，尤其是管片接口的部位，是渗漏水病害严重的区域。

中国实用新型专利CN 209308067 U，公开日期为2019.08.27，公布了一种装配式地下综合管廊管壁分割和多层防水连接节点，两个预制环形管片通过阶梯型拼接槽作为连接节点，阶梯型拼接槽设置有三层环形防水层，每层防水层由环形防水凹槽与环形防水凸形胶条组成，环形防水凹槽与环形防水凸形胶条紧密连接，阶梯型拼接槽槽内设有环形膨胀橡胶垫接口处涂刷环氧树脂胶粘剂，通过两侧阶梯型拼接槽内的环形防水凹槽与环形防水凸形胶条紧密挤压进行防水，在第二层防水凹槽设置螺栓孔和螺栓槽，U形螺栓穿过螺栓孔和螺栓槽将两个预制环形管片连接在一起。该种防水方法虽然一定程度上增强了管壁接缝防水的效果，但对凸形胶条和凹槽的材质、安装管片的技术精度要求很高，安装时，三对匹配的凸条和凹槽需要完美承插，才能起到防水效果。现场吊装时，垫层平整度、起重机吊装技术、现场装配技术人员的技术水平、风力甚至温度都会影响三对凸条和凹槽的承插效果，因此现场装配质量很难达到预想效果。

中国实用新型专利CN 210238570 U，公开日期为2020.04.03，提供了一种装配式地下管廊结构，包括预制构件顶板、预制构件底板、弯曲长螺栓、螺母和防水层，所述预制构件顶板和预制构件底板均为预制混凝土构件，分别位于地下管廊结构的上部和下部，二者分别沿地下管廊结构的长度方向分布，二者之间通过弯曲长螺栓连接，弯曲长螺栓的两端通过螺母锁紧，所述预制构件顶板与预制构件底板的连接端面处以及预制构件底板与预制构件底板的连接端面处均设有防水层，用于提升构件的防水性能。该专利中管廊结构仍由管片拼接而成，接缝处防水效果不好，使用螺栓单侧连接，接缝处紧固效果较差。

目前地下装配式管廊必须要解决的问题是构件的接缝处理难题，管片之间的接缝处理质量至关重要，直接影响到管廊整体的防水效果，也直接决定管廊项目的成败。

发明内容

本发明的目的是克服现有的装配式地下结构防水较差，特别是地下管廊管片连接方法及止水效果难以保证的问题，提供了一种装配式管廊管节结构及防水方法，管廊管节及连接止水方法操作简单，施工速度快，能够实现地下管廊的高效拼装，并能保证防水效果，大大提高装配式管廊的施工速度与质量。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种装配式管廊管节结构，包括多个连接在一起的管节，所述管节为整体浇筑结构，每个所述管节包括中空廊体、套设在廊体外侧并浇筑连接在一起的外壳，所述廊体内壁和所述外壳接缝周围均设有手孔和U型螺栓安装孔，所述U型螺栓安装孔一端与所述手孔端部相接，另一端延伸至所述管节的接缝处；所述相邻两管节的接缝处通过U型连接螺栓固定连接，所述U型连接螺栓从一个相邻管节接缝处的U型螺栓安装孔穿入，并从另一个相邻管节接缝处对应的U型螺栓安装孔穿出，将相邻两管节锁紧；所述外壳上的手孔内填充马蹄脂封闭，所述相邻两管节接缝的接口处设有橡胶止水条，所述橡胶止水条在所述U型连接螺栓紧固相邻两管节时被挤压紧；所述相邻两管节接缝处的外周围设有防水卷材。

优选的，所述廊体内壁的上、下、左、右四个面上均设有手孔和穿过手孔端部侧壁的U型螺栓安装孔，所述外壳外表面的上、左、右三个面上均设有手孔和穿过手孔端部侧壁的U型螺栓安装孔。

优选的，所述U型连接螺栓的形状与相邻两管节上对应设置的U型螺栓安装孔形状相匹配。

优选的，所述U型螺栓安装孔从所述手孔侧壁延伸至所述管节接缝处，所述U型螺栓安装孔为长弧形圆孔。

优选的，所述防水卷材位于所述管节底部接缝处下方，并与所述相邻两管节接缝底部、左侧面、右侧面、顶部固定连接。进一步优选的，所述防水卷材居中设置在所述两相邻环状管节接缝部位。

优选的，所述防水卷材为长度长于所述管节底边宽度的柔性防水卷材。

优选的，所述U型连接螺栓一端为固定螺钉帽，另一端为可拆卸螺母。

优选的，所述橡胶止水条为遇水膨胀橡胶止水条。

本发明还提供了一种装配式管廊管节结构的防水方法，包括以下步骤：

步骤（1）：基坑开挖至设计标高后浇筑素混凝土垫层，放线确定管节位置；

步骤（2）：在管节接缝底部敷设防水卷材，防水卷材长度长于管廊底边宽度，多余防水卷材放置在管廊左、右两侧的施工肥槽内，后期铺粘至管节外壳接缝部位的上、左、右三个面，并将防水卷材上表面刷好粘结剂，保证防水卷材与管廊管节底表的粘结质量；

步骤（3）：将橡胶止水条粘贴在管节接缝临界面上，下吊管廊管节，与既有的相邻管节手孔对齐，工人在既有管节的管廊内部将上、下、左、右四个面的手孔内插入U型连接螺栓，并与U型螺栓安装孔连接紧固，同时在管节外侧将外壳上、左、右三个面的U型螺栓插入第二手孔内，并通过U型螺栓安装孔连接紧固，即完成将相邻两管节通过U型连接螺栓的连接；

步骤（4）：将管廊外壳的手孔内填充马蹄脂，在接缝左右两侧涂刷粘结剂，将管廊外部上、左、右三个面的接缝部位用防水卷材粘贴牢固，形成接缝的环向防水作用；

步骤（5）：用黏土分层密实回填肥槽，密实度满足设计要求后进行地表恢复。

优选的，所述步骤（1）中，基坑挖至设计标高，天然土层上部需浇筑100mm~200mm素混凝土垫层，施工期间需维持降水，保证坑内工作面干燥，为加快施工速度，可在素混凝土中添加适量早强剂，待垫层混凝土强度达到80%以上，在垫层表面用墨线弹出管片的安装位置，这是保证预制管节高精度安装的一个具体措施。

进一步优选的，所述步骤（1）中，浇C20素混凝土垫层，宜浇筑至支护结构内表面，保证垫层表面平整度。

优选的，所述步骤（2）具体为：在管节安装前，需在与下一环管节接缝部位居中布置防水卷材，将防水卷材上表面涂刷粘结剂，防水卷材宽度不少于1m，接缝左右两侧的宽度不少于0.5m，并将防水卷材牢固粘贴在垫层表面，保证防水卷材位置固定，铺设完防水卷材后需加强现场保护，避免砂石颗粒及赃物粘贴到卷材表面，以免影响底部接缝部位的防水效果。

优选的，所述步骤（3）具体为：下吊安装管廊管节，按照提前标记出的位置准确安装管节，对正手孔和U型螺栓安装孔后，插入U型连接螺栓，用带数字显示的扳手将U型连接螺栓拧紧，拧紧时扳手显示的紧固力须达到设计值，将相邻两管节连接在一起。管节内外侧的U型连接螺栓均需满足紧固力要求。

优选的，所述步骤（4）具体为：将管节外部（外壳上）的手孔空间用马蹄脂封闭，避免水汽进入手孔内。管节接缝两边的外表0.5m宽度范围内涂刷粘结剂，将防水卷材粘结牢固，实现接缝位置防水卷材的环向粘贴，阻碍四周水汽进入管廊内。

优选的，所述步骤（5）具体为：将施工肥槽用粘性土分层密实回填，保证回填土体的密实度，为保护防水卷材，可在防水卷材外侧放置一条等宽度的薄木板，避免回填黏土夯实过程中对防水卷材的破坏。

本发明的有益效果是：

（1）本发明管节结构的顶板、底板、外墙及中隔墙（廊体及外壳）均为工厂内整体浇筑，一节管节即为一个单元，比常规的多块管片连接成管节大大减少了接缝数量。

（2）本发明预制管节的安装不采用承插形式连接，而是采用内外双面U型连接螺栓连接，即在管节外壳接缝部位的上、左、右以及廊体内壁接缝部位的上、下、左、右，均设置U型连接螺栓进行紧固，接缝底部仅在管廊内侧用U型螺栓进行紧固，保证连接的紧固力，并充分发挥管节之间橡胶止水条的止水效果。

（3）本发明实现地下综合管廊的标准化生产、标准化安装，大大提高了地下管廊的竣工质量，并提高了地下管廊项目施工的精益度和施工效率，缩短了工期。

（4）本发明在环状接口部位外侧粘贴柔性防水卷材，增加防水措施，提高了管廊的整体防水效果。

（5）本发明的方法可以加强管节间的纵向挤压力，提高管节间橡胶止水作用，并增加了一道环向止水措施，为避免装配式管廊连接部位渗漏水提供了一种新的解决方法。

附图说明

图1为本发明管节连接的主视图；

图2为本发明管节连接的左视图；

图3为本发明管节连接的俯视图；

图4本发明外壳顶板/上表面U型连接螺栓与U型螺栓安装孔连接剖面图；

图5为本发明手孔的示意图；

图6为本发明U型连接螺栓的结构示意图。

图中：1、管节；2、手孔；3、U型螺栓安装孔；4、U型连接螺栓；5、遇水膨胀橡胶止水条；6、柔性防水卷材。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上 述术语在本发明中的具体含义。

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图3所示，本发明的装配式管廊管节结构，包括多个连接在一起的管节1，每个管节1均为整体浇筑结构，每个管节1都包括中空廊体、套设在廊体外侧并浇筑连接在一起的外壳，其中中空廊体由上下左右四个面围成，中空廊体的数量可以根据需要设置，图1为两个廊体的示意图。

管节1的端部不设置承插结构，而是采用内外双面U型连接螺栓4连接。在廊体内壁和外壳上接缝的边缘附近均开设手孔2（如图5所示），并在手孔2端部的侧壁上钻出U型螺栓安装孔3，U型螺栓安装孔3从手孔2侧壁延伸至管节1接缝处，通过将U型连接螺栓4从手孔2处穿过相邻两管节1上对应设置的U型螺栓安装孔3而将相邻两管节1固定连接，U型连接螺栓4的形状与相邻两管节1上对应设置的U型螺栓安装孔3形状相匹配；具体为：在管节1廊体内壁的上、下、左、右四个面上开设手孔2和从手孔2侧壁上向管节1外端边缘钻出的U型螺栓安装孔3，管廊外壳外表面的上、左、右三个面上也开设手孔2和位于手孔2外端的U型螺栓安装孔3，U型螺栓安装孔3是在手孔2端部侧壁上钻出的长弧形圆孔。

U型连接螺栓4一端为固定螺钉帽，另一端为可拆卸螺母，可使用地铁盾构管片上上网U型连接螺栓4，以提高管廊连接件的通用性和适用性，U型连接螺栓4的结构如图6所示。在相邻两管节1的接缝处粘贴有遇水膨胀橡胶止水条5，遇水膨胀橡胶止水条5在遇水后膨胀起密封作用。连接时，将U型连接螺栓4从一个管节1的U型螺栓安装孔3穿过，螺钉帽起限位作用，再从另一个管节1对应的U型螺栓安装孔3穿出，拧紧螺母，将两管节1锁紧固定，外壳顶板（上表面）的U型连接螺栓4与U型螺栓安装孔3连接剖面图可参照图4；两管节1锁紧固定时，遇水膨胀橡胶止水条5同时被压紧。需要在外壳上的手孔2内填充马蹄脂封闭，避免水渗入。

为了加强防水效果，在相邻两管节1接缝处的外周围粘贴防水卷材。防水卷材居中设置在环状管节1底部接缝处下方，并与相邻两管节1接缝底部、左右两侧面粘接。要求防水卷材为长度长于管节1底边宽度的柔性防水卷材6，底部防水卷材左右两侧上卷不低于1.5m。

本发明提供的装配式管廊管节结构的防水施工方法，如图1至图4所示，包括以下步骤：

（1）基坑开挖至设计标高后，天然土层上部浇筑100~200mm的C20素混凝土垫层，至支护结构内表面，保证垫层表面平整度；掺加少量的早强剂，以加快施工速度，缩短垫层混凝土的养护时间。待垫层混凝土强度达到80%以上，在垫层表面用墨线弹出管节1的安装位置。

（2）将垫层顶部、在管节1接缝底部居中牢固粘贴柔性防水卷材6以保证其位置固定，并在柔性防水卷材6的上表涂刷粘结剂，保证粘接质量。柔性防水卷材6长度要长于管廊底边宽度，多余柔性防水卷材6放置在管廊左、右两侧的施工肥槽内，底部防水卷材左右两侧上卷不低于1.5m，柔性防水卷材6宽度不少于1m，接缝左右两侧的宽度不少于0.5m，便于后期将柔性防水卷材6铺粘至管节1外壳接缝部位的上、左、右三个面。

铺设完柔性防水卷材6后需加强现场保护，避免砂石颗粒及赃物粘贴到卷材表面，以免影响底部接缝部位的防水效果。

（3）将遇水膨胀橡胶止水条5粘贴在管节1接缝临界面上，下吊管廊管节1，按照提前标记出的位置准确安装管节1，与既有的相邻管节1手孔2和U型螺栓安装孔3对齐，插入U型连接螺栓4，具体为：工人在既有管节1管廊内部将U型连接螺栓4插入上、下、左、右四个面上手孔2的U型螺栓安装孔3内，在管节1外侧将外壳上、左、右三个面的U型连接螺栓4插入手孔2的U型螺栓安装孔3内，用带数字显示的扳手将U型连接螺栓4拧紧，拧紧时扳手显示的紧固力须达到设计值，拉紧相邻管节1，挤紧管节1正面的遇水膨胀橡胶止水条5；即完成将相邻两管节1通过U型连接螺栓4的内外连接。管节1内外侧的U型连接螺栓4均需满足紧固力要求。

（4）将管廊外部的手孔2内填充满马蹄脂封闭，避免水汽进入手孔2内。管节1接缝左右两边的外表0.5m宽度范围内涂刷粘结剂，将管廊外部上、左、右三个面的接缝部位用柔性防水卷材6粘贴牢固，直至完成柔性防水卷材6的环向封闭，实现接缝位置柔性防水卷材6的环向粘贴，阻碍四周水汽进入管廊内。

（5）用一条等宽度的薄木板靠在柔性防水卷材6外侧，避免回填黏土夯实过程中对柔性防水卷材6的破坏。做好柔性防水卷材6的保护后用黏土分层密实回填肥槽，密实度满足设计要求后进行地表恢复。

本发明提供的方法提高了地下装配式管廊管节的组装质量，特别是提高了接缝部位的防水效果，能方便、高效、高质量地完成地下综合管廊的快速安装施工。

以上对本发明的实例进行了详细说明，但内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种装配式管廊管节结构，包括多个连接在一起的管节，其特征在于：所述管节为整体浇筑结构，每个所述管节包括中空廊体、套设在廊体外侧并浇筑连接在一起的外壳，所述廊体内壁和所述外壳上均设有手孔和U型螺栓安装孔，所述U型螺栓安装孔与所述手孔端部相接，并伸至所述管节的接缝处；所述相邻两管节的接缝处通过U型连接螺栓固定连接，所述U型连接螺栓从一个相邻管节接缝处的U型螺栓安装孔穿入，并从另一个相邻管节接缝处对应的U型螺栓安装孔穿出，将相邻两管节锁紧；所述相邻两管节的接缝处设有橡胶止水条，所述橡胶止水条通过所述U型连接螺栓锁紧相邻两管节时被压紧密封；所述相邻两管节接缝处的外周围还设有防水卷材，所述外壳上的手孔内充满马蹄脂封闭。

2.根据权利要求1所述的装配式管廊管节结构，其特征在于：所述廊体内壁的上、下、左、右四个面上均设有手孔和穿过手孔端部侧面的U型螺栓安装孔，所述外壳外表面的上、左、右三个面上均设有手孔和穿过手孔端部侧面的U型螺栓安装孔。

3.根据权利要求2所述的装配式管廊管节结构，其特征在于：所述U型连接螺栓的形状与所述相邻两管节上对应设置的U型螺栓安装孔形状相匹配。

4.根据权利要求1所述的装配式管廊管节结构，其特征在于：所述防水卷材位于所述管节底部接缝处下方，并与所述相邻两管节接缝底部、左侧面、右侧面、顶部固定连接。

5.根据权利要求1所述的装配式管廊管节结构，其特征在于：所述U型连接螺栓一端为固定螺钉帽，另一端为可拆卸螺母。

6.一种装配式管廊管节结构的防水方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤（1）：基坑开挖至设计标高后浇筑素混凝土垫层，放线确定管节位置；

步骤（2）：在管节接缝底部敷设防水卷材，防水卷材长度长于管廊底边宽度，多余防水卷材放置在管廊左、右两侧的施工肥槽内，后期铺粘至管节外壳接缝部位的上、左、右三个面，并将防水卷材上表面刷好粘结剂，保证防水卷材与管廊管节底表的粘结质量；

步骤（3）：将橡胶止水条粘贴在管节接缝临界面上，下吊管廊管节，与既有的相邻管节手孔对齐，工人在既有管节的廊体内部将上、下、左、右四个面的手孔内插入U型连接螺栓，并与U型螺栓安装孔连接紧固，同时在管节的外壳外侧将上、左、右三个面的U型螺栓插入手孔内，并通过U型螺栓安装孔连接紧固，即完成将相邻两管节通过U型连接螺栓的内外双面连接；

步骤（4）：将管廊外壳上的手孔内填充马蹄脂，在接缝左右两侧涂刷粘结剂，将管廊外部上、左、右三个面的接缝部位用防水卷材粘贴牢固，形成接缝的环向防水作用；

步骤（5）：用黏土分层密实回填肥槽，密实度满足设计要求后进行地表恢复。

7.根据权利要求6所述的防水方法，其特征在于：所述步骤（1）中，基坑挖至设计标高，天然土层上部需浇筑100mm~200mm素混凝土垫层，施工期间维持降水，保证坑内工作面干燥，为加快施工速度，可在素混凝土中添加适量早强剂，待垫层混凝土强度达到80%以上，在垫层表面用墨线弹出管节的安装位置，以保证预制管节高精度安装。

8.根据权利要求6所述的防水方法，其特征在于：所述步骤（2）具体为：在管节安装前，需在与下一环管节接缝部位居中布置防水卷材，将防水卷材上表面涂刷粘结剂，防水卷材宽度不少于1m，使接缝左右两侧的宽度不少于0.5m，并将防水卷材牢固粘贴在垫层表面，保证防水卷材位置固定，并避免砂石颗粒及赃物粘贴到卷材表面，以免影响底部接缝部位的防水效果。

9.根据权利要求6所述的防水方法，其特征在于：所述步骤（3）具体为：下吊安装管廊管节，按照提前标记出的位置准确安装管节，对正手孔和U型螺栓安装孔后，插入U型连接螺栓，用带数字显示的扳手将U型连接螺栓拧紧，拧紧时扳手显示的紧固力须达到设计值，将相邻两管节连接在一起，管节内外侧的U型连接螺栓均需满足紧固力要求。

10.根据权利要求6所述的防水方法，其特征在于：所述步骤（4）具体为：将管节外部即外壳上的手孔空间用马蹄脂封闭，避免水汽进入手孔内；管节接缝两边的外表0.5m宽度范围内涂刷粘结剂，将防水卷材粘结牢固，实现接缝位置防水卷材的环向粘贴，阻碍四周水汽进入管廊内；

所述步骤（5）具体为：将施工肥槽用粘性土分层密实回填，保证回填土体的密实度，为保护防水卷材，可在防水卷材外侧放置一条等宽度的薄木板，避免回填黏土夯实过程中对防水卷材的破坏。

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