CN116291560A - 一种具有内部防排水功能的装配式框架结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有内部防排水功能的装配式框架结构及其施工方法，通过在装配式框架结构的连接端设置凹型槽和凸型接头，凹型槽和凸型接头之间设置水平排水通道，将渗入隧道接缝的水通过水平排水通道导向两侧预埋竖向排水管道，水经竖向排水管道流入底部的水平排水管道再集中抽出隧道。接缝处凹型槽和凸型接头对接端面设置丁腈软木橡胶传力衬垫，增加接缝防水性，提高装配式隧道抗变形能力；纵向接头采用UHPC全灌浆套筒，接缝外侧设置密封胶，装配时UHPC浆液溢出填满接缝，利用UPHC高强度、高防水性的特点，配合密封胶实现增强接头性能和双重防水的效果。本接缝结构简单，有效解决装配式隧道接缝渗水问题，提高了隧道使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及隧道工程接头技术领域，具体是一种具有内部防排水功能的装配式框架结构及其施工方法。
背景技术
随着城市化的发展，地铁作为一种不占用地面空间的高效交通运输方式在各大城市中发展了起来，现在有的隧道安装方式主要有整体现浇和预制装配，装配式框架隧道结构工艺简单，空间利用率高，质量易控制，因此在城市地铁隧道建设中得到广泛应用。
但装配式框架隧道由多个管片拼装而成，与现浇结构相比整体性较差，在防水和抗震方面存在明显缺陷，容易受地下水、震动和地基沉降的影响，特别是防水问题，拼装管片之间的接缝是隧道防水的薄弱点，在雨水充沛的季节隧道所处的环境介质中含水量增加，水通过管片接缝渗入隧道内部，从而对隧道管片性能和隧道日常使用造成危害。
有鉴于此，根据现有问题进行研究，通过开发出一种具有内部防排水功能的装配式环向接缝，兼顾防水和抗震两方面需求，通过在接缝处设置排水通道，将渗透进接缝的水导向底部排水管道，由底部排水管道集中起来再抽出隧道，同时在接缝设置丁腈软木橡胶传力衬垫，提高管片接缝防水性和隧道柔性，起到减震、隔震以及减少构件沉降的作用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有内部防排水功能的装配式框架结构及其施工方法，以解决背景技术中接缝防排水和隧道减震问题，通过在隧道接缝处设置排水通道让隧道接缝具有内部放排水功能，并且在接缝内部设置丁腈软木橡胶传力衬垫防止外部环境中的水通过接缝渗透进隧道，同时提高隧道柔性，起到减震效果。
为实现上述目的，本发明采用了以下的技术方案：
本发明所述的一种具有内部防排水功能的装配式框架结构，包括上部预制件A、上部预制件B、下部预制件C以及下部预制件D，上部预制件A与下部预制件C的右侧端面设有凹型槽，上部预制件B与下部预制件D的左侧端面设有凸型接头；凹型槽和凸型接头相对应；凹型槽和凸型接头对接端面设有丁腈软木橡胶传力衬垫；凹型槽上设有水平排水通道以及竖向排水管，上部预制件A和下部预制件C接头处排水管采用竖向排水管道接头连接；下部预制件C设有底部水平排水管，底部水平排水管与竖向排水管的底部连接；上部预制件A、上部预制件B、下部预制件C以及下部预制件D设置有螺杆连接孔以及螺帽安装槽，螺帽安装槽与螺杆连接孔之间相连通；上部预制件A以及上部预制件B的设置有锚固钢筋，锚固钢筋伸出上部预制件A以及上部预制件B的底部端面；下部预制件C以及下部预制件D对应上部预制件A以及上部预制件B的锚固钢筋位置上设有UHPC灌浆套筒。
所述下部预制件C、下部预制件D与上部预制件A、上部预制件B对接端面的四周设有密封缝。
所述上部预制件B的凸型接头的上段为直角梯形，其余段为等腰梯形；下部预制件D均为等腰梯形。
所述下部预制件C与下部预制件D之间以及上部预制件A与上部预制件B之间采用螺杆和螺帽连接，螺杆设置在螺杆安装孔内，螺帽设置在螺帽安装槽内，螺杆与螺帽之间通过螺纹对应连接。
所述的水平排水通道底面中间高两侧低且涂有防水涂料。
所述水平排水通道内壁涂有防水涂料。
所述的竖向排水管采用PVC排水管。
所述的锚固钢筋为预制件钢筋笼中的受力钢筋。
所述上部预制件A、上部预制件B、下部预制件C及下部预制件D上设有锚索孔洞。
所述一种具有内部防排水功能装配式框架结构的施工方法，包括以下步骤：
(1)浇筑上部预制件A、上部预制件B、下部预制件C及下部预制件D并在凹型槽环向和凸型接头顶面贴上丁腈软木橡胶传力衬垫，水平排水通道内壁涂防水涂料；
(2)将下部预制件C装配在相应位置；
(3)往下部预制件C的UHPC灌浆套筒中注入超高性能混凝土(Ultra-HighPerformance Concrete)，简称UHPC水泥浆；
(4)将上部预制件A的锚固钢筋对应插入下部预制件C的UHPC灌浆套筒中，并将下部预制件C外露竖向排水管道插入管道接头；
(5)将下部预制件D对应装配，管道三向接头与下部预制件D的底部水平排水管连接；
(6)往下部预制件D的UHPC灌浆套筒中注入UHPC水泥浆，将上部预制件B的锚固钢筋对应插入下部预制件D的UHPC灌浆套筒；
(7)用螺杆和螺帽横向连接上部预制件A和上部预制件B以及下部预制件C和下部预制件D；
(8)全部或部分隧道阶段节段装配完成后，用预应力锚索穿过预制件中的锚索孔洞，锚固隧道整体；
(9)往密封缝中注入密封胶。
本发明获得的有益效果是：
1.本发明设置有排水通道，将构件上方穿过密封胶渗透进隧道接缝的水导向水平排水凹槽，经过竖向和水平排水管道集中起来再抽出隧道，该环向接缝结构具有良好的防排水效果，很大程度上解决了隧道防水层和密封胶老化带来的渗漏问题。
2.本发明接缝内设置有柔性较好的丁腈软木橡胶传力衬垫，可进一步防止水通过接缝渗入隧道，同时提高了隧道的柔性和抗变形能力，很大程度上弥补了装配式隧道整体性较差带来的抗震方面的缺陷，使其具有良好的隔震、抗震、减震效果，减弱了地震、不均匀沉降和地面车辆循环荷载对隧道结构的影响。
3.本发明接缝结构横向连接采用螺杆+预应力锚索的方式，相比于同类型隧道结构具有较好的整体性，提升了隧道抗震性能。
4.本发明接缝结构简单，能够在工厂中统一制作养护，便于施工现场直接安装，从而缩短工期。
附图说明
图1为本发明的装配式隧道环向接缝结构的立体结构示意图。
图2为本发明的水平排水凹槽和接缝上段凹型槽示意图。
图3为本发明的整体排水通道示意图。
图4为本发明的接缝环向丁腈软木橡胶传力衬垫布置示意图，阴影部分表示丁腈软木橡胶传力衬垫。
图5为本发明的全灌浆套筒示意图。
图6为截面A-A凸型接头形状示意图
图中标记为：上部预制件A是1，上部预制件B是2，下部预制件C是3，下部预制件D是4，螺帽安装槽是5，螺杆安装孔是6，丁腈软木橡胶传力衬垫是7，凸型接头是8，锚索孔洞是9，锚固钢筋是10，UHPC灌浆套筒是11，竖向排水管是12，管道三向接头是13，底部水平排水管是14，凹型槽是15，水平排水通道是16，竖向排水管道接头是17，密封缝是18，锚固钢筋是19，直角梯形凸型接头是20，等腰梯形凸型接头是21。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明做详细说明。
实施例1
本发明所述的一种具有内部防排水功能的装配式框架结构，包括上部预制件A，上部预制件B，下部预制件C，下部预制件D，螺帽安装槽5，螺杆安装孔6，丁腈软木橡胶传力衬垫7，凸型接头8，锚索孔洞9，上锚固钢筋10，UHPC灌浆套筒11，竖向排水管12，管道三向接头13，底部水平排水管14，凹型槽15，水平排水通道16，竖向排水管道接头17，密封缝18，下锚固钢筋19，直角梯形凸型接头20，等腰梯形凸型接头21。
如图1和图2所示，本发明组成构件及其连接方式为：上部预制件A与下部预制件C通过UHPC灌浆套筒连接，上部预制件A接头处外露上锚固钢筋10插入下部预制件C的灌浆套筒中，下部预制件C在灌浆套筒中有下锚固钢筋19连接下部预制件C主体，锚固钢筋为预制件钢筋笼中的受力钢筋；上部预制件A和上部预制件B，下部预制件C和下部预制件D通过螺杆连接，对接时通过螺帽安装槽拧紧螺杆两端螺帽；预制件中部预留有贯穿整个隧道节段的锚索孔洞，用4根贯穿整个隧道的预应力锚索锚固隧道主体。
如图1和图3所示，上部预制件A和下部预制件C预埋竖向排水管12，竖向排水管12通过预埋在上部预制件A接头处的竖向排水管道接头17连接，下部预制件C的竖向排水管12插入竖向排水管道接头17中；下部预制件C和下部预制件D的底部水平排水管14通过预埋在下部预制件C接缝处的管道三向接头连接，下部预制件D的底部水平排水管14插入管道三向接头13中，管道三向接头13的另一端到竖向排水管12。
上部预制件A与下部预制件C的右侧端面设有凹型槽，上部预制件B与下部预制件D的左侧端面设有凸型接头；凹型槽和凸型接头相对应；凹型槽的四周上设有密封缝，凸型接头的端面设有丁腈软木橡胶传力衬垫。凹型槽上设有水平排水通道，凹型槽上的水平排水通道与竖向排水管连接，水平排水通道底面中间高两侧低且涂有防水涂料，涂防水涂料可以防止水渗入到上部预制件A的内部，竖向排水管采用PVC排水管，避免水直接与混凝土接触对其造成伤害。
底部水平排水管设计成一定的坡度，可以引导水流快速流向隧道内的蓄水池中。
下部预制件C、下部预制件D与上部预制件A、上部预制件B对接端面设有丁腈软木橡胶传力衬垫。上部预制件A、上部预制件B对接下部预制件的端面采用凹型接头；下部预制件C、下部预制件D对接上部预制件的端面采用凸型接头。上部预制件与下部预制件对接端面采用凹型接头以及凸型接头对应连接的方式，即便在密封缝内的密封胶被水渗入也不会整个对接端受到水的影响，同时能够改善锚固钢筋的横向受力，将部分锚固钢筋的横向受力转化至凹型接头与凸型接头的结构处。
如图6所示，上部预制件B凸型接头上部横截面形状为直角梯形，两侧横截面形状为等腰梯形，预制件D凸型接头横截面形状为等腰梯形，位于预制件B和预制件D左侧的凹型槽分别与位于预制件A和预制件C右侧的凹型槽对应。
实施例2
本实例为一种具有内部防排水功能的装配式框架结构的施工方法，包括如下步骤：
(1)浇筑上部预制件A、上部预制件B、下部预制件C及下部预制件D并在接缝凹槽环向和凸型接头顶面贴上丁腈软木橡胶传力衬垫如图4所示，水平排水通道内壁涂防水涂料：每个预制件中需预留锚索孔洞、螺杆安装孔、锚固钢筋、螺帽安装槽。将竖向排水管预埋在上部预制件A和下部预制件C中，竖向管道接头预埋在上部预制件A中，下部预制件C的竖向排水管外露以便与竖向排水管道接头连接，管道三向接头预埋在下部预制件C中，下部预制件D中的预埋水平排水管道外露以便与三向接头连接。
(2)将下部预制件C装配在相应位置；
(3)往下部预制件C灌浆套筒中注入UHPC水泥浆：用UHPC水泥浆注满灌浆套筒，钢筋插入时水泥浆溢出填满接缝，利用UHPC良好防水性提高接头处防水效果；
(4)将上部预制件A的锚固钢筋对应插入套筒中，并将下部预制件C外露竖向排水管道插入管道接头：操作时上部预制件A应缓缓下放，时刻关注两边管道接头能否正确对接，如出现偏差，应及时调整；
(5)将下部预制件D对应装配，管道三向接头与下部预制件D的底部水平排水管连接；
(6)往下部预制件D的UHPC灌浆套筒中注入UHPC水泥浆，将上部预制件B的锚固钢筋对应插入下部预制件D的UHPC灌浆套筒；
(7)用螺杆和螺帽横向连接上部预制件A和上部预制件B以及下部预制件C和下部预制件D：装配时将螺杆放置在一端螺杆安装孔中，两边预制件对应连接后在螺帽安装槽中上紧螺帽，实现初步构件水平连接；
(8)全部或部分隧道阶段节段装配完成后，用预应力锚索穿过预制件中的锚索孔洞，锚固隧道整体：注意各锚索中的预应力大小应相等，以免装配式框架隧道内由于不均匀应力引起结构变形；
(9)往密封缝中注入密封胶：在密封缝两端开两个小孔，从其中一个中注入密封胶，待另一端的小孔中有胶水溢出时停止注胶。
以上所述实施例仅为本发明的优选而已，并不限制于本发明，对于本领域的技术人员及普通人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变化，这些改进和变化应视为在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种具有内部防排水功能的装配式框架结构，包括上部预制件A、上部预制件B、下部预制件C以及下部预制件D，其特征在于，上部预制件A与下部预制件C的右侧端面设有凹型槽，上部预制件B与下部预制件D的左侧端面设有凸型接头；凹型槽和凸型接头相对应；凹型槽和凸型接头的对接端面设有丁腈软木橡胶传力衬垫；凹型槽上设有水平排水通道以及竖向排水管，上部预制件A和下部预制件C接头处排水管采用竖向排水管道接头连接；下部预制件C设有底部水平排水管，底部水平排水管与竖向排水管的底部连接；上部预制件A、上部预制件B、下部预制件C以及下部预制件D设置有螺杆连接孔以及螺帽安装槽，螺帽安装槽与螺杆连接孔之间相连通；上部预制件A以及上部预制件B的设置有锚固钢筋，锚固钢筋伸出上部预制件A以及上部预制件B的底部端面；下部预制件C以及下部预制件D对应上部预制件A以及上部预制件B的锚固钢筋位置上设有UHPC灌浆套筒。
2.根据权利要求1所述的一种具有内部防排水功能的装配式框架结构，其特征在于，所述下部预制件C、下部预制件D与上部预制件A、上部预制件B对接端面设有丁腈软木橡胶传力衬垫。
3.根据权利要求1所述的一种具有内部防排水功能的装配式框架结构，其特征在于，所述上部预制件B的凸型接头的上段为直角梯形，其余段为等腰梯形；下部预制件D均为等腰梯形。
4.根据权利要求1所述的一种具有内部防排水功能的装配式框架结构，其特征在于，所述下部预制件C与下部预制件D之间以及上部预制件A与上部预制件B之间采用螺杆和螺帽连接，螺杆设置在螺杆安装孔内，螺帽设置在螺帽安装槽内，螺杆与螺帽之间通过螺纹对应连接。
5.根据权利要求1所述的一种具有内部防排水功能的装配式框架结构，其特征在于，所述的水平排水通道底面中间高两侧低且涂有防水涂料。
6.根据权利要求1所述的一种具有内部防排水功能的装配式框架结构，其特征在于，所述水平排水通道内壁涂有防水涂料。
7.根据权利要求1所述的一种具有内部防排水功能的装配式框架结构，其特征在于，所述的竖向排水管采用PVC排水管。
8.根据权利要求1所述的一种具有内部防排水功能的装配式框架结构，其特征在于，所述的锚固钢筋为预制件钢筋笼中的受力钢筋。
9.根据权利要求1所述的一种具有内部防排水功能的装配式框架结构，其特征在于，所述上部预制件A、上部预制件B、下部预制件C及下部预制件D上设有锚索孔洞。
10.权利要求9所述一种具有内部防排水功能装配式框架结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)浇筑上部预制件A、上部预制件B、下部预制件C及下部预制件D并在凹型槽环向和凸型接头顶面贴上丁腈软木橡胶传力衬垫，水平排水通道内壁涂防水涂料；
(2)将下部预制件C装配在相应位置；
(3)往下部预制件C的UHPC灌浆套筒中注入超高性能混凝土；
(4)将上部预制件A的锚固钢筋对应插入下部预制件C的UHPC灌浆套筒中，并将下部预制件C外露竖向排水管道插入管道接头；
(5)将下部预制件D对应装配，管道三向接头与下部预制件D的底部水平排水管连接；
(6)往下部预制件D的UHPC灌浆套筒中注入UHPC水泥浆，将上部预制件B的锚固钢筋对应插入下部预制件D的UHPC灌浆套筒；
(7)用螺杆和螺帽横向连接上部预制件A和上部预制件B以及下部预制件C和下部预制件D；
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(9)往密封缝中注入密封胶。
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2023
- 2023-02-27 CN CN202310166641.3A patent/CN116291560A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117926729A (zh) * | 2024-03-21 | 2024-04-26 | 广州华隧威预制件有限公司 | 一种超高性能混凝土制装配式地铁站台结构 |
| CN117926729B (zh) * | 2024-03-21 | 2024-05-28 | 广州华隧威预制件有限公司 | 一种超高性能混凝土制装配式地铁站台结构 |
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