CN117588241A - 一种暗挖隧道全包防水结构及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种暗挖隧道全包防水结构及施工方法，包括隧道，所述隧道设置有初期支护和二次衬砌，所述初期支护和所述二次衬砌之间设置有全包防水结构；所述隧道与其他形式结构相连接形成结构转换处，所述结构转换处设置有防水收口构造；所述二次衬砌上形成有变形缝，所述变形缝处设置有变形缝防水构造。所述二次衬砌上形成有施工缝，所述施工缝处设置有施工缝防水构造。本发明整体性好、接缝少、抗穿刺能力强、自密自愈、耐腐蚀性强、施工速度快。
Description
技术领域
本发明属于地下工程结构的技术领域，特别是一种暗挖隧道全包防水结构及施工方法。
背景技术
结构防水设计和施工一直是暗挖隧道工程的重难点，随着我国隧道工程建设加速，越来越多的工程面临防水的难题。在暗挖隧道施工和使用过程均会承受地下水的侵入。很多工程因防水设计或者施工不当，导致地下水入侵隧道，会降低隧道结构耐久性，对结构的使用产生较大危害，影响建设运营安全。传统的单一防水措施往往对于暗挖隧道防水的效果有限，不足以保证整体的防水效果。通常因为防水卷材搭接不足、特殊部位的防水节点构造不够细致，防水施工困难、初支及二衬结构容刺破防水层等因素导致防水体系没有达到多层防水，防水的整体效果难以得到保障。
因此，需要研究一种针对暗挖隧道全包防水更加简便、合理、安全和经济的防水结构及其对应的施工方法。
发明内容
根据上述提出的问题，本发明提出了一种暗挖隧道全包防水结构及施工方法，具体方案如下：
一种暗挖隧道全包防水结构，包括隧道，所述隧道设置有初期支护和二次衬砌，所述初期支护和所述二次衬砌之间设置有全包防水结构；
所述隧道与其他形式结构相连接形成结构转换处，所述结构转换处设置有防水收口构造；
所述二次衬砌上形成有变形缝，所述变形缝处设置有变形缝防水构造。
所述二次衬砌上形成有施工缝，所述施工缝处设置有施工缝防水构造；
优选的，所述全包防水结构由土工布垫层、HDPE膜基层和喷涂速凝橡胶沥青防水涂料组成；
所述初期支护上铺设所述土工布垫层，所述土工布垫层上铺设所述HDPE膜基层，所述HDPE膜基层上施作所述喷涂速凝橡胶沥青防水涂料，所述喷涂速凝橡胶沥青防水涂料形成涂料层，所述涂料层上施作所述二次衬砌。
进一步优选的，所述HDPE膜基层使用垫圈固定在所述土工布垫层上，采用环向整幅铺设，不形成纵向缝。
优选的，所述防水收口构造，包括所述全包防水结构和设置在所述二次衬砌外侧的外贴式止水带，所述外贴式止水带与所述喷涂速凝橡胶沥青防水涂料之间设置有专用粘结胶带。
优选的，所述变形缝防水构造，包括所述全包防水结构、设置在所述变形缝外侧的外贴式止水带和设置在所述变形缝中部的注浆止水带；
在所述变形缝处的所述涂料层上喷涂至少1次防水加强层，所述外贴式止水带的中部设置泡沫棒，所述注浆止水带连接注浆管。
进一步优选的，所述变形缝中设置有衬垫板，所述衬垫板的端部设有密封胶用于封口。
进一步优选的，所述变形缝的两侧喷涂不少于500mm长度的防水加强层。
优选的，所述施工缝防水构造，包括所述全包防水结构、设置在所述施工缝外侧的外贴式止水带和设置在所述施工缝中部的镀锌钢板止水带，所述施工缝中埋设注浆管。
本发明的第二个目的：
一种暗挖隧道全包防水结构的施工方法，应用暗挖隧道全包防水结构,包括以下步骤：
步骤1：开挖隧道断面土体，施工初期支护；
步骤2：封闭初期支护后，分段施作土工布垫层；
步骤3：在土工布垫层上整环铺设HDPE膜基层；
步骤4：在HDPE膜基层上施作喷涂速凝橡胶沥青防水涂料，在变形缝处喷涂防水加强层；
步骤5：施做二次衬砌，在接缝处施作止水带及其它止水措施；
步骤6：在与其他形式结构的结构转换处，施做防水收口构造；
步骤7：在二次衬砌的施工缝和变形缝的特殊节点位置上留设注浆管，需要时启动注浆止水措施。
本发明的有益效果是：
1.通过设置多道防水体系，设置土工布垫层防止防水层刺破，提高防水层耐久性。设置HDPE膜和喷涂速凝橡胶沥青防水涂料作为新型防水材料，相互密贴，整体性好、接缝少、抗穿刺能力强、自密自愈、耐腐蚀性强、施工速度快。
2.通过重点部位局部加强防水提高防水体系可靠性，结构收口处设置适应喷涂速凝橡胶沥青防水涂料的防水收口构造，防水效果好而且便于施工；接缝处通过设置防水的防水加强层、中埋式止水带、外贴式止水带、注浆管等措施，防水效果好。
总体上，本发明兼具防水整体性好、防水效果优秀、价格经济合理等优势。本发明可采用机械化施工，具有整体性强、施工简便、施工速度快、安全环保、防水效果好的特点，节约工期和造价，有着广泛的推广前景。
附图说明
以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。
图1 是本发明的施工方法流程图；
图2 是本发明的防水横断面示意图；
图3 是本发明中收口防水构造的示意图；
图4 是本发明中变形缝的防水构造的示意图；
图5 是本发明中施工缝的防水构造的示意图；
图中：
1-初期支护；2-土工布垫层；3-HDPE膜基层；4-喷涂速凝橡胶沥青防水涂料；5-二次衬砌；6-镀锌钢板止水带；7-外贴式止水带；8-专用粘结胶带；9-注浆管；10-注浆止水带；11-泡沫棒；12-防水加强层；13-衬垫板；14-密封胶；15-其他形式结构。
具体实施方式
首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本发明的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本发明形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本发明的更多其他实施例。另外，为了简化图面起见，相同或相类似的技术特征在同一附图中可能仅在一处进行标示。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图1-附图5具体说明本发明。
实施例
一种暗挖隧道全包防水结构，包括隧道，所述隧道设置有初期支护1和二次衬砌5，所述初期支护1和所述二次衬砌5之间设置有全包防水结构；
所述隧道与其他形式结构15相连接形成结构转换处，所述结构转换处设置有防水收口构造；
所述二次衬砌5上形成有变形缝，所述变形缝处设置有变形缝防水构造。
所述二次衬砌5上形成有施工缝，所述施工缝处设置有施工缝防水构造。
进一步的，还可以在实施例中考虑，所述全包防水结构由土工布垫层2、HDPE膜基层3和喷涂速凝橡胶沥青防水涂料4组成；
所述初期支护1上铺设所述土工布垫层2，所述土工布垫层2上铺设所述HDPE膜基层3，所述HDPE膜基层3上施作所述喷涂速凝橡胶沥青防水涂料4，所述喷涂速凝橡胶沥青防水涂料4形成涂料层，所述涂料层上施作所述二次衬砌5。
更进一步的，还可以在实施例中考虑，所述HDPE膜基层3使用垫圈固定在所述土工布垫层2上，采用环向整幅铺设，不形成纵向缝。
本实施例中，HDPE膜基层3是环向铺设，整张HDPE膜基层3采用焊接连接，能够适应不同的基层情况和工程要求，且降低成本。
进一步的，还可以在实施例中考虑，所述防水收口构造，包括所述全包防水结构和设置在所述二次衬砌5外侧的外贴式止水带7，所述外贴式止水带7与所述喷涂速凝橡胶沥青防水涂料4之间设置有专用粘结胶带8。
本实施例中，收口防水构造包括设置初期支护1上的土工布垫层2、HDPE膜基层3和喷涂速凝橡胶沥青防水涂料4，所述二次衬砌5外侧设置外贴式止水带7，所述外贴式止水带7与喷涂速凝橡胶沥青防水涂料4之间设置专用粘结胶带8。
进一步的，还可以在实施例中考虑，所述变形缝防水构造，包括所述全包防水结构、设置在所述变形缝外侧的外贴式止水带7和设置在所述变形缝中部的注浆止水带10；
在所述变形缝处的所述涂料层上喷涂至少1次防水加强层12，所述外贴式止水带7的中部设置泡沫棒11，所述注浆止水带10连接注浆管9。
本实施例中，变形缝防水构造包括所述初期支护1设置的土工布垫层2、HDPE膜基层3和喷涂速凝橡胶沥青防水涂料4，所述喷涂速凝橡胶沥青防水涂料4上设置有防水加强层12，二次衬砌5上变形缝的外侧则设置外贴式止水带7，所述二次衬砌5上变形缝的中部埋设注浆止水带10，所述注浆止水带10连接外部注浆管9。所述泡沫棒11可以起到固定止水带、减轻压力、防止其移位，以及填缝隙获得更好的防水效果。
更进一步的，还可以在实施例中考虑，所述变形缝中设置有衬垫板13，所述衬垫板13的端部设有密封胶14用于封口。
更进一步的，还可以在实施例中考虑，所述变形缝的两侧喷涂不少于500mm长度的防水加强层12。
进一步的，还可以在实施例中考虑，所述施工缝防水构造，包括所述全包防水结构、设置在所述施工缝外侧的外贴式止水带7和设置在所述施工缝中部的镀锌钢板止水带6，所述施工缝中埋设注浆管9。
本实施例中，施工缝防水构造包括土工布垫层2、HDPE膜基层3和喷涂速凝橡胶沥青防水涂料4设置的全包防水结构，所述二次衬砌5上施工缝的外侧设置外贴式止水带7，所述二次衬砌5中部埋设镀锌钢板止水带6，所述二次衬砌5上施工缝中部埋设注浆管9。
工作原理：
通过设置多道防水体系来加强暗挖隧道的防水性能，通过设置土工布垫层2、HDPE膜3和喷涂速凝橡胶沥青防水涂料4，其中喷涂速凝橡胶沥青防水涂料4可根据需要厚度进行多次喷涂，形成多层防水体系。
其中，土工布垫层具有良好的过滤、排水、隔离等功能；HDPE膜是基层防渗膜，具有一定的弹性和拉伸性，可以焊接；喷涂速凝橡胶沥青防水涂料4则具有迅速初凝固结特征，可以常温喷涂，瞬时成型，施工方便。胶膜能够与基面良好粘合，实现整体完美包覆，对于不规则结构和边缝，可以一次性喷涂成型，整体无缝接，取代传统卷材的喷灯加热或明火作业，环保无毒。同时其具备弹性，能够解决各种构筑物因应力变形、膨胀开裂、穿刺或连接不牢造成的渗漏问题。利用这种特性，将喷涂速凝橡胶沥青防水涂料4、HDPE膜3和土工布垫层2三者结合，形成防水性能良好的全包防水结构。且材料之间能相互密贴，产生接缝少，抗刺穿能力强。同时针对出现的接缝处，也进一步加强防水结构，通过埋设止水带、注浆管等形式提高防水性能。
实施例
一种暗挖隧道全包防水结构的施工方法，应用暗挖隧道全包防水结构,包括以下步骤：
步骤1：开挖隧道断面土体，施工初期支护1；
步骤2：封闭初期支护1后，分段施作土工布垫层2；
步骤3：在土工布垫层2上整环铺设HDPE膜基层3；
步骤4：在HDPE膜基层3上施作喷涂速凝橡胶沥青防水涂料4，在变形缝处喷涂防水加强层12；
步骤5：施做二次衬砌5，在接缝处施作止水带及其它止水措施；
步骤6：在与其他形式结构15的结构转换处，施做防水收口构造；
步骤7：在二次衬砌的施工缝和变形缝的特殊节点位置上留设注浆管9，需要时启动注浆止水措施。
如图2所示，初期支护1的表面保证平整光滑。铺设土工布垫层2后，无凹陷、翻皮等情况，阴角位置做成50mm倒角。
HDPE膜基层3采用垫圈固定，采用环向整幅铺设，不形成纵向缝。环向采用焊接连接。
喷涂速凝橡胶沥青防水涂料4可多次进行，保证达到设计厚度。环向一次性整体喷涂，接茬尺寸满足设计要求。采用机械化施工，可提高施工效率。
如图3所示，在其他形式结构接口15处，在步骤3和步骤4的基础上，在二次衬砌5的外侧埋设外贴式止水带7，并且外贴式止水带7与喷涂速凝橡胶沥青防水涂料4用专用粘结胶带8粘连在一起。
如图4-图5所示，在步骤3和步骤4的基础上，在变形缝处喷涂由喷涂速凝橡胶沥青防水涂料4形成的防水加强层12， 喷涂面积为变形缝两侧各不少于500mm。
在变形缝中部埋设注浆止水带10，在施工缝中部埋设镀锌钢板止水带6。在变形缝和施工缝外侧埋设外贴式止水带7。
其中，步骤3、步骤4中，HDPE膜基层3整环铺设，环向无缝，而且HDPE膜基层3与喷涂速凝橡胶沥青防水涂料4可粘结形成完整的一体，形成复合防水层，防水效果好。复合防水层具备整体性好、抗穿刺能力强、自密自愈、耐腐蚀性强、易于修补维护等优点。喷涂速凝橡胶沥青防水涂料4采用机械法施工，可大大提高施工效率。节约施工工期和成本，具备极好的经济效益。
步骤5中，通过喷涂速凝橡胶沥青防水涂料4和喷涂防水加强层12，同时设置外贴式止水带7和注浆止水带10（设在变形缝上）或镀锌钢板止水带6（设在施工缝上），在二次衬砌5的结构接缝处形成多道防水，保证防水薄弱环节的防水效果好。
步骤6中，洞口收口做法适应喷涂速凝橡胶沥青防水涂料全包防水的特点，采用专用胶带连接外贴止水带与防水涂料层，防水效果好且便于施工。
综上所述，本发明提供了一种暗挖隧道全包防水结构及施工方法，采用多构造防水，提升防水性能，同时提高施工效率。
以上实施例对本发明进行了详细说明，但所述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 (9)
1.一种暗挖隧道全包防水结构，包括隧道，其特征在于：所述隧道设置有初期支护（1）和二次衬砌（5），所述初期支护（1）和所述二次衬砌（5）之间设置有全包防水结构；所述隧道与其他形式结构（15）相连接形成结构转换处，所述结构转换处设置有防水收口构造；所述二次衬砌（5）上形成有变形缝，所述变形缝处设置有变形缝防水构造。所述二次衬砌（5）上形成有施工缝，所述施工缝处设置有施工缝防水构造。
2.根据权利要求1所述的一种暗挖隧道全包防水结构，其特征在于：所述全包防水结构由土工布垫层（2）、HDPE膜基层（3）和喷涂速凝橡胶沥青防水涂料（4）组成；所述初期支护（1）上铺设所述土工布垫层（2），所述土工布垫层（2）上铺设所述HDPE膜基层（3），所述HDPE膜基层（3）上施作所述喷涂速凝橡胶沥青防水涂料（4），所述喷涂速凝橡胶沥青防水涂料（4）形成涂料层，所述涂料层上施作所述二次衬砌（5）。
3.根据权利要求2所述的一种暗挖隧道全包防水结构，其特征在于：所述HDPE膜基层（3）使用垫圈固定在所述土工布垫层（2）上，采用环向整幅铺设，不形成纵向缝。
4.根据权利要求2所述的一种暗挖隧道全包防水结构，其特征在于：所述防水收口构造，包括所述全包防水结构和设置在所述二次衬砌（5）外侧的外贴式止水带（7），所述外贴式止水带（7）与所述喷涂速凝橡胶沥青防水涂料（4）之间设置有专用粘结胶带（8）。
5.根据权利要求2所述的一种暗挖隧道全包防水结构，其特征在于：所述变形缝防水构造，包括所述全包防水结构、设置在所述变形缝外侧的外贴式止水带（7）和设置在所述变形缝中部的注浆止水带（10）；在所述变形缝处的所述涂料层上喷涂至少1次防水加强层（12），所述外贴式止水带（7）的中部设置泡沫棒（11），所述注浆止水带（10）连接注浆管（9）。
6.根据权利要求5所述的一种暗挖隧道全包防水结构，其特征在于：所述变形缝中设置有衬垫板（13），所述衬垫板（13）的端部设有密封胶（14）用于封口。
7.根据权利要求5所述的一种暗挖隧道全包防水结构，其特征在于：所述变形缝的两侧喷涂不少于500mm长度的防水加强层（12）。
8.根据权利要求2所述的一种暗挖隧道全包防水结构，其特征在于：所述施工缝防水构造，包括所述全包防水结构、设置在所述施工缝外侧的外贴式止水带（7）和设置在所述施工缝中部的镀锌钢板止水带（6），所述施工缝中埋设注浆管（9）。
9.一种暗挖隧道全包防水结构的施工方法，应用权利要求3所述的暗挖隧道全包防水结构,其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：开挖隧道断面土体，施工初期支护（1）；
步骤2：封闭初期支护（1）后，分段施作土工布垫层（2）；
步骤3：在土工布垫层（2）上整环铺设HDPE膜基层（3）；
步骤4：在HDPE膜基层（3）上施作喷涂速凝橡胶沥青防水涂料（4），在变形缝处喷涂防水加强层（12）；
步骤5：施做二次衬砌（5），在接缝处施作止水带及其它止水措施；步骤6：在与其他形式结构（15）的结构转换处，施做防水收口构造；
步骤7：在二次衬砌的施工缝和变形缝的特殊节点位置上留设注浆管（9），需要时启动注浆止水措施。
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