CN117988394A - 一种适用于大变形的明挖电缆隧道密封结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种适用于大变形的电缆隧道密封结构，使用敷设在电缆隧道本体接口外侧的土工膜进行密封止水，并通过预埋在接缝内的延展带承受外部荷载，防止土工膜内侧发生脱空破坏，从而能够在电缆隧道接口发生大变形的情况下有效密封止水；本发明还提供一种适用于大变形的电缆隧道密封结构的施工方法，在电缆隧道接口位置下方开挖用于使土工膜穿过的沟槽后，浇筑电缆隧道，将延展带沿电缆隧道的横截面周向预埋在接缝内，并在接缝内填充填料，在电缆隧道的接口外侧敷设土工膜并固定，最后对沟槽进行灌浆填充，该方法能够形成适用于大变形的电缆隧道接口密封结构，从而有效避免电缆隧道接口因大变形而产生的渗漏现象。

Description

一种适用于大变形的明挖电缆隧道密封结构及施工方法

技术领域

本发明涉及电缆隧道防水技术领域，具体涉及一种适用于大变形的明挖电缆隧道密封结构及施工方法。

背景技术

目前，电缆隧道整体的防水等级要求不低于二级，设计时按照电缆的重要程度，一般又可分为一级防水区段和二级防水区段。一级防水区段主要位于电缆中间接头、交叉互联箱等位置，要求隧道不渗水、不积水。一级防水区段以外的区域都属于二级防水区段，要求隧道无严重渗水和积水，并且不影响正常运维工作的开展。电缆隧道防水设计时主要执行的相关规范有GB 50108《地下工程防水技术规范》、DL/T 5484《电力电缆隧道设计规程》和CECS 370《隧道工程防水技术规范》，在这些规范中，隧道主体结构需要采用钢筋混凝土结构自防水，外加一道卷材、涂料或者其他的防水措施；而施工缝处，明挖法隧道需要采用遇水膨胀止水带、外贴式止水带、中埋式止水带、外抹防水砂浆、外涂防水涂料、预埋注浆管等方式中的一种至二种；暗挖法隧道则在明挖法的基础上，可选择水泥基渗透结晶防水涂料作为比选。

但在实际工程中，往往存在橡胶板止水带的性能未达到设计要求，或者其他各种原因导致隧道施工缝两端结构不均匀沉降量超过了设计允许值30mm，使得施工缝防水措施失效，进而造成渗漏，这是目前电缆隧道渗漏发生的主要原因。

现有的技术方案采用“中埋式止水带+外贴防水层”电缆通道接止水技术，如图1所示。该密封结构包括中埋式止水带7、填缝材料8、外贴止水带9，其中，L为外贴止水带9的设计宽度，中埋式止水带7宜选用橡胶材质，外贴止水带9可采用防水胶条。该技术方案的密封防水主要依靠中埋式止水带7和外贴止水带9，填缝材料8的作用为避免中埋式止水带7与水土的直接接触。该方法在电缆隧道不产生变形、位移，或者仅有较小变形时具有良好的止水效果。但是，该止水技术由于中埋式止水带和外贴式止水带的变形率较低，当隧道接口发生较大变形时，止水容易失效。

发明内容

为了解决目前电缆隧道接缝发生大变形时容易发生密封失效的问题，本发明提出了一种适用于大变形的电缆隧道密封结构，所述密封结构包括土工膜、紧固装置、延展带和填料：

所述土工膜敷设在两段电缆隧道本体的接口外侧，并通过所述紧固装置固定；

所述延展带沿电缆隧道的横截面周向设置在所述两段电缆隧道本体的接缝内，且为可变形结构，所述延展带沿电缆隧道延伸方向的两侧分别与所述电缆隧道本体连接；

所述填料填充于所述接缝内。

优选的，所述延展带为带状结构，所述带状结构包括相互连接的变形部和两个连接部，所述两个连接部分别位于所述变形部的两侧，所述变形部为可变形结构，位于所述接缝内，所述两个连接部分别与所述两段电缆隧道本体连接。

优选的，所述延展带的横截面是中空的，所述横截面的形状包括下述之一：“中”字型和“几”字型；

当所述横截面为“中”字型时，所述“中”字型的竖线与电缆隧道的延伸方向平行，所述“中”字型的“口”字部分位于所述接缝内，所述竖线的两端分别位于所述两段电缆隧道本体内；

当所述横截面为“几”字型时，所述“几”字型的凸起部分位于所述接缝内，所述“几”字型的两端分别位于所述两段电缆隧道本体内。

优选的，所述紧固装置包括至少两根箍条，所述箍条为条状结构，所述电缆隧道本体靠近所述接口的外表面开设有凹槽，所述箍条位于所述凹槽内，所述土工膜位于所述凹槽和所述箍条之间。

优选的，所述箍条的横截面为“倒棱台”型，所述“倒棱台”型由矩形的两个相邻角进行倒角形成，所述凹槽的横截面呈梯形，所述梯形的两个平行边中的短边为所述凹槽的槽底，所述箍条的倒角一侧朝向所述凹槽的槽底。

优选的，其特征在于，所述箍条的材质包括下述之一：不锈钢、PVC和PCCP。

优选的，所述土工膜的材质包括PVC和TPO。

优选的，所述填料的材料包括橡胶和松木。

基于同一发明思路，本发明还提出一种适用于大变形的电缆隧道密封结构的施工方法，所述施工方法包括：

在两段电缆隧道本体的接口位置下方开挖用于使所述密封结构的土工膜穿过的沟槽；

浇筑所述两段电缆隧道本体，同时将所述延展带沿电缆隧道的横截面周向预埋在所述两段电缆隧道本体的接缝内，并在所述接缝内填充所述填料；

将所述土工膜穿过所述沟槽敷设于所述两段电缆隧道本体的接口外侧，并固定；

对所述沟槽进行灌浆填充；

其中，所述密封结构为本发明提供的一种适用于大变形的电缆隧道密封结构。

优选的，所述浇筑所述两段电缆隧道本体，同时将所述延展带沿电缆隧道的横截面周向预埋在所述两段电缆隧道本体的接缝内，并在所述接缝内填充所述填料包括：

将所述延展带沿所述横截面周向安装于所述接口位置处的钢筋上，浇筑第一段电缆隧道本体，同时将所述延展带沿电缆隧道延伸方向的一侧与所述第一段电缆隧道本体浇筑在一起；

将所述填料固定在所述第一段电缆隧道本体的端面上；

浇筑第二段电缆隧道本体，同时将所述延展带的另一侧与所述第二段电缆隧道本体浇筑在一起。

优选的，所述电缆隧道本体的浇筑包括：采用带棱台的模板浇筑所述电缆隧道本体，以在所述电缆隧道本体的外表面形成凹槽。

优选的，所述采用带棱台的模板浇筑所述电缆隧道本体包括：分别采用所述带棱台的模板浇筑所述电缆隧道本体的底板、侧壁和顶壁，以在所述底板、侧壁和顶壁的外表面形成所述凹槽。

优选的，所述土工膜的固定包括：分别采用箍条将所述土工膜压接在所述两段电缆隧道本体的凹槽内。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明提供的一种适用于大变形的电缆隧道密封结构，使用固定敷设在电缆隧道本体接口外侧的土工膜道进行密封止水，并通过预埋在接缝内的延展带承受外部荷载，防止土工膜内侧发生脱空破坏，从而能够在电缆隧道接口发生大变形的情况下达到密封止水的效果；

(2)本发明提供的一种适用于大变形的电缆隧道密封结构的施工方法，在电缆隧道接口位置下方开挖用于使土工膜穿过的沟槽后，浇筑电缆隧道，将延展带沿电缆隧道的横截面周向预埋在接缝内，并在接缝内填充填料，在电缆隧道的接口外侧敷设土工膜并固定，最后对沟槽进行灌浆填充，该方法能够形成适用于大变形的电缆隧道接口密封结构，从而有效避免电缆隧道接口因大变形而产生的渗漏现象。

附图说明

图1为“中埋式止水带+外贴防水层”的电缆通道接口止水技术的结构示意图；

图2为本发明提供的一种适用于大变形的电缆隧道密封结构的示意图；

图3为本发明提供的一种适用于大变形的电缆隧道密封结构的局部放大图；

图4为本发明提供的一种适用于大变形的电缆隧道密封结构的接口尺寸设计示意图；

图5为本发明提供的一种适用于大变形的电缆隧道密封结构的施工方法的流程示意图；

附图标记：1、箍条；2、土工膜；3、延展带；4、电缆隧道本体；5、填料；6、混凝土结构；7、中埋式止水带；8、填缝材料；9、外贴止水带。

具体实施方式

实施例1：

本实施例提供一种适用于大变形的电缆隧道密封结构，如图2和图3所示，该密封结构包括土工膜2、箍条1、延展带3和填料5：土工膜2敷设在两段电缆隧道本体4的接口外侧，并通过箍条1固定；延展带3沿电缆隧道的横截面周向设置在两段电缆隧道本体4的接缝内，且为可变形结构，延展带3沿电缆隧道延伸方向的两侧分别与所述电缆隧道本体4连接；填料5填充于接缝内。

本实施例中密封结构的技术原理为：利用PVC和TPO为代表的高性能土工膜具有的低抗拉强度，高延伸率，隔水性强等优点。将其密封包裹在电缆隧道接口外侧，以达到电缆隧道接口密封止水的效果。

PVC或TPO材质具有较强的延展性(弹性范围30％，塑性范围200％)和较好的止水效果，由其制成的土工膜2能够在地下水、土压力的作用下保证隧道接缝不发生渗漏，同时，在电缆隧道接口发生大变形时也不发生破坏，保证隧道接缝的止水效果。

延展带3为中埋式，需要预埋到两端电缆隧道本体4的接缝内，其作用为承受外部荷载，为土工膜提供一个承载平台，使土工膜内侧不发生脱空破坏，延展带3采用可变形结构，预留水平拉伸量，当接缝水平受拉张开较大时，可水平延展，以适应电缆隧道接口大变形。

本实施例中，延展带3为带状可变形结构，如图3所示，延展带3采用中空的“中”字型横截面，其中间部分设置在接缝内，两端分别与电缆隧道本体4浇筑在一起。延展带3的横截面也可以采取中空的“几”字型，时，“几”字型的凸起部分位于接缝内，“几”字型的两端分别与电缆隧道本体4浇筑在一起。延展带3的材质可以是可弯折的合金或塑料材质。

土工模2使用利用箍条1固定压紧在电缆隧道本体4的接口外侧，使得土工膜2的端部在地下水压力作用下不渗漏。如图3所示，箍条1为“倒棱台”型，材质可选用不锈钢或PVC、PCCP等。电缆隧道本体4为混凝土结构，当使用箍条1对土工膜2进行固定时，需在电缆隧道本体4靠近接口处的外表面上开设凹槽，凹槽的数量不定，本实施例中接口两侧的电缆隧道本体4表面各开设有两道凹槽，土工膜2敷设在凹槽外侧，箍条1缠绕于土工膜2的外侧，并将土工膜2压紧在凹槽内，进行有效的密封止水，防止渗漏。

如图4所示，凹槽的横截面可采取倒梯形设计，以与箍条1的形状适配，凹槽深度不小于15mm，上部宽度不小于50mm，下部宽度不小于30mm。凹槽的位置根据所采用土工膜2的延展性和电缆隧道接口的允许变形量计算得出。两道凹槽外边缘之间的水平间距不小于50mm。

电缆隧道接口设计尺寸如图4所示。土工膜2的长度尺寸a和延展带3的折叠长度b应根据电缆通道接口的允许变形量要求来控制。

土工膜2具有低抗拉强度，高延伸率，隔水性强等优点，能适应较大变形。根据土工膜2的变形破坏标准和延展带3的构造要求，电缆隧道接口的允许变形量按下式计算：

式中，l表示电缆隧道接口允许变形量，a表示土工膜2的长度尺寸，b表示延展带3的折叠长度。

以电缆隧道接口允许变形30mm为例。通过上式可以计算得到土工模2的长度尺寸a≥100mm，延展带3的折叠长度b≥15mm，考虑施工带来的误差及隧道接口可能产生的超过设计允许的变形值，可取a＝120mm，b＝20mm。

填料5用于保证接缝浇筑时不被灌入混凝土而发生连接，另外遇水后具有一定的膨胀性，保证土工模2不发生脱空，可为橡胶板、松木板等。

本实施例的密封结构利用新型土工膜进行电缆通道接缝密封止水，可以有效解决明挖电缆隧道产生大变形时的水渗漏问题，从而提升明挖电缆隧道的接缝止水能力，降低因扰动大变形或局部不均匀沉降造成的明挖电缆隧道接缝渗漏水的问题，极大地降低明挖电缆隧道发生渗漏水的风险，由此节约电缆隧道运行期的维修成本，保护电缆隧道的长期安全稳定运行，具有良好的成果转化前景。

实施例2：

本发明提供一种适用于大变形的电缆隧道密封结构的施工方法，如图5所示，该施工方法的具体流程为：

在两段电缆隧道本体4的接口位置下方开挖用于使所述密封结构的土工膜2穿过的沟槽；浇筑所述两段电缆隧道本体4，同时将所述延展带3沿电缆隧道的横截面周向预埋在所述两段电缆隧道本体4的接缝内，并在所述接缝内填充所述填料5；将所述土工膜2穿过所述沟槽敷设于所述两段电缆隧道本体4的接口外侧，并使用所述紧固装置1固定；对所述沟槽进行灌浆填充。

(1)电缆隧道的浇筑及预埋件安装

传统的明挖电缆隧道施工流程为：拟建电缆隧道位置基坑开挖支护→底板整平→支模浇筑底板→支模浇筑侧墙→拆模→浇筑顶板或采用预制盖板→接缝止水、充填→下一段隧道施工→隧道完成→基坑回填。

本实施例中，在电缆隧道混凝土结构浇筑前，在隧道接口位置下方需提前开挖用于使土工膜2穿过的沟槽，槽深宜大于20厘米。在隧道接口位置处预埋延展带3，预埋方式为，将延展带3沿隧道横截面的周向固定挂装在接口位置处的钢筋上。然后进行第一段电缆隧道本体4的浇筑，浇筑时将延展带3沿电缆隧道延伸方向的一侧与第一段电缆隧道本体4浇筑在一起。

为了在电缆隧道本体4的表面形成安装土工膜2的凹槽，浇筑时使用带棱台的模板，可在隧道接口两侧各1m范围内沿隧道横截面上、下、左、右分别采用带棱台的木模块，进行电缆隧道本体4的底板、侧壁和顶壁的浇筑，使用带棱台的模板可以在电缆隧道本体4的外表面(迎水面)形成压接土工膜2的凹槽。使用的木模板需保证表面光洁度，以使形成的混凝土凹槽表面光滑、无棱刺。模板外伸两端用砖等物体进行支撑，以保证模板上平面与隧道底部齐平并预留出拆除模板的空间。模板在具备条件时可以取出，也可不取出。当隧道浇筑完成并达到养护龄期(或设计强度)时，撤掉模板下方的支撑物，用力向下使得模板脱离电缆隧道本体4，从而使隧道下部形成土工膜2穿过的空间。

(2)填缝材料安装

将填料5固定在已浇筑的第一段电缆隧道本体4的端面上，如将填料5铆接在第一段电缆隧道本体4的端面上，然后继续浇筑第二段电缆隧道本体4，并将延展带3的另一侧与第二段电缆隧道本体4浇筑在一起。

(3)土工膜敷设及安装

将土工膜2穿过电缆隧道底部，沿电缆隧道接口位置缠绕一圈，搭接处采用焊接的方法，接缝两侧采用箍条1进行环形缠绕，将土工膜压接在混凝土结构外壁预留的凹槽内。

(4)灌浆填充

土工膜2压接完成后，对接口下方的空间进行灌浆填充。

以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在发明待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims (13)

1.一种适用于大变形的电缆隧道密封结构，其特征在于，所述密封结构包括土工膜(2)、紧固装置、延展带(3)和填料(5)：

所述土工膜(2)敷设在两段电缆隧道本体(4)的接口外侧，并通过所述紧固装置固定；

所述延展带(3)沿电缆隧道的横截面周向设置在所述两段电缆隧道本体(4)的接缝内，且为可变形结构，所述延展带(3)沿电缆隧道延伸方向的两侧分别与所述电缆隧道本体(4)连接；

所述填料(5)填充于所述接缝内。

2.如权利要求1所述的密封结构，其特征在于，所述延展带(3)为带状结构，所述带状结构包括相互连接的变形部和两个连接部，所述两个连接部分别位于所述变形部的两侧，所述变形部为可变形结构，位于所述接缝内，所述两个连接部分别与所述两段电缆隧道本体(4)连接。

3.如权利要求2所述的密封结构，其特征在于，所述延展带(3)的横截面是中空的，所述横截面的形状包括下述之一：“中”字型和“几”字型；

当所述横截面为“中”字型时，所述“中”字型的竖线与电缆隧道的延伸方向平行，所述“中”字型的“口”字部分位于所述接缝内，所述竖线的两端分别位于所述两段电缆隧道本体(4)内；

当所述横截面为“几”字型时，所述“几”字型的凸起部分位于所述接缝内，所述“几”字型的两端分别位于所述两段电缆隧道本体(4)内。

4.如权利要求3所述的密封结构，其特征在于，所述紧固装置包括至少两根箍条(1)，所述箍条(1)为条状结构，所述电缆隧道本体(4)靠近所述接口的外表面开设有凹槽，所述箍条(1)位于所述凹槽内，所述土工膜(2)位于所述凹槽和所述箍条(1)之间。

5.如权利要求4所述的密封结构，其特征在于，所述箍条(1)的横截面为“倒棱台”型，所述“倒棱台”型由矩形的两个相邻角进行倒角形成，所述凹槽的横截面呈梯形，所述梯形的两个平行边中的短边为所述凹槽的槽底，所述箍条(1)的倒角一侧朝向所述凹槽的槽底。

6.如权利要求4或权利要求5所述的密封结构，其特征在于，所述箍条(1)的材质包括下述之一：不锈钢、PVC和PCCP。

7.如权利要求1所述的密封结构，其特征在于，所述土工膜(2)的材质包括PVC和TPO。

8.如权利要求1所述的密封结构，其特征在于，所述填料(5)的材料包括橡胶和松木。

9.一种适用于大变形的电缆隧道密封结构的施工方法，其特征在于，所述施工方法包括：

在两段电缆隧道本体(4)的接口位置下方开挖用于使所述密封结构的土工膜(2)穿过的沟槽；

浇筑所述两段电缆隧道本体(4)，同时将所述延展带(3)沿电缆隧道的横截面周向预埋在所述两段电缆隧道本体(4)的接缝内，并在所述接缝内填充所述填料(5)；

将所述土工膜(2)穿过所述沟槽敷设于所述两段电缆隧道本体(4)的接口外侧，并固定；

对所述沟槽进行灌浆填充；

其中，所述密封结构为权利要求1-8任一项所述的一种适用于大变形的电缆隧道密封结构。

10.如权利要求9所述的施工方法，其特征在于，所述浇筑所述两段电缆隧道本体(4)，同时将所述延展带(3)沿电缆隧道的横截面周向预埋在所述两段电缆隧道本体(4)的接缝内，并在所述接缝内填充所述填料(5)包括：

将所述延展带(3)沿所述横截面周向安装于所述接口位置处的钢筋上，浇筑第一段电缆隧道本体(4)，同时将所述延展带(3)沿电缆隧道延伸方向的一侧与所述第一段电缆隧道本体(4)浇筑在一起；

将所述填料(5)固定在所述第一段电缆隧道本体(4)的端面上；

浇筑第二段电缆隧道本体(4)，同时将所述延展带(3)的另一侧与所述第二段电缆隧道本体(4)浇筑在一起。

11.如权利要求10所述的施工方法，其特征在于，所述电缆隧道本体(4)的浇筑包括：采用带棱台的模板浇筑所述电缆隧道本体(4)，以在所述电缆隧道本体(4)的外表面形成凹槽。

12.如权利要求11所述的施工方法，其特征在于，所述采用带棱台的模板浇筑所述电缆隧道本体(4)包括：分别采用所述带棱台的模板浇筑所述电缆隧道本体(4)的底板、侧壁和顶壁，以在所述底板、侧壁和顶壁的外表面形成所述凹槽。

13.如权利要求12所述的施工方法，其特征在于，所述土工膜(2)的固定包括：分别采用箍条(1)将所述土工膜(2)压接在所述两段电缆隧道本体(4)的凹槽内。