CN216841727U - 一种隧道防排一体化结构 - Google Patents

Abstract

本方案属于隧道工程防水施工技术领域，公开了一种隧道防排一体化结构，至少包括依次铺设于隧道壁面的初期支护、排水板和二次衬砌，排水板包括一面阵列布设有凸壳的板芯，板芯设有凸壳的一面焊接有若干热熔垫片，热熔垫片上设有沉孔和围绕沉孔设置的若干通孔，通孔用于容纳凸壳，沉孔中穿设有锚固件，锚固件与初期支护或初期支护及隧道壁固定连接。本方案采用特制的热熔垫片固定排水板，有利于减少排水板下坠隐患，可以对板芯起到强有力的面支撑，可以促使被固定在隧道壁面的排水板趋于平坦，从而减少因二衬混凝土浇筑冲击力过大而造成的渗水隐患。

Description

一种隧道防排一体化结构

技术领域

本方案属于隧道工程防水施工技术领域，具体涉及一种隧道防排一体化结构。

背景技术

隧道和地下工程处于岩土层中，当隧道穿过或靠近含水地层，时刻受到地下水的渗透作用，如果衬砌的防排水设施不完善，地下水就会侵入隧道，发生隧道渗漏水病害。为了改善隧道渗漏水的状况，提高隧道防排水能力，通常在复合式衬砌的初期支护与二次衬砌之间设置复合防水板或复合排水板。

复合防水板包括防水板和土工布，土工布起引流作用，防水板起排水、防水的作用。如果隧道山体孔隙水发育并向隧道内流动，土工布长时间浸泡水中，随着时间的迁移，土工布将变质，破坏，最后排水不畅，进而出现渗水隐患。加上二衬混凝土浇筑过程中，防水板易因受浇筑冲击力过大、初期支护所提供的支撑面不平坦而破损，从而引起渗水。

复合排水板由塑料排水板芯和外覆透水滤布(土工布)两部分组成。当采用吊带固定排水板时，会因排水板重量较重而存在下坠隐患，加上排水板未与初期支护密贴，未能有效高效排水，万一下坠幅度过大，积水存在，易产生渗水隐患。当排水板采用膨胀螺栓或者其他钢钉打穿固定，再采用密封膏等措施密封，由于膨胀螺栓量较大，施工麻烦，成本高，同时密封处易出现薄弱环节，只能起排水作用，难起防水作用，有渗水隐患。综上所谓“十隧九漏”正源于此。

实用新型内容

本方案旨在克服现有技术中的至少一种缺陷(不足)，提供一种隧道防排一体化结构，用于解决排水板因二衬混凝土的浇筑冲击力而被破坏、因穿孔固定而影响排水板的防水作用或因吊带固定而引起的渗漏问题。

为了解决上述技术问题，采取下述技术方案：

一种隧道防排一体化结构，至少包括依次铺设于隧道壁面的初期支护、排水板和二次衬砌，排水板包括一面阵列布设有凸壳的板芯，板芯设有凸壳的一面焊接有若干热熔垫片，热熔垫片上设有沉孔和围绕沉孔设置的若干通孔，通孔用于容纳凸壳，沉孔中穿设有锚固件，锚固件与初期支护或初期支护及隧道壁固定连接。

本方案采用凸壳型排水板进行防水、排水，在初期支护上铺贴时无需预留松弛度和褶皱，可以密贴初期支护，从初期支护缝隙中留下的水可以很快沿着排水板上的排水通道排走。关键是采用特制的热熔垫片固定排水板，该热熔垫片可以至少部分藏身于凸壳间的通道内，使得排水板可以尽可能地贴近隧道壁面，热熔垫片可以与板芯充分接触而更为紧密的连接，有利于减少排水板下坠隐患。与凸壳互相嵌套的热熔垫片和锚固件共同作用，可以对板芯起到强有力的支撑作用，而且是面支撑，而非点支撑，因而可以抵挡后期施作二次衬砌时较大的混凝土浇筑冲击力；适当控制各锚固件的锚固深度可以使由所有热熔垫片确定的支撑基面趋于平坦，从而促使被固定在隧道壁面的排水板趋于平坦，进而避免过大的二衬混凝土浇筑冲击力对排水板造成破坏，减少渗水隐患。用热熔垫片固定排水板，排水板没有打孔，完整性好，无薄弱环节，有效解决了排水板因穿孔固定而被破坏或者吊带固定引起的渗漏问题。

优选地，热熔垫片的高度不小于凸壳的高度，使得排水板可以被热熔垫片有效固定并对焊接于该处的排水板起到更好地支撑作用，从而更利于抵挡二衬混凝土浇筑冲击力。更优选地，热熔垫片的高度等于凸壳的高度，既能对焊接于该处的排水板起到更好地支撑作用，从而更利于抵挡二衬混凝土浇筑冲击力；又能避免热熔垫片使得排水板在该处过于突出，使得排水板密贴初期支护，更有效及时排水。

为确保热熔垫片朝向板芯的一面可以与板芯充分接触，通孔与凸壳间过渡配合或间隙配合，最好采用过渡配合，能够对排水板起到固定作用，在焊接前，通孔与凸壳件的过渡配合可以对排水板形成临时定位，便于施工。通孔的数量以4～6个为宜，其布置方式与凸壳的排列相适应。

为方便采用电磁焊焊接，热熔垫片中埋设有钢丝网，钢丝网靠近热熔垫片朝向板芯的一面。焊接时，通过电磁焊使钢丝网发热，从而使热熔垫片和板芯的部分材料热熔并相互渗透，重新凝固后热熔垫片和板芯很好地连接在一起。

为更好地抵抗来自二衬混凝土浇筑的冲击力，排水板采用具有硬度高、拉伸强度大、韧性好等优异性能的HDPE排水板。

由于排水板的板芯设凸壳，使得其两面都凹凸不平，如果直接在排水板上施作二次衬砌，存在二衬混凝土浇筑冲击力分布不均的问题。为此，本方案还包括铺设于排水板与二次衬砌之间的防水加强层，与排水板共同形成双重防水，可以有效填补前述漏洞，进一步避免二衬混凝土浇筑对排水板造成破坏，进一步减少渗水隐患。

防水加强层包括背衬有无纺布的土工膜，板芯朝向二次衬砌的一面与土工膜粘接，后浇的二次衬砌与无纺布结合，有利于增强排水板与二次衬砌之间的粘结。

优选地，土工膜为HDPE土工膜，具备HDPE的诸多优良性能，尤其是硬度、拉伸强度、韧性、耐寒性等，进一步提高整个防水结构应对二衬混凝土浇筑冲击力的能力，更进一步减少渗水隐患。

本方案与现有技术相比较有如下有益效果：

本方案采用特制的热熔垫片固定排水板，该热熔垫片可以至少部分藏身于凸壳间的通道内，使得排水板可以尽可能地贴近隧道壁面，热熔垫片可以与板芯充分接触而更为紧密的连接，有利于减少排水板下坠隐患。与凸壳互相嵌套的热熔垫片和锚固件共同作用，可以对板芯起到强有力的支撑作用，而且是面支撑，而非点支撑，因而可以抵挡后期施作二次衬砌时较大的二衬混凝土浇筑冲击力；适当控制各锚固件的锚固深度可以使由所有热熔垫片确定的支撑基面趋于平坦，从而促使被固定在隧道壁面的排水板趋于平坦，进而避免过大的二衬混凝土浇筑冲击力对排水板造成破坏，减少渗水隐患。用热熔垫片固定排水板，排水板没有打孔，完整性好，无薄弱环节，有效解决了排水板因穿孔固定而被破坏或者吊带固定引起的渗漏问题。

附图说明

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本方案的限制；为了更好说明本方案，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

图1是隧道防排一体化结构示意图。

图2是排水板的结构示意图。

图3是排水板通过热熔垫片固定连接的示意图。

图4是热熔垫片的俯视图。

附图标记说明：初期支护100，排水板200，板芯210，凸壳211，搭接边212，防水加强层300，土工膜310，无纺布311，二次衬砌400，热熔垫片510，沉孔511，通孔512，锚固件520。

具体实施方式

为了让本领域的技术人员更好地理解本方案，下面对本方案做进一步详细说明。

如图1所示，本实施例提出一种隧道防排一体化结构，至少包括依次铺设于隧道壁面的初期支护100、排水板200和二次衬砌400。

初期支护100是在开挖好的隧道洞壁表面喷射一层混凝土，凝固后形成的薄层刚性支撑结构。它既能容许围岩有一定的变形，又能限制围岩产生有害变形。待初期支护100与围岩变形基本稳定后再就地灌筑混凝土，凝固后形成二次衬砌400。这种由初期支护100与二次衬砌400组成的复合式衬砌可以满足初期支护100施作及时、刚度小易变性的要求，且与倒岩密贴，从而能保护围岩和加固围，促进岩的应力调整，充分发挥围岩的自承作用。二次衬砌400完成后，衬砌内表面光滑平整，可以防止外层风化，装饰内壁，增强安全感。

初期支护100与二次衬砌400之间设防水层，其材料选用排水板200。排水板200选用凸壳型排水板200，如图2所示，包括一面阵列布设有凸壳211的板芯210，板芯210设有凸壳211的一面朝向初期支护100。板芯210以高密度聚乙烯(HDPE)为主要原材料，采用特殊的挤出压延工艺生产形成一种膜壳连续、具有立体空间和一定支撑刚度的排水通道。膜、壳厚度为0.5～1.5mm，优选1.2mm；凸壳211的高度为0.5～2.5cm，优选2cm；板芯210长边边缘留有不设凸壳211的搭接边212，用于与相邻排水板200的搭接边212搭接，是所有排水板200连接为一体，搭接时可以采用热楔焊接(双缝焊)。搭接边212的宽度为25～35cm，优选30cm；排水板200长度视隧道弧长而定。

板芯210设有凸壳211的一面焊接有若干热熔垫片510，如图3～4所示，热熔垫片510上设有沉孔511和围绕沉孔511设置的若干通孔512；通孔512用于容纳凸壳211，即凸壳211插入通孔512中，沉孔511中穿设有锚固件520，锚固件520与初期支护100固定连接，或与初期支护100及隧道壁固定连接。因此，热熔垫片510可以至少部分藏身于凸壳211间的通道内，使得排水板200可以尽可能地贴近隧道壁面，热熔垫片510可以与板芯210充分接触而更为紧密的连接，有利于减少排水板200下坠隐患。与凸壳211互相嵌套的热熔垫片510和锚固件520共同作用，可以对板芯210起到强有力的支撑作用，而且是面支撑，而非点支撑，因而可以抵挡后期施作二次衬砌400时较大的二衬混凝土浇筑冲击力；适当控制各锚固件520的锚固深度可以使由所有热熔垫片510确定的支撑基面趋于平坦，从而促使被固定在隧道壁面的排水板200趋于平坦，进而避免过大的二衬混凝土浇筑冲击力对排水板200造成破坏，减少渗水隐患。用热熔垫510片固定排水板200，排水板200没有打孔，完整性好，无薄弱环节，有效解决了排水板200因穿孔固定而被破坏或者吊带固定引起的渗漏问题。

热熔垫片510的高度不小于凸壳211的高度，使得排水板200可以被热熔垫片510有效固定并对焊接于该处的排水板200起到更好地支撑作用，从而更利于抵挡二衬混凝土浇筑冲击力。最优选地，热熔垫片510的高度恰好等于凸壳211的高度，既能对焊接于该处的排水板200起到更好地支撑作用，从而更利于抵挡二衬混凝土浇筑冲击力；又能避免热熔垫片510使得排水板200在该处过于突出，使得排水板200密贴初期支护100，更有效及时排水。

通孔512可以被配置为圆柱孔，也可以被配置为形状与凸壳211相适配的锥孔；通孔512与凸壳211之间的配合宜采用过渡配合或间隙配合，以确保热熔垫片510朝向板芯210的一面可以与板芯210充分接触，最好采用过渡配合，能够对排水板200起到固定作用，在焊接前，通孔512与凸壳211件的过渡配合可以对排水板200形成临时定位，便于施工。通孔512的数量以4～6个为宜，其布置方式与凸壳211的排列相适应。

热熔垫片510中埋设有钢丝网，钢丝网靠近热熔垫片510朝向板芯210的一面。焊接时，通过电磁焊使钢丝网发热，从而使热熔垫片510和板芯210的部分材料热熔并相互渗透，重新凝固后热熔垫片510和板芯210很好地连接在一起。

锚固件520可以选用长钢钉。施工时，先将长钢钉穿设到沉孔511中，使热熔垫片510套在长钢钉的钉头上，然后将长钢钉的另一端打入初期支护100(或初期支护100与隧道壁)中，使热熔垫片510得到固定，再使排水板200板芯210贴近热熔垫片510表面、凸壳211插入热熔垫片510的通孔512，最后用电磁焊将板芯210与热熔垫片510焊合，这种焊接方式不会在板芯210上留下孔洞，可以保持板芯210的防水作用。

如图1所示，上述隧道防排一体化结构还包括铺设于排水板200与二次衬砌400之间的防水加强层300，与排水板200共同形成双重防水。由于排水板200的板芯210设凸壳211，使得其两面都凹凸不平，如果直接在排水板200上施作二次衬砌400，存在二衬混凝土浇筑冲击力分布不均的问题，增设防水加强层300可以有效填补该漏洞，进一步避免二衬混凝土浇筑对排水板200造成的破坏，进一步减少渗水隐患。

防水加强层300包括背衬有无纺布311(优选150g/m²)的土工膜310，板芯210朝向二次衬砌400的一面与土工膜310粘接，后浇的二次衬砌400与无纺布311结合，有利于增强排水板200与二次衬砌400之间的粘结。土工膜310以高密度聚乙烯(HDPE)为原材料，制作成0.5mm厚的膜层，具备HDPE的诸多优良性能，尤其是硬度、拉伸强度、韧性、耐寒性等，进一步提高整个防水结构应对二衬混凝土浇筑冲击力的能力，更进一步减少渗水隐患。

显然，本方案的上述实施例仅仅是为清楚地说明本方案所作的举例，而并非是对本方案的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本方案的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本方案权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种隧道防排一体化结构，至少包括依次铺设于隧道壁面的初期支护、排水板和二次衬砌，所述排水板包括一面阵列布设有凸壳的板芯，其特征在于，所述板芯设有凸壳的一面焊接有若干热熔垫片，所述热熔垫片上设有沉孔和围绕所述沉孔设置的若干通孔，所述通孔用于容纳所述凸壳，所述沉孔中穿设有锚固件，所述锚固件与所述初期支护或初期支护及隧道壁固定连接。

2.根据权利要求1所述的隧道防排一体化结构，其特征在于，所述热熔垫片的高度不小于凸壳的高度。

3.根据权利要求2所述的隧道防排一体化结构，其特征在于，所述热熔垫片的高度等于凸壳的高度。

4.根据权利要求1所述的隧道防排一体化结构，其特征在于，所述通孔与凸壳间过渡配合或间隙配合。

5.根据权利要求1所述的隧道防排一体化结构，其特征在于，所述热熔垫片中埋设有钢丝网或铁片，所述钢丝网或铁片靠近所述热熔垫片朝向板芯的一面。

6.根据权利要求1所述的隧道防排一体化结构，其特征在于，所述排水板为HDPE排水板。

7.根据权利要求1～6任一项所述的隧道防排一体化结构，其特征在于，还包括铺设于所述排水板与二次衬砌之间的防水加强层。

8.根据权利要求7所述的隧道防排一体化结构，其特征在于，所述防水加强层包括背衬有无纺布的土工膜，所述板芯朝向二次衬砌的一面与所述土工膜粘接。

9.根据权利要求8所述的隧道防排一体化结构，其特征在于，所述土工膜为HDPE土工膜。

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