CN111827354B - 湖底隧道防水结构及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种湖底隧道防水结构及施工方法，其中中空预制钢筋混凝土侧墙设置在模筑混凝土隧道层的两侧，防冲刷层设置在中空预制钢结构顶板防护层上方，中空预制钢结构顶板防护层设置在模筑混凝土隧道层上方，模筑混凝土隧道层上表面采用水泥基渗透结晶罩面，与中空预制钢结构顶板防护层之间设有单组份湿固化聚氨酯防水涂料和自粘高分子防水卷材，混凝土垫层设置在模筑混凝土隧道层下方，两者之间设有自粘式聚合物改性沥青防水卷材，抗拔桩设置在混凝土垫层下方。
Description
技术领域
本发明涉及隧道防水领域，特别涉及一种湖底隧道防水结构及施工方法。
背景技术
水底隧道是修建于江、河、湖、海、洋下的供汽车和火车运输行驶的通道。它为铁路、城市道路、公路、地下铁道以及各种市政公用或专用管线提供穿越水域的通道，有的水底道路隧道还设有自行车道和人行通道。其特点是不受气候影响，不影响通航，引道占地少，战时不暴露交通设施目标。
水底隧道的主要部分处于河、海床下的岩土层中，其常年在地下水位以下，承受着自水面开始至隧道埋深的全水头压力，因此水底隧道自施工到运营均有防水问题。传统的防水主要措施有采用防水混凝土、壁后回填、围岩注浆、双层衬砌等。但是这些方法存在一些缺陷，不是施工步骤繁琐，就是防水效果欠佳且在高水压下这些防水结构容易遭到侵蚀和破坏，难以达到长久有效的防水效果。
因此，目前亟需寻求一种施工方便，防水抗渗效果好且结构稳固使用寿命长的湖底隧道防水结构及施工方法显得十分重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种施工方便，防水抗渗效果好且结构稳固使用寿命长的湖底隧道防水结构及施工方法。
为实现以上目的，本技术方案提供一种湖底隧道防水结构的施工方法，包括以下步骤：
1)通过测量放线，先钻孔施工抗拔桩，再进行基坑开挖，在基坑两侧设置排水边沟；
2)将预制的中空预制钢筋混凝土侧墙和橡胶挤压防水塞运送至现场拼装，中空预制钢筋混凝土侧墙单元内侧的中空层边侧设有水泥基渗透结晶罩面，外侧的钢筋混凝土层的边侧涂刷单组份湿固化聚氨酯防水涂料，而后铺贴自粘高分子防水卷材，在同一侧的钢筋混凝土层底部预埋止水钢板，顶端设置缺角，并在缺角处预埋地脚螺栓，在基坑相应位置吊放安装固定中空预制钢筋混凝土侧墙单元，在中空预制钢筋混凝土侧墙单元之间设置橡胶挤压防水塞，外侧利用螺钉固定成品变形缝配件；
3)将中空预制钢筋混凝土侧墙底部的止水钢板进行搭接，及时浇筑混凝土垫层形成一体，待隧道混凝土垫层施工完毕、养护结束后，进行防水卷材施工；
4)底板防水施工完成后进行模筑混凝土隧道层的施工，模筑混凝土隧道层顶板外侧采用水泥基渗透结晶罩面，并在其上涂刷单组份湿固化聚氨酯防水涂料，而后铺贴自粘高分子防水卷材；将预制的中空预制钢结构顶板防护层运送至现场拼装，先对中空预制钢结构顶板防护层单元进行防腐防锈处理，通过地脚螺栓固定在中空预制钢筋混凝土侧墙上，中空预制钢结构顶板防护层单元之间以及中空预制钢筋混凝土侧墙和中空预制钢结构顶板防护层连接处采用防水密封胶进行嵌缝处理；
5)在中空预制钢筋混凝土侧墙和中空预制钢结构顶板防护层上方回填级配碎石当做防冲刷层，最后采用水泥土对隧道基坑进行分层对称回填、压实。
根据本发明的另一方面，本技术方案提供一种湖底隧道防水结构，其特征在于，根据以上任一所述的湖底隧道防水结构的施工方法施工得到。
相较现有技术，本技术方案具有以下的特点和有益效果：
本发明采用中空预制钢筋混凝土侧墙，不但安装方便，且可当做模筑混凝土隧道层侧墙外侧的模板，减少模板使用量和施工间隔时间，从而减少了施工工期和成本。
本发明中的中空预制钢筋混凝土侧墙设置的止水钢板、橡胶挤压防水塞和成品变形缝配件形成的密封防水构造，不但对中空预制钢筋混凝土侧墙单元之间起到一定的对拉挤压效果，而且能提高中空预制钢筋混凝土侧墙整体防水抗渗功能。
本发明采用中空预制钢结构顶板防护层，结构稳固简单，安装方便，减少水泥用量，经济环保且能高效快速施工。
本发明利用水泥基渗透结晶罩面、单组份湿固化聚氨酯及压敏反应型自粘高分子防水卷材形成涂卷复合防水体系，充分发挥各种防水材料特性和作用，形成封闭性强、整体性好、刚柔并济的涂卷复合外防水体系，提高了隧道整体的防水抗渗能力。
附图说明
图1是湖底隧道防水结构的示意图；
图2是中空预制钢筋混凝土侧墙的断面示意图；
图3是防橡胶挤压防水塞的示意图；
图4是图3的右视图；
图5是中空预制钢筋混凝土侧墙单元的连接示意图；
图6是图5中A-A的剖视图；
图7是中空预制钢结构顶板防护层的示意图；
图8是隧道底板防水结构的示意图；
图9是隧道顶板防水结构的示意图。
其中：1——防冲刷层；2——中空预制钢筋混凝土侧墙；3——模筑混凝土隧道层；4——水泥基渗透结晶罩面；5——单组份湿固化聚氨酯防水涂料；6——自粘高分子防水卷材；7——中空预制钢结构顶板防护层；8——抗拔桩；9——混凝土垫层；10——自粘式聚合物改性沥青防水卷材；11——缺角；12——地脚螺栓；13——中空层；14——钢筋混凝土层；15——止水钢板；16——成品变形缝配件；17——橡胶挤压防水塞；18——螺钉；19——橡胶垫；20——橡胶塞；21——安装脚；22——螺栓孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
所述的湖底隧道防水结构，包括防冲刷层1、中空预制钢筋混凝土侧墙2、模筑混凝土隧道层3、水泥基渗透结晶罩面4、单组份湿固化聚氨酯防水涂料5、自粘高分子防水卷材6、中空预制钢结构顶板防护层7、抗拔桩8、混凝土垫层9和自粘式聚合物改性沥青防水卷材10。
所述中空预制钢筋混凝土侧墙2设置在模筑混凝土隧道层3的两侧，所述中空预制钢结构顶板防护层7设置在模筑混凝土隧道层3上方，所述防冲刷层1设置在中空预制钢结构顶板防护层7上方，所述混凝土垫层9设置在模筑混凝土隧道层3下方，所述抗拔桩8设置在混凝土垫层9下方，共同包围模筑混凝土隧道层3。
具体的，所述模筑混凝土隧道层3上表面设有水泥基渗透结晶罩面4，水泥基渗透结晶罩面4与中空预制钢结构顶板防护层7之间依次设有单组份湿固化聚氨酯防水涂料5和自粘高分子防水卷材6，混凝土垫层9和模筑混凝土隧道层3两者之间设有自粘式聚合物改性沥青防水卷材10。
具体的，所述的中空预制钢筋混凝土侧墙2包括中空预制钢筋混凝土侧墙单元、成品变形缝配件16、橡胶挤压防水塞17和螺钉18，所述中空预制钢筋混凝土侧墙单元之间设置橡胶挤压防水塞17，橡胶挤压防水塞17的外侧利用螺钉18固定成品变形缝配件16形成密封防水构造。
所述的中空预制钢筋混凝土侧墙单元包括水泥基渗透结晶罩面4、单组份湿固化聚氨酯防水涂料5、自粘高分子防水卷材6、缺角11、地脚螺栓12、中空层13、钢筋混凝土层14和止水钢板15。钢筋混凝土层14内形成中空层13，中空层13位于中空预制钢筋混凝土侧墙单元的内侧，在中空层13的边侧设有水泥基渗透结晶罩面4，钢筋混凝土层14靠近模筑混凝土隧道层3一侧的设有单组份湿固化聚氨酯防水涂料5和自粘高分子防水卷材6，钢筋混凝土层14靠近模筑混凝土隧道层3一侧的底部设置止水钢板15，顶端设置缺角11，并在缺角11处设置地脚螺栓12。具体的，止水钢板15位于隧道混凝土垫层(9)和空预制钢筋混凝土侧墙(2)底部接触处。
所述的橡胶挤压防水塞17由橡胶垫19和橡胶塞20组成，橡胶塞20对称位于橡胶垫19两侧，橡胶垫19跟中空预制钢筋混凝土侧墙2截面尺寸一样，橡胶塞20和中空层13截面尺寸一样。
所述的中空预制钢结构顶板防护层7由多个中空预制钢结构顶板防护层单元拼装而成，中空预制钢结构顶板防护层单元的两端设置安装脚21，安装脚21上设有跟地脚螺栓12相匹配的螺栓孔22，通过地脚螺栓12将安装脚21固定在缺角11上，以实现中空预制钢结构顶板防护层7和中空预制钢筋混凝土侧墙2的连接。中空预制钢结构顶板防护层单元之间以及中空预制钢筋混凝土侧墙2和中空预制钢结构顶板防护层7连接处采用防水密封胶进行嵌缝处理。
湖底隧道防水结构的施工方法，包括以下步骤：
1)根据工程需要，可采用围堰明挖法进行施工，通过测量放线，先钻孔施工抗拔桩8，再进行基坑开挖，基坑开挖遵循竖向分层、水平分段、随挖随浇原则，在基坑两侧设置排水边沟，确保基底稳定、干燥，基坑开挖完毕并对边坡进行防护后，人工配合机械对基底进行测量、整平、压实。
2)如图2、图3、图4、图5、图6所示，根据工程设计要求，将在预制厂制作好中空预制钢筋混凝土侧墙2和橡胶挤压防水塞17运送至现场拼装。中空预制钢筋混凝土侧墙单元内侧的中空层13边侧设有水泥基渗透结晶罩面4，外侧的钢筋混凝土层14的边侧涂刷1.5mm厚单组份湿固化聚氨酯防水涂料5，而后铺贴1.5mm厚压敏反应型自粘高分子防水卷材6，在同一侧的钢筋混凝土层14底部预埋止水钢板15，顶端设置缺角11，并在缺角11处预埋地脚螺栓12，在基坑相应位置吊放安装固定中空预制钢筋混凝土侧墙单元，在中空预制钢筋混凝土侧墙单元之间设置橡胶挤压防水塞17，外侧利用螺钉18固定成品变形缝配件16以形成中空预制钢筋混凝土侧墙2的密封防水构造。
3)如图8所示，将中空预制钢筋混凝土侧墙2底部的止水钢板15进行搭接焊接，及时浇筑混凝土垫层9形成一体，待隧道混凝土垫层9施工完毕、养护结束后，进行防水卷材施工。隧道混凝土垫层9上的底板采用一道4mm厚单层自粘式聚合物改性沥青防水卷材10，卷材施工时气温应在5℃以上，不宜在特别潮湿且不通风的环境中施工。
4)如图9所示，底板防水施工完成后进行模筑混凝土隧道层3的施工。隧道主体结构采用C40抗渗等级P10商品混凝土，先浇筑底板，再浇筑侧、顶板。模筑混凝土隧道层3顶板外侧采用水泥基渗透结晶罩面4，并在其上涂刷1.5mm厚单组份湿固化聚氨酯防水涂料5，而后铺贴1.5mm厚压敏反应型自粘高分子防水卷材6。
将在预制厂制作好的中空预制钢结构顶板防护层7运送至现场拼装，先对中空预制钢结构顶板防护层单元进行防腐防锈处理，通过地脚螺栓12固定在中空预制钢筋混凝土侧墙2上，中空预制钢结构顶板防护层单元之间以及中空预制钢筋混凝土侧墙2和中空预制钢结构顶板防护层7连接处采用防水密封胶进行嵌缝处理。
5)如图1所示，在中空预制钢筋混凝土侧墙2和中空预制钢结构顶板防护层7上方回填级配碎石当做防冲刷层1，最后采用水泥土对隧道基坑进行分层对称回填、压实。最终完成湖底隧道防水结构的施工。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种湖底隧道防水结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）通过测量放线，先钻孔施工抗拔桩（8），再进行基坑开挖，在基坑两侧设置排水边沟；
2）将预制的中空预制钢筋混凝土侧墙（2）和橡胶挤压防水塞（17）运送至现场拼装，中空预制钢筋混凝土侧墙（2）的中空预制钢筋混凝土侧墙单元内侧的中空层（13）边侧设有水泥基渗透结晶罩面（4），外侧的钢筋混凝土层（14）的边侧涂刷单组份湿固化聚氨酯防水涂料（5），而后铺贴自粘高分子防水卷材（6），在同一侧的钢筋混凝土层（14）底部预埋止水钢板（15），同一侧的钢筋混凝土层（14）的顶端设置缺角（11），并在缺角（11）处预埋地脚螺栓（12），在基坑相应位置吊放安装固定中空预制钢筋混凝土侧墙单元，在中空预制钢筋混凝土侧墙单元之间设置橡胶挤压防水塞（17），外侧利用螺钉（18）固定成品变形缝配件（16）；
3）将中空预制钢筋混凝土侧墙（2）底部的止水钢板（15）进行搭接，及时浇筑混凝土垫层（9）形成一体，待隧道混凝土垫层（9）施工完毕、养护结束后，进行防水卷材施工；
4）底板防水施工完成后进行模筑混凝土隧道层（3）的施工，模筑混凝土隧道层（3）顶板外侧采用水泥基渗透结晶罩面（4），并在其上涂刷单组份湿固化聚氨酯防水涂料（5），而后铺贴自粘高分子防水卷材（6）；将预制的中空预制钢结构顶板防护层（7）运送至现场拼装，先对中空预制钢结构顶板防护层（7）的中空预制钢结构顶板防护层单元进行防腐防锈处理，通过地脚螺栓（12）固定在中空预制钢筋混凝土侧墙（2）上，中空预制钢结构顶板防护层单元之间以及中空预制钢筋混凝土侧墙（2）和中空预制钢结构顶板防护层（7）连接处采用防水密封胶进行嵌缝处理；
5）在中空预制钢筋混凝土侧墙（2）和中空预制钢结构顶板防护层（7）上方回填级配碎石当做防冲刷层（1），最后采用水泥土对隧道基坑进行分层对称回填、压实。
2.根据权利要求1所述的湖底隧道防水结构的施工方法，其特征在于，在步骤3）中，隧道混凝土垫层（9）上的底板采用单层自粘式聚合物改性沥青防水卷材（10）。
3.根据权利要求1所述的湖底隧道防水结构的施工方法，其特征在于，止水钢板（15）位于隧道混凝土垫层（9）和中空预制钢筋混凝土侧墙（2）底部接触处。
4.根据权利要求1所述的湖底隧道防水结构的施工方法，其特征在于，中空预制钢结构顶板防护层（7）由多个中空预制钢结构顶板防护层单元拼装而成，中空预制钢结构顶板防护层单元的两端设置安装脚（21），安装脚（21）上设有跟地脚螺栓（12）相匹配的螺栓孔（22）。
5.根据权利要求1所述的湖底隧道防水结构的施工方法，其特征在于，中空预制钢筋混凝土侧墙（2）包括中空预制钢筋混凝土侧墙单元、成品变形缝配件（16）、橡胶挤压防水塞（17）和螺钉（18），所述中空预制钢筋混凝土侧墙单元之间设置橡胶挤压防水塞（17），橡胶挤压防水塞（17）的外侧利用螺钉（18）固定成品变形缝配件（16）形成密封防水构造。
6.根据权利要求1所述的湖底隧道防水结构的施工方法，其特征在于，中空预制钢筋混凝土侧墙单元包括水泥基渗透结晶罩面（4）、单组份湿固化聚氨酯防水涂料（5）、自粘高分子防水卷材（6）、缺角（11）、地脚螺栓（12）、中空层（13）、钢筋混凝土层（14）和止水钢板（15），钢筋混凝土层（14）内形成中空层（13），中空层（13）位于中空预制钢筋混凝土侧墙单元的内侧。
7.根据权利要求1所述的湖底隧道防水结构的施工方法，其特征在于，橡胶挤压防水塞（17）由橡胶垫（19）和橡胶塞（20）组成，橡胶塞（20）对称位于橡胶垫（19）两侧，橡胶垫（19）跟中空预制钢筋混凝土侧墙（2）截面尺寸一样，橡胶塞（20）和中空层（13）截面尺寸一样。
8.一种湖底隧道防水结构，其特征在于，根据权利要求1到7任一所述的湖底隧道防水结构的施工方法施工得到。
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2020
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