垫片安装组件、隧道防水层安装系统和隧道支护系统的制作方法

1.本发明涉及隧道施工技术领域，具体是涉及一种垫片安装组件、隧道防水层安装系统和隧道支护系统。


背景技术：

2.在隧道工程施工中防水层的设置及作用是至关重要的，目前防水层的设置方式普遍采取在隧道的拱部处及边墙部位处中的初期支护与二次衬砌之间铺设防水板加无纺布(土工布)形成的防水结构进行防水。具体的施工顺序为：在进行无纺布的施工时，一般采用暗钉圈将无纺布固定在初支喷砼表面，无纺布上设置有多个固定点，每个固定上的暗钉圈呈梅花形排列，隧道拱部处的固定点之间的间距为0.5～0.8m，边墙处的固定点之间的间距为0.8～1.0m,多个固定点左右上下成行固定。安装好后的无纺布与喷砼表面密贴，铺设用平顺、无隆起、无褶皱，无纺布沿隧道纵向的搭接宽度不小于50mm。完成无纺布的施工后进行防水板的施工，防水板应在初期支护基本稳定并验收合格后进行铺设。在拱墙范围设置防水板时，防水板应铺设至矮边墙处；防水板与无纺布分开，防水板焊接在固定在无纺布上的专用热熔衬垫上，焊接时需牢固可靠，避免浇注和振捣混凝土时防水板脱落。防水板固定应注意合理地确定其松弛程度，并留出一定的富裕量，不得拉得过紧或出现大的鼓包，铺设好的防水板应与基面凹凸起伏一致，保持自然、平整、伏贴，以免影响二衬灌注混凝土的尺寸或使防水板脱离圆垫片。
3.由此可见，现阶段防水层施工工序中需要保证防水板在专用热熔衬垫上的焊接效果，以保证防水板与无纺布之间的一致，因此热熔垫片上无纺布上的安装及固定效果也至关重要，必须确保其的绝对牢固。现目前普遍采用的热熔垫片安装方法即为射钉安装法，该方法主要是通过射钉枪这种特种设备将射钉高速、大力射进隧道初支喷射混凝土中，其中射钉穿过热熔垫片，从而实现将热熔垫片固定在隧道初支喷射混凝土上。
4.在现场施工中，受隧道初支喷射混凝土表面不平整、射钉枪操作不当等多种原因，导致防水板在隧道后期施工过程中出现不牢固脱落以及射钉从混凝土上松动脱落的情况，因此现施工现场更需要解决的是如何牢固的将焊接垫圈固定在初支混凝土表面，以此才能确保后期整体的防水层铺设施工以及衬砌施工的整体质量安全问题。同时还需要强调一点，射钉枪本身就属于特种工具，多采用射钉枪专用子弹，施工操作具有极高的安全风险。
5.近年来内业出现了不少新的防水板固定新工艺，其中包括采用复合型新材料的垫片代替传统热熔垫片，或者热熔焊接替换成超声波焊接机、电磁焊机等方式，但是上述改进方式均是改变防水板与垫片之间的固定方式，而并非改变垫片本身与隧道初支喷射混凝土的固定形式，无法解决设定从混凝土上松动脱落，进而导致防水板安装不牢固的问题。


技术实现要素：

6.本发明的第一目的是提供一种提高垫片安装牢固性的垫片安装组件。
7.本发明的第二目的是提供一种包括上述垫片安装组件的隧道防水层安装系统。
8.本发明的第三目的是提供一种包括上述隧道防水板安装系统的隧道支护系统。
9.为了实现上述的第一目的，本发明提供的垫片安装组件包括柔性网和多个连接件，柔性网上形成有多个交汇连接节，一个交汇连接节上对应连接一个连接件，一个连接件用于对应连接一个垫片。
10.由上述方案可见，根据铺挂节点尺寸的技术要求设置柔性网上的多个交汇连接节，将柔性网安装在隧道的初支支护上，每一个交汇连接节上连接有连接件，在柔性网上复喷一层混凝土，连接件基于复喷混凝土层外露的一端与垫片连接，通过喷射混凝土将柔性网与连接件固定后，即形成一种预埋在初期支护中的防水板铺挂点，解决现有热熔垫片与初期支护连接固定不牢固的问题，从而避免垫片松动或脱落的情况，进而避免防水板安装不牢固的情况的同时，复喷混凝土层还起到增加初期支护混凝土受力结构的作用。
11.进一步的方案是，连接件为螺杆，螺杆的轴向第一端与交汇连接节连接，螺杆的轴向第二端与垫片螺纹连接。
12.可见，通过螺杆与垫片进行螺纹连接，在保证螺杆与垫片之间连接的稳固性的同时，实现螺杆与垫片之间的快速连接，有效提高工作效率。
13.进一步的方案是，垫片朝向螺杆的侧壁上设置有环形侧板和连接柱，环形侧板沿垫片的周向设置，连接柱位于环形侧板内，连接柱上设置有凹槽，凹槽内设置有螺纹，螺纹与螺杆配合连接。
14.可见，连接柱设置在环形侧板内，将用于与螺杆连接的连接柱进行隐藏，并且连接柱设置在垫片的中心处，保证垫片安装的平衡和稳固性。
15.进一步的方案是，垫片安装组件包括多个固定扣件，一个固定扣件分别与一个交汇连接节、一个连接件连接。
16.可见，固定扣件用于将连接件更加稳固地安装在交汇连接节上，避免连接件相对交汇连接节之间发生位置偏移，导致垫片位置安装不正确的情况。
17.进一步的方案是，固定扣件包括第一扣板和第二扣板，交汇连接节夹在第一扣板与第二扣板之间，第一扣板与第二扣板连接。
18.可见，由于固定扣件与连接件连接，第一扣板与第二扣板连接时将交汇连接节夹紧，避免固定扣件相对交汇连接节发生偏移的情况，使得垫片能够严格按照防水板挂点要求进行分布。
19.进一步的方案是，交汇连接节上呈辐射状地设置有至少四根连接条，第一扣板上设置有至少四个连接块，一个连接块对应设置在每两个相邻的两根连接条之间，至少四个连接块分别与第二扣板连接；和/或第一扣板上设置有通孔，通孔与交汇连接节相对设置。
20.可见，由于在柔性网上，每个交汇连接节对应有至少两条线交汇形成，因此基于交汇连接节，至少四根连接条从交汇连接节呈辐射状延伸，第一扣板与第二扣板分别位于交汇连接节的正反两面，第一扣板的至少四个连接块中每个连接块分别位于每两条相邻的连接条之间，每个连接块均与第二扣板连接，通过每个连接块的限位作用，进一步保证连接件与交汇连接节之间的连接稳固性，避免连接件相对交汇连接节发生偏移；并且通孔与交汇连接节相对设置，使得连接件的一端贯穿通孔后与交汇连接节焊接，通孔的设置可与连接件的安装进行导向以及限位。
21.进一步的方案是，第一扣板上设置有两个第一连接块和两个第二连接块，两个第
一连接块相对设置，两个第二连接块相对设置，一个第二连接块设置在两个第一连接块之间，第一连接块与第二连接块分别呈类扇形，第二连接块的面积大于第一连接块的面积。
22.可见，第二连接块的面积大于第一连接块，在第一连接块与第三连接块连接时，避免彼此之间造成干扰，提高安装效率。
23.为实现上述的第二目的，本发明提供的隧道防水层安装系统包括如上述的垫片安装组件、土工布和防水板，连接件贯穿土工布，土工布位于柔性网与垫片之间，防水板设置在垫片背离土工布的侧壁上。
24.可见，在初支上安装柔性网与连接件，通过复喷混凝土层将柔性网与连接件进行固定，连接件基于复喷混凝土层外露的一端贯穿土工布，将垫片设置在土工布上，垫片与连接件连接，使得土工布在柔性网与垫片之间，然后将防水板设置在垫片上，完成防水板的安装，通过该种安装方式解决现有热熔垫片与初期支护连接固定不牢固的问题，从而避免垫片松动或脱落的情况，进而避免防水板安装不牢固的情况的同时，复喷混凝土层还起到增加初期支护混凝土受力结构的作用。
25.为实现上述的第三目的，本发明提供的隧道支护系统包括初支系统、如上述的隧道防水层安装系统、复喷混凝土层和二次衬砌系统，柔性网设置在初支系统上，复喷混凝土层位于柔性网与土工布之间，二次衬砌系统位于防水板背离垫片的侧壁上。
26.可见，根据铺挂节点尺寸的技术要求设置柔性网上的多个交汇连接节，将柔性网安装在隧道的初支支护上，每一个交汇连接节上连接有连接件，在柔性网上复喷一层混凝土，连接件基于复喷混凝土层外露的一端与垫片连接，通过喷射混凝土将柔性网与连接件固定后，即形成一种预埋在初期支护中的防水板铺挂点，解决现有热熔垫片与初期支护连接固定不牢固的问题，从而避免垫片松动或脱落的情况，进而避免防水板安装不牢固的情况的同时，复喷混凝土层还起到增加初期支护混凝土受力结构的作用；完成防水板的安装后，继续进行隧道二次衬砌的施工。
27.进一步的方案是，复喷混凝土层的厚度不大于4cm。
28.可见，在该范围内的复喷混凝土层避免过厚导致连接件被完全覆盖或包裹。
附图说明
29.图1是本发明垫片安装组件实施例的主视图。
30.图2是本发明垫片安装组件实施例中一个交汇连接节上的部件结构示意图。
31.图3是本发明垫片安装组件实施例中一个交汇连接节与第一扣板的相对位置示意图。
32.图4是本发明垫片安装组件实施例中第一扣板中的两个第二连接块与第二扣板连接示意图。
33.图5是本发明垫片安装组件实施例中第一扣板中的两个第一连接块与第二扣板连接示意图。
34.图6是本发明隧道防水层安装系统实施例中垫片安装的示意图。
35.图7是本发明隧道防水层安装系统实施例中混凝土复喷的示意图。
36.图8是本发明隧道防水层安装系统实施例中土工布安装的示意图。
37.图9是本发明隧道防水层安装系统实施例中垫片安装的示意图。
38.图10是本发明隧道防水层安装系统实施例中防水板安装的示意图。
39.以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
40.本发明的垫片安装组件应用于隧道内防水层的安装工艺上，通过将柔性网安装在初期支护上，在柔性网上的每个交汇连接节处连接连接件，然后在复喷一层混凝土，连接件的一端依次贯穿复喷混凝土层和土工布后与垫片连接，最后在垫片上设置防水板，通过该种方式通过复喷混凝土对柔性网以及连接件进行掩埋固定，在解决现有热熔垫片与初期支护连接固定不牢固的问题的同时，还起到增加初期支护混凝土受力结构的作用。
41.参见图1，垫片安装组件1包括柔性网2、多个固定扣件3以及多个连接件4，柔性网2上形成有多个交汇连接节21，一个交汇连接节21上对应固定有一个固定扣件3，一个固定扣件3上对应连接有一个连接件4，一个连接件4对应用于连接一个热熔垫片。
42.在本实施例中，柔性网2为菱形铁丝网，根据防水板铺挂节点尺寸的技术要求设置菱形铁丝网的节点，在本实施例中，沿隧道的环向，每两个相邻的交汇连接节21之间的间距为30mm～8cm；沿隧道的纵向，每两个相邻的交汇连接节21之间的间距为30mm～8cm。
43.一个交汇连接节21上设置有一个固定扣件3，固定扣件3用于作为柔性网2与连接件4之间的连接中间件，提高交汇连接节21与连接件4之间的连接稳固性。参见图2和图4，固定扣件3包括第一扣板31和第二扣板32，交汇连接节21夹在第一扣板31与第二扣板32之间，第一扣板31与第二扣板32连接，第一扣板31与第二扣板32的连接方式可为焊接。由于固定扣件3与连接件4连接，第一扣板31与第二扣板32连接时将交汇连接节21夹紧，避免固定扣件3相对交汇连接节21发生偏移的情况，使得垫片能够严格按照防水板挂点要求进行分布。
44.为了进一步提高固定扣件3对交汇连接节21固定的稳固性，固定扣件3的设置结构与交汇连接节21的结构进行适配。参见图2和图3，通过两根铁丝弯曲交叉连接，使得一个交汇连接节21上呈辐射状地设置有四根铁丝连接条22。第一扣板31上设置有四个连接块33，一个连接块33对应设置在每两个相邻的两根铁丝连接条22之间，四个连接块33分别与第二扣板32连接。在本实施例中，四个连接块33分别包括两个第一连接块331和两个第二连接块332，两个第一连接块331相对设置，两个第二连接块332相对设置，使得一个第二连接块332设置在两个第一连接块331之间。在本实施例中，第一扣板31上对应位于第一连接块331与第二连接块332之间的连接处呈弧形，该弧形连接处配合铁丝形状，使得第一扣板31与柔性网2之间连接紧密。
45.第一连接块331和第二连接块332分别呈类扇形，第一连接块331与第二连接块332靠近铁丝的侧壁分别与铁丝的延伸方向平行，而第一连接块331和第二连接块332上分别沿远离交汇连接节21的方向凸起设置有弧形边，使得第一连接块331和第二连接块332的面积增加，从而增加第一扣板31与第二扣板32可实现连接的面积。第一扣板31与第二扣板32完成连接后，通过每个连接块33的限位作用，进一步保证连接件4与交汇连接节21之间的连接稳固性，避免连接件4相对交汇连接节21发生偏移，更好地实现第一扣板31与第二扣板32之间焊接的效果。在本实施例中，第二连接块332的面积大于第一连接块331的面积，避免在焊接过程中对彼此之间造成干扰，提高安装效率。
46.第二扣板32呈矩形，第二扣板32上分别对应四个铁丝连接条22的四个角为直倒
角。在进行第一扣板31与第二扣板32的连接时，参见图4，先将两个第二连接块332折叠，并且焊接在第二扣板32背离交汇连接节21的侧壁上后；参见图5，再将两个第一连接块331折叠，并且焊接在第二扣板32背离交汇连接节21的侧壁上。
47.第一扣板31设置有通孔34，该通孔34对应交汇连接节21处两根铁丝弯曲交叉连接点，在固定扣件3连接连接件4时，连接件4的一端贯穿通孔34，并且分别与两根铁丝连接，保证连接件4在固定扣件3上的安装稳固性。
48.在本实施例中，连接件4为螺杆4，螺杆4的轴向第一端与固定扣件3连接，螺杆4的轴向第二端与垫片连接。参见图8，垫片5朝向螺杆4侧壁上设置有环形侧板51和连接柱52，环形侧板51沿垫片5的周向设置，连接柱52位于环形侧板51内，连接柱52上设置有凹槽521，凹槽521内设置有螺纹，螺纹与螺杆4配合连接。通过螺杆4与垫片5进行螺纹连接，在保证螺杆4与垫片5之间连接的稳固性的同时，实现螺杆4与垫片5之间的快速连接，有效提供工作效率；连接柱52设置在环形侧板51内，将用于与螺杆4连接的连接柱52进行隐藏，并且连接柱52设置在垫片5的中心处，保证垫片安装的平衡和稳固性。
49.本发明的隧道防水层安装系统包括上述的垫片安装组件1、土工布63和防水板64，连接件4贯穿土工布63，土工布63位于柔性网2与垫片5之间，防水板64设置在垫片5背离土工布63的侧壁上。
50.本发明的隧道支护系统包括初支系统、如上述的隧道防水层安装系统、复喷混凝土层62和二次衬砌系统，柔性网2设置在初支系统上，复喷混凝土层62位于柔性网2与土工布63之间，二次衬砌系统位于防水板64背离垫片的侧壁上。
51.参见图6，本发明的隧道支护系统施工方法先进行隧道的初期支护工作，隧道的初期支护的施工顺序为：在隧道围岩6上初喷混凝土后设置初支钢拱架61。防水层安装系统的施工在初支钢拱架上进行。
52.隧道防水层安装系统施工方法包括依次进行垫片安装组件安装步骤、混凝土复喷步骤、土工布安装步骤、垫片安装步骤以及防水板安装步骤：
53.垫片安装组件安装步骤具体为：
54.参见图6，将垫片安装组件1中的柔性网2铺挂安装在隧道初期支护上，柔性网2与初期支护的钢拱架61、连接筋等接触点采用点焊进行焊接，使得柔性网2牢固地呈环向铺挂在初期支护上。
55.由于柔性网2上形成有多个交汇连接节21，每个交汇连接节21分别连接有一个固定扣件3，每个固定扣件3上连接一个所述螺杆4，此时用于连接垫片5的螺杆4的轴向第二端上包裹有保护膜41，保护膜41对连接件3连接垫片的一端进行保护，避免混凝土粘附在连接件3连接垫片的一端上，完成混凝土的复喷后，再将保护膜41拆除，以便进行连接件3与垫片之间的连接。
56.混凝土复喷步骤具体为：
57.参见图7，在柔性网2上喷射混凝土，形成一层复喷混凝土层62，复喷混凝土层全覆盖柔性网2、固定扣件3以及螺杆4的轴向第一端，螺杆4的轴向第二端贯穿复喷混凝土层62，使螺杆4的轴向第二端基于复喷混凝土层62突出。
58.其中复喷混凝土层62的厚度不大于4cm，在该范围内的复喷混凝土层62避免过厚导致螺杆4被完全覆盖或包裹，复喷混凝土层62整体平顺。
59.土工布安装步骤具体为：
60.待隧道初期支护成环及隧道仰拱段、填充段整体施工完毕且具备施工防水层的条件时，可利用防水材料施工台架，采用人工进行防水板铺挂区域中的外露螺杆4的轴向第二端进行排查，并将其端头上的保护膜41进行拆除，预备进行土工布安装步骤。
61.参见图8，在复喷混凝土层62上铺设土工布63，随着土工布63的逐渐铺设，可在土工布63上对应螺杆4第二端的位置上用小刀划开一个小口，使基于复喷混凝土层62外露的螺杆4的轴向第二端贯穿该小口，便于实现螺杆4的轴向第二端贯穿土工布63。
62.垫片安装步骤具体为：
63.参见图9，垫片5的安装可随着土工布63的铺设逐渐进行，当通过人工在土工布63上划开一个小口后，螺杆4的轴向第二端贯穿这一小口后立即进行螺杆4的轴向第二端与垫片5的连接，将热熔垫片5旋转直至安装牢固。
64.防水板安装步骤具体为：
65.参见图10，待热熔垫片5全部安装完毕后，随着可按照现有施工工艺以及技术要求等进行防水板64施工铺挂。
66.在完成沿隧道纵向一定长度的防水板64的安装后，在进行下一版防水板的安装时，可根据上一版柔性网2的交汇连接节21上的螺杆4轴向第二端的外露位置进行下一版柔性网2的铺设位置；沿隧道的环形，下一版的柔性网2上的交汇连接节21可与上一版的柔性网2上的交汇连接节21交错设置。
67.根据铺挂节点尺寸的技术要求设置柔性网2上的多个交汇连接节21，将柔性网2安装在隧道的初支支护上，每一个交汇连接节21上连接有连接件4，在柔性网2上复喷一层混凝土，连接件4基于复喷混凝土层62外露的一端与垫片5连接，通过喷射混凝土将柔性网2与连接件4固定后，即形成一种预埋在初期支护中的防水板铺挂点，解决现有热熔垫片与初期支护连接固定不牢固的问题，从而避免垫片松动或脱落的情况，进而避免防水板安装不牢固的情况的同时，复喷混凝土层62还起到增加初期支护混凝土受力结构的作用。垫片安装组件1中采用柔性网2、固定扣件3以及连接件4的连接形式，有效解决铺挂节点间距规范化的问题，使得整体的铺挂施工操作方便快捷。螺杆4与垫片5之间采用螺纹连接，使得垫片5的安装操作也更简单、快捷和牢固。通过该种隧道防水层施工方法，大大保证隧道防水层的施工质量，进而使得隧道衬砌施工的综合质量得到提高，现场实施效果显著。
68.最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，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，均应包含在本发明的保护范围之内。