一种隧洞防水结构和该隧洞防水结构的施工方法与流程

1.本发明涉及一种隧洞防水结构，本发明还涉及上述隧洞防水结构的施工方法。


背景技术：

2.隧洞埋于地下，地下含水层中包括各种类型的水，地下水通常可以找到各种微小的裂隙而形成渗漏，地下水中的杂质还可以腐蚀隧洞中的设备和钢筋混凝土缩短其使用寿命，因此隧洞通常需要采取防水措施，常用方法包括在隧洞内设置防水层和排水沟管，利用隧道坡度将水排出洞外。
3.隧洞排水通常与防水层结合使用，如在开挖岩面或土面上设置排水沟管，用于将岩体中的水排走降低地下水压力，再设置密封防水层防止地下水渗漏。不足的是，沟管无法布满整个隧洞断面，防水层局部会产生较高的水压，在防水板的接缝等薄弱处产生渗漏。此外，在施工中，需要分别布设排水系统和进行防水层施工，工程复杂，如防水层通常采用塑料防水膜，而塑料防水膜难以和岩面固定，且易于被岩面刺伤损坏，防水膜在衬砌的混凝土浇筑过程中易被震破等问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种排水和防水一体的隧洞防水结构简化施工程序，本发明的目的还在于提供一种可以作用于整个隧洞断面的排水结构，本发明的目的还在于提供一种上述隧洞防水结构的施工方法。
5.隧洞穿越的岩体和土体的渗透率通常较低，尤其是岩体，岩体中水一般沿岩体的裂隙渗流，隧洞工程在施工过程中的掘进或爆破活动对岩体产生扰动，隧洞开挖的岩体中产生大量的裂隙，此外在隧洞的长期运行中岩体或土体的结构会发生一定的变化，这些裂隙会发展和变化，原本仅在部分岩体中的裂隙发展后可能延伸在隧洞的防水层上，而裂隙的发展很难进行全面的预测，因此整个隧洞断面上均可能会出现新的承压水流，而设置的沟管无法布满整个断面，对于这些新出现的承压渗流，排水沟槽无法将其排走，由于防水层和岩体其他部分的低渗透性，这部分渗流会在此处积聚这就使得防水层局部会产生较高的水压，随着裂隙的发展，这部分渗流还会向四周扩散，最终在防水板的接缝等结构薄弱处产生渗漏。
6.为此，本发明的一种隧洞防水结构，包括防水层，所述防水层包括防排水板，所述防排水板包括透水面、与透水面相对的防水面和设在防排水板中的排水通道，所述防水面朝向隧洞中心方向，所述排水通道与排水管连接。
7.进一步的，所述透水面包括渗滤膜，所述防水面包括防水膜板，所述防排水板中设有支撑板装置，所述渗滤膜和防水膜板连接在支撑板装置上。
8.进一步的，所述透水面与设在渗滤膜外侧用于与隧洞壁固定的固定层连接。
9.进一步的，所述防排水板的主体可伸缩，以这样的方式使得当安装时所述防排水板的主体收缩后固定板两端凸出于防排水板主体两端用于将固定层固定在隧洞壁上，当安
装完成后所述固定板两端与防排水板两端平齐或处于防排水板两端内侧。
10.进一步的，所述防排水板内至少设有两个支撑板装置，所述支撑板装置之间设有弹性层。
11.进一步的，所述防排水板两侧设有与相邻防排水板一侧配合的插入式的防水接头，防水接头中设有遇水膨胀橡胶条，相邻排水板两侧接头双缝焊接固定。
12.进一步的，还包括找平层，所找平层包括隧洞壁上的喷层或砂浆层，所述固定层与找平层通过钉子固定。
13.进一步的，所述防水面与缓震层固定，所述缓震层适用于与混凝土层连接。
14.本发明还包括一种上述隧洞防水结构的施工方法，包括以下步骤：
15.(1)在开挖岩面或土面上喷射混凝土或抹砂浆层，形成数厘米厚的找平层；
16.(2)在找平层上铺设防排水板，将固定层与找平层固定；
17.(3)将预先固定在防排水板两侧的夹持件取下，将防排水板两侧与相邻防排水板的接头扣合，采用热焊法进行双缝焊接；
18.(4)将防排水板的排水通道与隧洞的排水管连接；
19.(5)将缓震层的连接杆与衬砌的钢筋网连接，并浇注混凝土形成整体结构。
20.进一步的，所述步骤(1)还包括在找平层中预先置入嵌块，嵌块中设有与卡扣配合的槽；所述步骤(2)包括使用平顶卡扣从固定层的预留孔中插入与嵌块的槽中形成卡接。
21.本发明的有益效果为：
22.(1)本发明的隧洞防水结构，包括防水层，防水层包括防排水板，防排水板的上下两个表面分别为透水面和防水面，防排水板的内部设有排水通道，当隧洞壁上任意位置出现渗流时，水流通过防排水板的透水面进入排水通道，利用防排水板的自然弧度或坡度以及渗流自身的压力作用下将水流排向排水管或隧洞外，防排水板的下表面设置的防水面可以防止少量水流渗入衬砌中，从而有效减少隧洞渗漏的发生。
23.(2)本发明设置单侧透水面、中间的排水通道以及另一侧的防水面，将排水结构和防水结构一体化，无需分别进行施工，简化了施工流程。
24.(3)本发明的具体实施例中，设置了固定层和可相对固定层进行一定伸缩的防排水板主体，同时解决了防排水板固定困难和固定层凸出于防排水板两端导致防排水板无法完全覆盖隧洞断面的问题。
25.(4)本发明的具体实施例中，设置固定层和缓震层解决了开挖岩面、土面和衬砌浇注混凝土损坏防排水板的渗滤膜和防水膜的问题。
附图说明
26.图1为隧洞和防水结构的示意图；
27.图2为防排水板的示意图；
28.图3为防排水板横截面示意图；
29.图4为防排水板的接头示意图；
30.图5为固定层与嵌块卡接的示意图。
31.附图标记说明：1、防水层；2、防排水板；3、透水面；301、渗滤膜；4、防水面；401、防水膜板；5、排水通道；6、支撑板装置；7、固定层；701、预留孔；8、弹性层；9、夹持件；10、防水
接头；11、橡胶条；12、找平层；13、缓震层；14、嵌块；15、卡扣。
具体实施方式
32.为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
33.参照图1、图2和图3所示，本发明的一种隧洞防水结构，包括防水层1，该防水层1包括防排水板2，防排水板2包括透水面3、与透水面3相对的防水面4和设在防排水板2中的排水通道5，防水面4朝向隧洞中心方向，排水通道5与排水管连接。透水面3设在防排水板2朝向开挖岩面或土面的一侧，透水面3包括渗滤膜301，如土工布，渗漏膜的作用是防止地下水中的杂质进入排水通道5并形成堵塞，防排水板2的前后两端与排水沟或排水管道连接，与透水面3相对的防水面4和防排水板2的两侧设有防水膜板401，防水膜板401可用橡胶、pvc或聚乙烯等材质制作，防水面4还可设一层防水膜，采用pvc或聚乙烯等材质，厚度通常为1.0-3.0mm。防排水板2中设有支撑板装置6，支撑板装置6成多个十字组合形状，可采用具有一定弹性的塑料材质制作，便于弯曲成隧洞壁的弧形形状，支撑板装置6中形成若干个较大的排水通道5，排水通道5通常纵向设置便于利用隧洞壁的坡度实现快速排水。
34.在上述实施例中，参照图3所示，透水面3与设在渗滤膜301外侧用于与隧洞壁固定的固定层7连接，固定层7可由高渗透性的材料制作或具有多孔结构。在现有技术中，防水层通常采用pvc薄膜等材料制成，与隧洞的开挖岩面之间固定困难，且岩面易损坏防水层，常用方法包括采用钉子将塑料盘钉入岩面或喷层，将防水层固定在圆盘上，再用焊接将相邻的薄膜连接从而形成密封的防水层。本实施例中，设置固定层7，固定层7两端设有预留孔701用于水泥钉将固定层7与喷层固定，同时固定层7具备高渗透性，使得岩面与防水板间出现渗流时，该渗流可沿着固定层7多向渗透，并从透水面3进入排水通道5，当防排水板2的部分排水通道5堵塞或透水面的渗滤膜301部分区域发生淤堵时，渗透水流可沿着固定层7渗透从其他位置进入排水通道5，使得单个防排水板与相邻的防排水板形成整体，提高防排水板2的有效性。
35.参照图2和图3所示，防排水板2的主体可伸缩，当安装时防排水板2的主体收缩后固定层7两侧凸出于防排水板2的主体两侧用于将固定层7固定在隧洞壁上，当安装完成后防排水板2的主体复位，固定层7的两侧与防排水板2两侧平齐或处于防排水板2内侧。在上述实施例中，通过水泥钉或其他方式固定喷层和固定层7时，固定层7两侧应凸出于防排水板2的主体两侧，便于将水泥钉等钉入喷层中，但是当相邻两个防排水板2进行连接时，会使得防排水板的透水面3无法完全覆盖隧洞断面，在本实施例中，防排水板2内至少设有两个支撑板装置6，支撑板装置6之间设有弹性层8，固定层7两侧与防排水板2的两侧平齐或略短，防排水板2两侧预先使用夹持件9进行夹持使得固定层7两端的预留孔701和安装位置暴露出来，安装时，将固定层7两端与喷层固定后，拆下夹持件9，防排水板2的支撑板装置6在弹性层8的作用下复位，固定层7两侧与防排水板2两侧平齐。在本实施例中，夹持件9可为u形卡件，防排水板2和固定层7通过卡槽和卡键的方式连接，固定层7的中部与防排水板2中部固定，使得防排水板2两侧可相对固定层7伸缩，又可以稳固地固定防排水板2和固定层7。
36.在上述实施例中，参照图4所示，防排水板2两侧设有防水接头10，该防水接头10为与相邻防排水板2一端配合的插入式接头，防水接头10中设有遇水膨胀橡胶条11，相邻防排
水板2两侧的接头使用热焊法双缝焊接固定。
37.在上述实施例中，还包括找平层12，找平层12包括隧洞壁上的喷层或砂浆层，喷层由混凝土在开挖岩面上喷射形成，砂浆层通过将砂浆抹在开挖岩面上形成，厚度为2-3cm，固定层7可与找平层12通过钉子固定。
38.在上述实施例中，参照图3所示，防水面4与缓震层13固定，缓震层13适用于与混凝土层连接，缓震层13由缓震材料制成，缓震层13上还可设有连接杆，连接杆可设有凸部，连接杆和凸部与衬砌的配筋系统连接，当衬砌完成混凝土浇注时，缓震层13可以防止防水面4被损坏，同时，连接杆可以使得防排水板2与衬砌形成稳定的连接。
39.本发明还包括一种上述隧洞防水结构的施工方法，包括以下步骤：
40.(1)在开挖岩面或土面上喷射混凝土或抹砂浆层，形成数厘米厚的找平层12；
41.(2)在找平层12上铺设防排水板2，将固定层7与找平层12固定；
42.(3)将预先固定在防排水板2两端的夹持件9取下，将防排水板2两端与相邻防排水板2的接头扣合，采用热焊法进行双缝焊接；
43.(4)将防排水板2的排水通道5与隧洞的排水管连接；
44.(5)将缓震层13的连接杆与衬砌的钢筋网连接，并浇注混凝土形成整体结构。
45.在上述实施例中，参照图5所示，所述步骤(1)还包括在找平层12中预先置入嵌块14，嵌块中设有与卡扣配合的槽；所述步骤(2)包括使用平顶卡扣15从固定层7的预留孔701中插入嵌块14的槽中形成卡接。
46.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。