專利名稱：一種超埋深引水隧道防水方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種隧道施工時的防水方法，尤其涉及一種超埋深引水隧道的防水方法。
背景技術(shù)：
隨著城市地下工程建設(shè)的飛速發(fā)展，隧道工程也逐漸朝著埋得更深、距離更長、功 能多樣化方向發(fā)展，一般性的隧道防水技術(shù)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)有施工進(jìn)度要求，尤其是如何 有效保證飲用水隧道的防水指標(biāo)成為設(shè)計和施工單位重點考慮問題。目前的隧道防水所受到的局限性比較大，傳統(tǒng)防水技術(shù)的制約因素包括隧道較 大的埋深深度，引水隧道通水后內(nèi)外壓力的作用，飲用水質(zhì)量是否能夠得到保證等。任何一 個因素都有可能決定引水工程的成敗。在平均埋深超過20米的隧道施工中，還沒有特別有效的方法來保證防水效果，在 這樣的條件下，勢必要革新隧道防水的方法，以達(dá)到超埋深引水隧道的防水技術(shù)要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種方法，通過改進(jìn)原有管片設(shè)計、制定合理施工工藝保證 隧道成形質(zhì)量、控制同步注漿確保隧道穩(wěn)定性及隧道嵌縫等步驟滿足超埋深引水隧道的防 水要求。為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明提供一種超埋深引水隧道防水方法，包括步驟在施工前，增加管片厚度的步驟；以及加強(qiáng)管片間接觸面及端面間連接的步驟； 所述加強(qiáng)管片間接觸面及端面間連接的步驟包括，于管片的環(huán)面上增加環(huán)向螺栓數(shù)量并于 管片的環(huán)面上增設(shè)凹凸榫槽，于管片的端面上增設(shè)定位棒以及雙道止水帶。所述雙道止水 帶的外側(cè)粘貼雨水膨脹橡膠。在施工中，將楔形管片進(jìn)行拼裝時使用小尺寸的頂塊對管片襯砌進(jìn)行封頂?shù)牟?驟；在拼接后的管片上選取合理的注漿點對管片進(jìn)行同步注漿的步驟。在所述注漿步驟中， 于管片上選取4個注漿點以單液漿對管片進(jìn)行同步注漿；在所述注漿步驟結(jié)束后，對連接 螺栓進(jìn)行復(fù)緊。在拼裝管片時控制橢圓度以及錯位量，并將管片的環(huán)高控制在4mm以內(nèi)。在 注漿時根據(jù)土層情況選擇相應(yīng)的注漿壓力及注漿量。在施工后，對手孔以及管片嵌縫進(jìn)行填充封堵的步驟。所述手孔包括環(huán)向大手孔 和縱向小手孔，在進(jìn)行手孔填充時采用界面劑處理基面，然后采用超早強(qiáng)微膨脹水泥進(jìn)行 手孔填充，于大手孔內(nèi)架設(shè)鍍鋅錨筋；所述管片嵌縫包括一般管片的環(huán)縫、縱縫以及變形 縫，在進(jìn)行嵌縫填充時在隧道襯砌拼縫內(nèi)墊聚乙烯泡沫條，然后嵌填高模量聚氨酯密封膠。通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明的超埋深引水隧道防水方法通過對原有管片設(shè)計進(jìn)行 改進(jìn)保證了管片接觸面及端面間的密實度，并且制定合理施工工藝保證隧道成形質(zhì)量、控 制同步注漿確保隧道穩(wěn)定性，在施工后對隧道嵌縫填充等步驟滿足超埋深引水隧道的防水 要求。


圖1為本發(fā)明的超埋深引水隧道防水方法的流程圖。圖2為本發(fā)明的超埋深引水隧道防水方法中管片端面四螺栓的連接示意圖；圖3為本發(fā)明的超埋深引水隧道防水方法中環(huán)面的凹凸榫設(shè)計的示意圖；圖4為本發(fā)明的超埋深引水隧道防水方法中端面定位棒設(shè)計的示意圖；圖5為本發(fā)明的超埋深引水隧道防水方法中管片外道、內(nèi)彈性橡膠及吸水海綿圖 示意圖；圖6為本發(fā)明的超埋深引水隧道防水方法中管片襯砌小封頂塊圖的示意圖；圖7為本發(fā)明的超埋深引水隧道防水方法中同步注漿點位及注漿量控制的示意 圖；以及圖8為采用本發(fā)明的超埋深引水隧道防水方法后管片滲水、破裂情況的示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖及實施例更詳細(xì)地說明本發(fā)明的技術(shù)方案以及技術(shù)效果。如圖1所示，本發(fā)明的超埋深引水隧道防水方法主要包括在施工前改進(jìn)原有管片 設(shè)計；在施工中制定合理施工工藝保證隧道成形質(zhì)量并控制同步注漿確保隧道穩(wěn)定性；以 及在施工后進(jìn)行隧道嵌縫等步驟滿足超埋深引水隧道的防水要求。圖2至圖5顯示了本發(fā)明的超埋深引水隧道防水方法在施工前對原有管片設(shè)計進(jìn) 行的改進(jìn)。如圖2所示，本發(fā)明的超埋深引水隧道防水方法通過增加管片的厚度以抵抗大埋 深帶來的外壓力，并且通過增加環(huán)面螺栓10的數(shù)目以增加了端面聯(lián)接的密實度。在一實施 例中，襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)徑為5840mm，外徑為6800mm，厚度為480mm，環(huán)寬為1. 5m,隧道最大坡度為 4. 5%，最小平曲線半徑為R992. 5m，隧道頂覆土最深處為33. 8m，覆土最淺處為16. 08m，每 塊管片的端面從兩根螺栓連接改進(jìn)為四根M36螺栓10連接，因此一環(huán)管片(每環(huán)管片由6 塊小管片60組成，將在以下配合參考圖6說明)的螺栓10改進(jìn)為24根螺栓連接。如圖3及圖4所示，本發(fā)明的超埋深引水隧道防水方法通過在管片環(huán)面之間增加 凹凸榫槽20使拼裝完成后環(huán)面接觸更加密實，并且通過在管片端面增加定位棒30設(shè)置使 拼裝定位更為精確。具體來說，如圖5所示，本發(fā)明的超埋深引水隧道防水方法通過將現(xiàn)有技術(shù)中的單道止水帶 防水改進(jìn)為內(nèi)外雙道EPDM彈性橡膠止水帶40。較佳地，在彈性橡膠基礎(chǔ)上可直接粘貼遇水 膨脹橡膠50以進(jìn)一步加強(qiáng)隧道的防水效果。如圖6及圖7顯示了本發(fā)明的超埋深引水隧道防水方法在施工中制定合理施工工 藝以保證隧道成形質(zhì)量并控制同步注漿以確保隧道穩(wěn)定性。如圖6所示，本發(fā)明的超埋深引水隧道防水方法中每環(huán)管片襯砌每環(huán)由六塊小管 片60組成，標(biāo)為Bl、B2、B3、LI、L2、F共六個型號并采取錯縫拼裝方式拼接。F塊作為封頂 塊，大小約為標(biāo)準(zhǔn)塊的三分之一，在保證相鄰兩環(huán)通縫不超過3條的要求下，相對于中號封 頂塊來說，選擇小封頂塊使得F塊的位置選擇有更大的余地，對整條隧道軸線保持平滑起 到了重要作用，同時使防水效果得到了保證。
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以下進(jìn)一步具體描述本發(fā)明的超埋深引水隧道防水方法對施工工藝的控制。在拼 裝之前，管片的選型直接決定拼裝工藝的制定。在拼裝過程中，需要嚴(yán)格遵守的工藝為拼 裝前需要有專人對管片進(jìn)行檢查，檢查內(nèi)容包括管片型號、放置循序、放置方向、管片外觀 情況、止水條粘貼情況等。推進(jìn)至千斤頂伸出1700mm時，測量盾尾4點間隙，人工進(jìn)行key 位置的選擇。key選擇要求相鄰環(huán)通縫數(shù)不允許超過3條。拼裝時在盾構(gòu)前方必須有人指揮，防止舉重臂伸出過長，引起管片外弧面碎裂，同 時觀察管片是否內(nèi)外翻。在拼裝第一塊時，必須精確定位，嚴(yán)格控制旋轉(zhuǎn)角度以及內(nèi)外翻。 每拼裝一塊管片必須擰緊環(huán)向、縱向螺栓，并且每根螺栓上放置防水墊圈，對于縱向螺栓， 管片兩端漏出的螺栓長度必須一致，螺母必須全部擰到位。拼裝LI、L2兩塊鄰接塊時必須 注意開口，尤其L2拼裝時，必須測量兩塊鄰接塊之間的開口位置，調(diào)節(jié)L2塊位置直至開口 處于840mm以上(此尺寸必須確保)。假如拼裝L2過程中發(fā)現(xiàn)，通過對L2的調(diào)節(jié)難以將開 孔控制到規(guī)定范圍內(nèi)，則L2最大限度定位后，在封頂塊拼裝前重新對L1進(jìn)行定位，直至開 口合適。以下進(jìn)一步具體描述本發(fā)明的超埋深引水隧道防水方法對穩(wěn)定性控制。表征隧道 穩(wěn)定性的指標(biāo)較多，和防水質(zhì)量相關(guān)的有隧道上浮、隧道橢圓度、環(huán)高差等。而在實踐中，隧 道穩(wěn)定性和同步注漿息息相關(guān)。本工程采用單液漿，通過注漿泵對盾尾空隙進(jìn)行填充注漿， 將盾構(gòu)推進(jìn)、管片拼裝、同步注漿有機(jī)地結(jié)合起來，達(dá)到動態(tài)施工平衡，從而提高隧道整體 的施工質(zhì)量。如圖7所示，1沖程約合0. 012m3。通過實踐，從第28環(huán)推進(jìn)開始，同步注漿四個 點同時進(jìn)行壓注，一環(huán)總的壓漿量不變，為6-7m3 ；A1、A4上部兩根管路各壓注2m3 ；A2、A3下 部兩根管路各壓注lm3。推進(jìn)過程中遵循壓漿的同步性，原則上根據(jù)壓漿的沖程數(shù)來決定盾 構(gòu)掘進(jìn)快慢，必要時停止推進(jìn)進(jìn)行補(bǔ)壓漿。一環(huán)推進(jìn)結(jié)束后，每隔一小時壓一次，不得間隔 時間太長或無人壓漿。在正常的推進(jìn)過程中，同步注漿以控制注漿壓力為主，注漿壓力達(dá)到 7. Obar以上時停止注漿，注漿量約在6 7m3左右。在推進(jìn)過程中，舉重臂后移到極限時，要求對前3環(huán)內(nèi)的所有管片螺栓進(jìn)行復(fù)緊。在以上拼裝和注漿工藝控制下，管片拼裝后其橢圓度控制在4%。D(D = 6800mm)范 圍內(nèi)；其環(huán)高差控制在4mm以內(nèi)，雙道彈性橡膠止水帶錯位能保證在6mm之內(nèi)，止水帶的防 水作用不受影響。以下進(jìn)一步說明本發(fā)明的超埋深引水隧道防水方法在施工后進(jìn)行隧道嵌縫等步 驟。當(dāng)隧道推進(jìn)結(jié)束后，管片上的手孔及環(huán)縫縱縫需要處理，本工程采用封堵手孔和嵌縫的 方式。其中管片手孔封堵包括環(huán)向大手孔(鑄鐵手孔)和縱向小手孔，均采用界面劑處理 基面，然后采用硫鋁酸鹽超早強(qiáng)(微膨脹)水泥進(jìn)行手孔填充，大手孔內(nèi)另需架設(shè)08鍍鋅
錨筋，每孔一根，加工成X^A形狀，熱浸鋅處理，涂層厚度70 ^ m。界面處理劑采用丙稀酸
脂乳液界面處理劑，且應(yīng)符合一定指標(biāo)手孔填充前先用鋼絲刷將鑄鐵基面清理干凈，清除 手孔內(nèi)的泥漿、鑄鐵邊的松動水泥塊等雜物。然后在手孔鑄鐵基面(包括螺栓、墊圈、螺母) 涂刷三度界面劑，丙烯酸脂乳液用量為1. 2kg/m2，混合料為3kg/m2 ；在混凝土基面涂刷一度 界面劑，丙烯酸脂乳液用量為0. 4kg/m2，混合料為lkg/m2。硫鋁酸鹽超早強(qiáng)(微膨脹)水泥充填過程中應(yīng)保持其密實性，充填完畢后其表面 應(yīng)保證與管片內(nèi)弧面有同等平整度。封堵用的水泥應(yīng)按需攪拌，填充前已硬化的水泥塊不得填入手孔，以確保填充料的密實性。隧道兩腰以下手孔填充完畢應(yīng)立即進(jìn)行抹面，初凝后 進(jìn)行第二次抹面，確保平整度。另外，管片嵌縫包括一般管片的環(huán)(縱)縫和變形縫，均采用同一種嵌縫方式。即 在隧道襯砌拼縫內(nèi)墊聚乙烯泡沫條，然后嵌填高模量聚氨酯密封膠。 以下配合圖8說明本發(fā)明的超埋深引水隧道防水方法的應(yīng)用效果。超大埋深長距 離引水隧道在國內(nèi)比較少見，其防水問題需要加以綜合考慮。無論是在設(shè)計上，還是在施 工工藝和穩(wěn)定性及后期輔助工序管理上，都有較高的要求。本發(fā)明將需要考慮的因素綜合 起來，制訂了滿足高標(biāo)準(zhǔn)防水要求的管片設(shè)計、同步注漿工藝、拼裝工藝和穩(wěn)定性控制等規(guī) 范。如圖8所示，滲水和碎裂等外觀質(zhì)量的統(tǒng)計表明管片無明顯滲漏、滴漏現(xiàn)象，僅有 小面積濕跡。經(jīng)檢查，隧道整體漏水率在百分之一到二之間，獲得了一致好評，管片防水效 果的詳細(xì)統(tǒng)計如圖管片滲水、破裂情況。
權(quán)利要求
一種超埋深引水隧道防水方法，其特征在于，包括步驟A.在施工前，增加管片厚度的步驟；以及加強(qiáng)管片間接觸面及端面間連接的步驟；B.在施工中，將楔形管片進(jìn)行拼裝時使用小尺寸的頂塊對管片襯砌進(jìn)行封頂?shù)牟襟E；在拼接后的管片上選取合理的注漿點對管片進(jìn)行同步注漿的步驟。
2.如權(quán)利要求1所述的超埋深引水隧道防水方法，其特征在于，所述加強(qiáng)管片間接觸 面及端面間連接的步驟包括于管片的環(huán)面上增加環(huán)向螺栓數(shù)量并于管片的環(huán)面上增設(shè)凹 凸榫槽，于管片的端面上增設(shè)定位棒以及雙道止水帶。
3.如權(quán)利要求2所述的超埋深引水隧道防水方法，其特征在于，在所述注漿步驟中，于 管片上選取4個注漿點以單液漿對管片進(jìn)行同步注漿；在所述注漿步驟結(jié)束后，對連接螺 栓進(jìn)行復(fù)緊。
4.如權(quán)利要求3所述的超埋深引水隧道防水方法，其特征在于，還包括在施工后，對手 孔以及管片嵌縫進(jìn)行填充封堵的步驟。
5.如權(quán)利要求4所述的超埋深引水隧道防水方法，其特征在于，所述雙道止水帶的外 側(cè)粘貼雨水膨脹橡膠。
6.如權(quán)利要求5所述的超埋深引水隧道防水方法，其特征在于，在拼裝管片時控制橢 圓度以及錯位量，并將管片的環(huán)高控制在4mm以內(nèi)。
7.如權(quán)利要求6所述的超埋深引水隧道防水方法，其特征在于，在注漿時根據(jù)土層情 況選擇相應(yīng)的注漿壓力及注漿量。
8.如權(quán)利要求7所述的超埋深引水隧道防水方法，其特征在于，所述手孔包括環(huán)向大 手孔和縱向小手孔，在進(jìn)行手孔填充時采用界面劑處理基面，然后采用超早強(qiáng)微膨脹水泥 進(jìn)行手孔填充，于大手孔內(nèi)架設(shè)鍍鋅錨筋；所述管片嵌縫包括一般管片的環(huán)縫、縱縫以及變 形縫，在進(jìn)行嵌縫填充時在隧道襯砌拼縫內(nèi)墊聚乙烯泡沫條，然后嵌填高模量聚氨酯密封 膠。
全文摘要
本發(fā)明提供一種超埋深引水隧道防水方法，在施工前，增加管片厚度的步驟；以及加強(qiáng)管片間接觸面及端面間連接的步驟；所述加強(qiáng)管片間接觸面及端面間連接的步驟包括，于管片的環(huán)面上增加環(huán)向螺栓數(shù)量并于管片的環(huán)面上增設(shè)凹凸榫槽，于管片的端面上增設(shè)定位棒以及雙道止水帶。在施工中，將楔形管片進(jìn)行拼裝時使用小尺寸的頂塊對管片襯砌進(jìn)行封頂?shù)牟襟E；在拼接后的管片上選取合理的注漿點對管片進(jìn)行同步注漿的步驟。在施工后，對手孔以及管片嵌縫進(jìn)行填充封堵的步驟。通過上述技術(shù)方案，通過改進(jìn)原有管片設(shè)計、制定合理施工工藝保證隧道成形質(zhì)量、控制同步注漿確保隧道穩(wěn)定性及隧道嵌縫等步驟滿足超埋深引水隧道的防水要求。
文檔編號E21D11/38GK101871352SQ20101020121
公開日2010年10月27日 申請日期2010年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月13日
發(fā)明者吳惠明, 宋興寶, 張軼, 徐征杰, 梁敬東, 梁真, 范杰, 顧赟 申請人:上海隧道工程股份有限公司;上海青草沙投資建設(shè)發(fā)展有限公司