一種壓力引水隧洞復(fù)合襯砌混凝土防滲結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種壓力引水隧洞復(fù)合襯砌混凝土防滲結(jié)構(gòu)，包括原始襯砌混凝土層、防滲層以及二次襯砌混凝土層，防滲層夾在原始襯砌混凝土層和二次襯砌混凝土層之間，原始襯砌混凝土均勻開有槽溝，且原始襯砌混凝土層與防滲層之間每隔一定距離布置止?jié){環(huán)。本實(shí)用新型的有益效果為：具有預(yù)應(yīng)力混凝土補(bǔ)強(qiáng)加固效果及復(fù)合防滲結(jié)構(gòu)，保證了襯砌混凝土結(jié)構(gòu)的安全，對(duì)已建壓力引水隧洞的修補(bǔ)加固及防滲具有較好實(shí)用價(jià)值。
【專利說明】一種壓力引水隧洞復(fù)合襯砌混凝土防滲結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及隧道施工領(lǐng)域，具體而言，涉及一種壓力引水隧洞復(fù)合襯砌混凝土防滲結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，我國(guó)建設(shè)了一大批的西部水電工程和跨流域調(diào)水工程，水利水電工程建設(shè)水平得到了很大提高，很多技術(shù)都處于世界領(lǐng)先水平，其中隧道高水頭、大長(zhǎng)度、大直徑方向發(fā)展，我國(guó)已建的壓力引水隧洞最大直徑為9.6m，再加上高內(nèi)水壓力給壓力引水隧洞混凝土襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來巨大挑戰(zhàn)。
[0003]壓力引水隧洞在設(shè)計(jì)和施工階段對(duì)圍巖情況估計(jì)過高，運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)混凝土襯砌一般受結(jié)構(gòu)尺寸的限制，抵抗內(nèi)水壓力的能力有限，從而導(dǎo)致洞內(nèi)混凝土襯砌開裂、滲漏嚴(yán)重，因此不得不停止運(yùn)行進(jìn)行修補(bǔ)加固處理，盡管這些工作可利用機(jī)組檢修期或負(fù)荷不大的季節(jié)進(jìn)行，但由于修補(bǔ)時(shí)間短，只能修補(bǔ)一部分，可見，對(duì)已建壓力隧洞的修補(bǔ)加固方案提前進(jìn)行深入研究，以確定最佳的修補(bǔ)加固方案是十分重要的。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種壓力引水隧洞復(fù)合襯砌混凝土防滲結(jié)構(gòu)，以克服目前現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足。
[0005]本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0006]本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種壓力引水隧洞復(fù)合襯砌混凝土防滲結(jié)構(gòu)，包括原始襯砌混凝土層、防滲層以及二次襯砌混凝土層，防滲層夾在原始襯砌混凝土層和二次襯砌混凝土層之間，且將原始襯砌混凝土層和二次襯砌混凝土層隔開，原始襯砌混凝土均勻開有槽溝，且原始襯砌混凝土層與防滲層之間布置止?jié){環(huán)，共同構(gòu)成封閉空間，以利用注漿壓力對(duì)二次襯砌混凝土施加預(yù)應(yīng)力。
[0007]進(jìn)一步的，槽溝的橫剖面為三角形。
[0008]進(jìn)一步的，止?jié){環(huán)通過射釘與原始襯砌混凝土層固定。
[0009]進(jìn)一步的，止?jié){環(huán)與原始襯砌混凝土層之間涂抹一層聚合物水泥漿。
[0010]進(jìn)一步的，防滲層為鋼板或PVC板。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果為:本實(shí)用新型具有預(yù)應(yīng)力混凝土補(bǔ)強(qiáng)加固效果及復(fù)合防滲結(jié)構(gòu)，保證了襯砌混凝土結(jié)構(gòu)的安全，對(duì)已建壓力引水隧洞的安全生產(chǎn)具有較好的實(shí)用價(jià)值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]下面根據(jù)附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0013]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例所述的一種壓力引水隧洞復(fù)合襯砌混凝土防滲結(jié)構(gòu)的橫向剖視圖；
[0014]圖2是圖1中A-A截面圖；
[0015]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例所述的一種壓力引水隧洞復(fù)合襯砌混凝土防滲結(jié)構(gòu)中溝槽的放大圖；
[0016]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例所述的一種壓力引水隧洞復(fù)合襯砌混凝土防滲結(jié)構(gòu)中止?jié){環(huán)的截面圖；
[0017]圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例所述的一種壓力引水隧洞復(fù)合襯砌混凝土防滲結(jié)構(gòu)的施工工藝的流程圖。
[0018]圖中:
[0019]1、原始襯砌混凝土層；2、防滲層；3、二次襯砌混凝土層；4、槽溝；5、止?jié){環(huán)；6、射釘；7、聚合物水泥漿。

【具體實(shí)施方式】
[0020]實(shí)施例1，如圖1-4所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種壓力引水隧洞復(fù)合襯砌混凝土防滲結(jié)構(gòu)，包括原始襯砌混凝土層1、防滲層2以及二次襯砌混凝土層3，防滲層夾在原始襯砌混凝土層和二次襯砌混凝土層之間，且將原始襯砌混凝土層和二次襯砌混凝土層隔開，原始襯砌混凝土均勻開有槽溝4，且原始襯砌混凝土層與防滲層之間布置止?jié){環(huán)5。
[0021]該壓力引水隧洞復(fù)合襯砌混凝土防滲結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，原始襯砌混凝土層、防滲層以及二次襯砌混凝土層形成復(fù)合承載防滲結(jié)構(gòu)，另外在槽溝用于灌漿，且不占用過水?dāng)嗝婵臻g，槽溝是用混凝土切割機(jī)在混凝土層上切割后控出來的，輪廓不一定規(guī)矩，便于水泥漿流動(dòng)即可。另外本實(shí)用新型具有預(yù)應(yīng)力混凝土補(bǔ)強(qiáng)加固效果及復(fù)合防滲結(jié)構(gòu)，保證了復(fù)合襯砌混凝土防滲結(jié)構(gòu)的安全運(yùn)行，對(duì)已建壓力引水隧洞具有較好實(shí)用價(jià)值。
[0022]進(jìn)一步的，槽溝的橫剖面為三角形。槽溝是用混凝土切割機(jī)在混凝土層上切割后控出來的，輪廓不一定規(guī)矩，便于水泥漿流動(dòng)即可。
[0023]進(jìn)一步的，止?jié){環(huán)通過射釘6與原始襯砌混凝土層固定。本實(shí)用新型對(duì)防滲鋼板與原始襯砌混凝土層的連接作進(jìn)一步的限定，通過射釘進(jìn)行固定，保證了結(jié)構(gòu)的安全，另外射釘在實(shí)施時(shí)應(yīng)進(jìn)行防滲處理后再進(jìn)行安裝，連接可靠，且便于安裝和實(shí)施，操作方便，實(shí)用性強(qiáng)。
[0024]進(jìn)一步的，止?jié){環(huán)與原始襯砌混凝土層之間涂抹一層聚合物水泥漿7。為了進(jìn)一步的防止?jié)B漿。
[0025]優(yōu)選的，防滲層為鋼板或PVC板。防滲層用射釘固定在襯砌混凝土層上，板與板之間的對(duì)接部位正好落在止?jié){環(huán)上面焊接。如果襯砌混凝土表面平整光滑，可以將普通聚氯乙烯板(厚2mm)直接鋪設(shè)，或在其上復(fù)合一層合成纖維氈后鋪設(shè)，有較好的彈性，可以像“橋”一樣搭在裂縫上承受水壓力。如果原襯砌混凝土損壞嚴(yán)重，可選用薄鋼板(厚1_)作為防水層，由于鋼板有較大的強(qiáng)度，它比PVC防水層可以跨越較寬、較密集的裂縫，并且它還能吸收部分內(nèi)水壓力。
[0026]實(shí)施例2，如圖5所示，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種壓力引水隧洞復(fù)合襯砌混凝土防滲結(jié)構(gòu)的施工工藝，該工藝包括以下步驟:
[0027](I)對(duì)原始襯砌混凝土層裂縫或滲漏部位進(jìn)行封堵處理；
[0028]一般裂縫分靜止裂縫和活動(dòng)裂縫，前者裂縫寬度保持穩(wěn)定，后者則隨荷載或混凝土的濕熱變化時(shí)開時(shí)合，用來修補(bǔ)的材料必須具有足夠的柔韌性。修補(bǔ)處理的目的主要是為注漿壓力提供一個(gè)封閉的空間，同時(shí)起防滲作用。
[0029](2)在原始襯砌混凝土層上開設(shè)縱/橫向槽溝；
[0030]槽溝是用混凝土切割機(jī)在混凝土層上切割后控出來的，輪廓不一定規(guī)矩，便于水泥漿流動(dòng)即可。優(yōu)選的，槽溝的形狀為三角形，縱、橫向槽溝互相交叉布置，間距均在500mm左右，以穩(wěn)定地控制水或水泥漿泵入過程，確保完全充滿整個(gè)封閉空隙。
[0031](3)在原始襯砌混凝土層表層部鋪設(shè)止?jié){環(huán)；
[0032]為了將一個(gè)澆筑段分為若干個(gè)注漿區(qū)域，特設(shè)止?jié){環(huán)，材料和防滲層材料相同，其寬度為80?100mm。兩道止?jié){環(huán)之間間距與防滲層材料的寬度相同，用射釘與襯砌混凝土固定。當(dāng)然，為了止水，其下面應(yīng)涂抹一薄層聚合物水泥漿。
[0033](4)鋪設(shè)防滲層；
[0034]防滲層用射釘固定在襯砌混凝土層上，板與板之間的對(duì)接部位正好落在止?jié){環(huán)上面焊接。若襯砌混凝土表面平整光滑，可以將普通PVC板(厚2_)直接鋪設(shè)，或在其上復(fù)合一層合成纖維氈后鋪設(shè)，有較好的彈性，可以像“橋”一樣搭在裂縫上承受水壓力；若襯砌混凝土損壞嚴(yán)重，可選用薄鋼板(厚Imm)作為防水層，由于鋼板有較大的強(qiáng)度，它比PVC板防水層可以跨越較寬、較密集的裂縫，并且它還能吸收部分內(nèi)水壓力。
[0035](5)最后，在防滲層內(nèi)側(cè)澆筑二次襯砌混凝土層。
[0036]當(dāng)原襯砌混凝土表面存在大量的裂縫，單獨(dú)處理困難或太昂貴時(shí)，選用迭合層或新澆筑一薄層高性能纖維混凝土是合適的。大多數(shù)裂縫是由于荷載、溫度和濕氣的變化引起的，此時(shí)新澆筑內(nèi)襯混凝土薄層與原襯砌混凝土是隔離的，這樣裂縫就不會(huì)反射到新內(nèi)襯混凝土層上。高性能混凝土是從高強(qiáng)混凝土發(fā)展而來，目前可以采用減小水灰比和摻加外加劑的辦法，拌合與澆筑采用普通拌合機(jī)和振搗器即能生產(chǎn)出C80以上的混凝土，這種混凝土可以應(yīng)用于壓力隧洞修補(bǔ)加固內(nèi)襯上。但是，這種混凝土的最大缺點(diǎn)是延性太低，其補(bǔ)救辦法是加入鋼纖維或其他纖維。
[0037]進(jìn)一步的，該施工工藝還包括以下步驟:當(dāng)澆筑二次襯砌混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，施加預(yù)應(yīng)力。進(jìn)一步的，施加預(yù)應(yīng)力包括以下步驟:首先，用注入水壓力檢查注漿區(qū)域是否通暢，逐步升高壓力以使塑性變形和徐變變形盡早發(fā)生；然后注入膨脹型水泥漿，直至排氣孔出現(xiàn)稠漿為止，升高注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)值，維持5分鐘以上，壓力不變即可關(guān)閉注漿管和排氣管。
[0038]由于襯砌混凝土層很薄，注水或漿壓力不能過大，以防壓屈失穩(wěn)。關(guān)于臨界壓力的大小，有待計(jì)算分析后確定。
[0039]本實(shí)用新型具有預(yù)應(yīng)力混凝土補(bǔ)強(qiáng)加固效果及復(fù)合防滲結(jié)構(gòu)，保證了復(fù)合預(yù)應(yīng)力混凝土襯砌防滲結(jié)構(gòu)的安全運(yùn)行，對(duì)大直徑高水頭的壓力引水隧洞具有較好實(shí)用價(jià)值。
[0040]本實(shí)用新型不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人在本實(shí)用新型的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是具有與本申請(qǐng)相同或相近似的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種壓力引水隧洞復(fù)合襯砌混凝土防滲結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括原始襯砌混凝土層(I)、防滲層(2)以及二次襯砌混凝土層(3)，防滲層夾在原始襯砌混凝土層和二次襯砌混凝土層之間，且將原始襯砌混凝土層和二次襯砌混凝土層隔開，原始襯砌混凝土均勻開有槽溝(4)，且原始襯砌混凝土層與防滲層之間布置止?jié){環(huán)(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力引水隧洞復(fù)合襯砌混凝土防滲結(jié)構(gòu)，其特征在于:槽溝的橫剖面為三角形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力引水隧洞復(fù)合襯砌混凝土防滲結(jié)構(gòu)，其特征在于:止?jié){環(huán)通過射釘(6)與原始襯砌混凝土層固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓力引水隧洞復(fù)合襯砌混凝土防滲結(jié)構(gòu)，其特征在于:止?jié){環(huán)與原始襯砌混凝土層之間涂抹一層聚合物水泥漿(7)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力引水隧洞復(fù)合襯砌混凝土防滲結(jié)構(gòu)，其特征在于:防滲層為鋼板或PVC板。
【文檔編號(hào)】E02B3/16GK203855937SQ201420264588
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】趙妍, 孫粵琳, 岳躍真, 秦明豪, 張家宏, 王榮魯, 黃昊, 李萌, 李秀琳, 孟麗娟 申請(qǐng)人:北京中水科海利工程技術(shù)有限公司, 中國(guó)水利水電科學(xué)研究院