[发明专利]高压富水地层盾构法隧道衬砌接缝防水结构及其构建方法

说明书

技术领域

    本发明属于隧道工程技术领域，具体涉及一种高压富水地层盾构法隧道衬砌接缝防水结构及其构建方法。

背景技术

对于目前国内各大城市的轨道交通工程，盾构法隧道所占的比例越来越大，而盾构法隧道衬砌接缝的防水效果一直是影响工程整体质量的关键因素之一。衬砌接缝的防水效果一方面取决于衬砌的整体拼装质量，另一方面则取决于接缝自身的构造与防水材料的性能。高压富水地层中盾构法隧道衬砌接缝的渗漏现象比较普遍，一方面对列车的正常运营造成了潜在的安全隐患，另一方面也加速了隧道整体质量的下降，难以符合百年工程的设计要求。目前，盾构法隧道衬砌接缝的防水效果主要依靠接缝处密封凹槽内三元乙丙橡胶的弹性抗力来实现，而在隧道衬砌整体拼装质量无法得到切实保障的前提下，衬砌接缝处相邻管片容易出现错台或踏步，导致相邻衬砌结构接缝处本应对齐的密封凹槽与三元乙丙橡胶出现错动，影响衬砌接缝的防水效果，引起隧道的渗漏与长期沉降变形，对周边环境而言，这是一个长期的不稳定因素。对于衬砌接缝下部的嵌缝处理，一般情况下只在隧道拱底左右45°范围内施作，主要是因为在隧道拱顶附近的嵌缝材料容易脱落，实践经验表明，这会对后期列车的正常运营造成潜在的安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种高压富水地层盾构法隧道衬砌接缝防水结构及其构建方法，有效阻断隧道接缝内外水分的直接联系，实现接缝处的防水密封要求。

本发明所采用的技术方案是：

高压富水地层盾构法隧道衬砌接缝防水结构，在相邻两衬砌结构之间形成衬砌接缝，其特征在于：

衬砌结构的接缝表面自上而下设置有四组凹槽：第一组凹槽处设置有挡泥沙条；第二组凹槽处设置有粘接条和粘接条表面的加贴膨胀条；第三组凹槽处设置有防渗膨胀条；第四组凹槽位于衬砌接缝最底部，设置有封口密封胶。

所述第三组凹槽和第四组凹槽之间的衬砌结构表面粘贴有传力衬垫。

所述挡泥沙条为海绵橡胶条。

所述粘接条为三元乙丙橡胶条。

所述粘接条表面的加贴膨胀条和防渗膨胀条为聚醚聚氨酯遇水膨胀条。

所述传力衬垫为丁腈软木橡胶衬垫。

所述封口密封胶为双组份聚氨酯密封胶。

高压富水地层盾构法隧道衬砌接缝防水结构的构建方法，其特征在于：

由以下步骤实现：

步骤一：预制衬砌结构，在接缝表面处自上而下预制四层凹槽；

步骤二：用单组份阻燃型氯丁—酚醛胶粘剂将将海绵橡胶材质的挡泥沙条粘贴于衬砌接缝第一层凹槽内；

步骤三：在三元乙丙橡胶材质的粘接条表面粘贴聚醚聚氨酯遇水膨胀材料的加贴膨胀条，然后用单组份阻燃型氯丁—酚醛胶粘剂将粘接条粘贴在衬砌接缝第二层凹槽内；

步骤四：用单组份阻燃型氯丁—酚醛胶粘剂将聚醚聚氨酯遇水膨胀材料的防渗膨胀条粘贴在衬砌接缝第三层凹槽内；

步骤五：将丁腈软木橡胶材质的传力衬垫粘贴在衬砌接缝第三层凹槽和第四层凹槽之间；

步骤五：在盾构千斤顶顶推力作用下，接缝两侧衬砌结构逐步接近，最终衬砌接缝趋于闭合，挡泥沙条、粘接条与在其表面的粘贴的加贴膨胀条、以及防渗膨胀条在千斤顶挤压力作用下，被压缩并呈密贴状；

步骤六：在隧道贯通衬砌变形相对稳定时，在衬砌接缝底部第四层凹槽内嵌填双组份聚氨酯密封胶材质的封口密封胶。

    本发明具有以下优点：

本发明在盾构法隧道衬砌接缝处从上到下共设置了4道防水装置，涉及的防水材料均为常规材料，防水材料的尺寸均为常规类型，便于加工制造；密封凹槽处设置的三元乙丙橡胶及其表面粘贴的聚醚聚氨酯遇水膨胀条的共同作用，能够有效阻挡较大压力地下水的渗透，而在密封凹槽下部设置的聚醚聚氨酯遇水膨胀条，能够有效切断少量渗透通过三元乙丙橡胶的地下水，进一步向隧道内侧的扩散，能有效降低隧道内部渗漏的风险，具有较高的经济效益和社会效益，在城市轨道交通、铁路、公路等工程中有广泛的应用前景。

附图说明

图1为衬砌接缝构造型式，以及接缝闭合前，衬砌接缝范围内各道防水装置的相对位置关系示意图。

图2为接缝闭合后，衬砌接缝范围内各道防水装置的相对位置关系示意图。

图中，1-衬砌结构，2-衬砌接缝，3-挡泥沙条，4-粘接条，5-加贴膨胀条，6-防渗膨胀条，7-传力衬垫，8-封口密封胶。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。