一种软土压力隧洞防渗承载结构的制作方法
【技术领域】
[0002] 本发明属于隧桐工程领域，设及一种适用于软±地层的压力隧桐的防渗承载结 构。
【背景技术】
[0003] 在水工结构中，压力输水隧桐十分常见，但多为山岭隧桐。在软±地层中采用盾构 法施工的隧桐，目前国内外大多为交通隧桐，或为无压、低压输水隧桐，均无内水外渗影响 隧桐稳定的问题，可W采用拼装式管片环作为永久衬搁；但对于有较高输水压力要求的输 水隧桐而言，拼装式管片环作为永久衬搁很难满足防渗承载要求。
[0004] 为了满足软±地层中高压输水隧桐的防渗与承载要求，可在拼装式管片环内侧进 一步布置一定厚度的钢衬。但钢衬造价高，而且由于外层管片衬搁所提供的施工空间有限， 钢板的运输安装W及现场焊接都不方便。同时，在隧桐退水检修的过程中，钢衬存在在外部 压力的作用下发生屈服失稳的危险，也不便于隧桐建成后的运行管理。
[0005] 为了解决在软±地层中高压输水隧桐的防渗承载问题，专利化201110125181. 7 《盾构隧桐预应力复合衬搁输水隧桐》提出了一种新的衬搁结构型式。该发明专利衬搁结 构包括内衬和外衬，外衬为拼装式管片环，内衬为预应力混凝上衬搁，内衬与外衬间通过插 筋和混凝±剪力键结合为复合衬搁结构。内衬混凝±中预埋有预应力错索的张拉孔道，在 隧桐通水前进行预应力的张拉，使衬搁混凝±获得一定的预压应力W抵消充水产生的拉应 力，从而达到抗裂防渗的目的。但上述发明存在W下不足：（1)由于要预先留出预应力错索 的张拉孔道W及错具槽，内衬混凝±的立模与诱筑工艺复杂；（2)由于内衬混凝±需在达 到一定的强度等级后才能进行预应力筋的张拉和错固工作，预应力内衬的施工工期较长； (3)预应力的施工包含预应力筋的编束、穿孔、张拉、错固W及孔道和错具槽的回填灌浆等 一系列工序，工艺复杂，施工要求高。
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的技术问题是提供一种软±压力隧桐防渗承载结构，它可W在保 证结构满足承载与防渗要求的同时，降低施工难度与工程造价。
[0007] 本发明采用的技术方案为： 一种软±压力隧桐防渗承载结构，它包括盾构法施工形成的拼装式管片环为钢筋混凝 ±外衬，在钢筋混凝±外衬内表面铺设防排水垫层，在防排水垫层内表面有钢筋混凝±内 衬，在钢筋混凝±内衬内表面全断面粘贴一层或数层碳纤维布。
[0008] 在上述技术方案中，钢筋混凝±外衬为钢筋混凝±拼装式管片环，钢筋混凝±内 衬为现诱钢筋混凝±衬搁。
[0009] 在上述技术方案中，钢筋混凝±外衬和钢筋混凝±内衬之间由防排水垫层分隔。
[0010] 本发明适用于盾构法施工穿越软±地层的压力输水隧桐。
[0011] 本发明原理如下：（1)拼装式管片环。在盾构掘进过程中同步形成，承受外部水± 压力，给内层衬搁提供施工空间；输水运行期分担内水压力。（2)防排水垫层。防止外水內 渗对内衬造成影响，并排除经由外管片渗入的水。（3)现诱钢筋混凝±内衬。输水运行期分 担内水压力。（4)碳纤维布。输水运行期分担内水压力，并防止内水外渗。
[0012] 与现有技术相比，本发明具有的优点和效果如下： (1)碳纤维布强度高，能承受较高的内水压力而不发生破坏；密闭性好，能较好地防止 内水外渗。
[0013] (2)碳纤维布轻薄，对隧桐净空影响极小；便于裁剪成任何形状，施工简单、便捷。
[0014] (3)为盾构隧桐在高水头、大流量输水工程或有类似技术要求的大型市政工程、液 化气管道工程中的应用提供了新途径，有利于节省工程投资，缩短工期，有明显的社会经济 效益。
【附图说明】
[0015] 图1是本发明压力隧桐复合衬搁碳纤维防渗承载结构断面示意图。
[001引图中：1、外衬；2、防排水垫层；3、内衬；4、碳纤维布。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅 作举例而已。同时通过说明，本发明的优点将变得更加清楚并易于理解。
[0018] 如图1所示，一种软±压力隧桐复合衬搁碳纤维布防渗承载结构包括：盾构法施 工形成的拼装式管片环为钢筋混凝±外衬1，在钢筋混凝±外衬内表面铺设防排水垫层2， 在防排水垫层内表面直接诱筑混凝±形成钢筋混凝±内衬3,在钢筋混凝±内衬内表面全 断面粘贴一层或数层碳纤维布4。
[0019] 本发明的具体施工过程如下： (1)采用盾构法施工形成拼装管片环，同环各块管片采用螺栓连接。
[0020] (2)在内衬混凝±诱筑前，将外衬的所有坑、孔回填抹平。
[0021] (3)安装防排水垫层。
[0022] (4)立模并诱筑内衬钢筋混凝±。
[0023] (5)在内衬钢筋混凝±达到一定的强度后，粘贴碳纤维布，其施工工艺流程为：找 平一涂底胶一粘贴一固化养护。
[0024] (6)用专用找平材料将内衬混凝±内表面凹陷部位填补平整。
[00巧](7)按W下要求涂底胶：惠环境溫度、湿度和混凝±表面的干燥程度均会影响底 胶的粘结性能，应在施工环境溫度不低于5°C、湿度不高于85%、混凝±表面含水量在10% W下的干燥条件下进行施工。魯应按产品供应商提供的工艺规定配制底胶，根据现场实际 气溫决定底胶用量并严格控制使用时间，一般情况下20~50min内用完。P;用滚筒刷或毛 刷将底胶均匀涂抹于混凝上构件表面，厚度不得超过0. 4mm，并不得漏刷或有流涧、气泡，等 胶固化后（固化时间视现场气溫定，W手指触感干燥为宜，一般不小于化），再进行下一道工 序。
[0026] 按W下要求粘贴碳纤维布：?按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布。为便于粘贴，裁 剪好的碳纤维布卷在小圆棍或圆筒上，并编号W供使用。裁剪和卷布过程中，碳纤维布表面 应无灰尘、杂物。g;根据需粘贴的碳纤维量确定所需浸溃胶的数量，按产品供应商提供的配 比均匀混合，揽拌3min，并控制总量在规定时间内用完；配制好的浸溃胶树脂，均匀涂抹在 所要粘贴的部位。星用专用的滚筒顺纤维方向多次滚压，挤除气泡，使浸溃树脂充分浸透碳 纤维布，并与底胶充分结合。滚压不得损伤碳纤维布。?i多层粘贴重复上述步骤，在碳纤维 表面浸溃树脂指触干燥后，立即进行下一层的粘贴；每层粘贴的有效面积不得低于95%。
[0027] (8)固化养护要求为：更环境溫度在20°C W上时，初期硬化养护时间约1天，养护 1周后方可进行施工质量检测；环境溫度在l〇°C~20°C时，初期硬化养护时间约1~2天， 养护1~2周后方可进行施工质量检测；环境溫度在10°C W下时，初期硬化养护时间约2 天，养护2周后方可进行施工质量检测。g粘贴后的初期硬化期内，不允许对碳纤维布进行 键击、移动或高溫处理。
[0028] (9)施工质量检测验收合格后，在碳纤维布表面涂抹环氧胶泥。
[0029] (10)其它工艺过程，如管片的拼装、钢筋制作安装、混凝±的诱筑和养护等未详细 说明的部分均为现有技术。
【主权项】
1. 一种软±压力隧桐复合衬搁碳纤维布防渗承载结构，其特征在于：包括盾构法施工 形成的拼装式管片环为钢筋混凝±外衬，在钢筋混凝±外衬内表面铺设防排水垫层，在防 排水垫层内表面有钢筋混凝±内衬，在钢筋混凝±内衬内表面全断面粘贴一层或数层碳纤 维布。2. 权利要求1所述的防渗承载结构的施工方法，其特征在于包括如下步骤： (1) 采用盾构法施工形成拼装管片环，同环各块管片采用螺栓连接； (2) 在内衬混凝±诱筑前，将外衬的所有坑、孔回填抹平； (3) 安装防排水垫层； (4) 立模并诱筑内衬钢筋混凝± ; (5) 在内衬钢筋混凝±达到一定的强度后，粘贴碳纤维布 用专用找平材料将内衬混凝±内表面凹陷部位填补平整； 按W下要求涂底胶：玉环境溫度、湿度和混凝±表面的干燥程度均会影响底胶的粘结 性能，应在施工环境溫度不低于5°C、湿度不高于85%、混凝±表面含水量在10%W下的干 燥条件下进行施工；罢应按产品供应商提供的工艺规定配制底胶，根据现场实际气溫决定 底胶用量并严格控制使用时间；S用滚筒刷或毛刷将底胶均匀涂抹于混凝±构件表面，厚 度不得超过0. 4mm，并不得漏刷或有流涧、气泡，等胶固化后再进行下一道工序； 按W下要求粘贴碳纤维布：龜按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布；'星根据需粘贴的碳纤 维量确定所需浸溃胶的数量，按产品供应商提供的配比均匀混合，揽拌3min，并控制总量在 规定时间内用完；配制好的浸溃胶树脂，均匀涂抹在所要粘贴的部位；'香用专用的滚筒顺 纤维方向多次滚压，挤除气泡，使浸溃树脂充分浸透碳纤维布，并与底胶充分结合，滚压不 得损伤碳纤维布；·要多层粘贴重复上述步骤，在碳纤维表面浸溃树脂指触干燥后，立即进行 下一层的粘贴，每层粘贴的有效面积不得低于95% ; 固化养护要求为：雷环境溫度在2(TCW上时，初期硬化养护时间约1天，养护1周后方 可进行施工质量检测；环境溫度在l〇°C~20°C时，初期硬化养护时间约1~2天，养护1~ 2周后方可进行施工质量检测；环境溫度在10°CW下时，初期硬化养护时间约2天，养护2 周后方可进行施工质量检测；藝粘贴后的初期硬化期内，不允许对碳纤维布进行键击、移动 或高溫处理； (6)施工质量检测验收合格后，在碳纤维布表面涂抹环氧胶泥。
【专利摘要】本发明涉及一种软土压力隧洞复合衬砌碳纤维布防渗承载结构，它包括盾构法施工形成的拼装式管片环为钢筋混凝土外衬，在外衬内表面铺设防排水垫层，在防排水垫层内表面直接浇筑混凝土形成钢筋混凝土内衬，在内衬内表面全断面粘贴一层或数层碳纤维布。本发明克服了钢板内衬以及预应力混凝土内衬所具有的施工难度大、成本高、工期长的缺点，不仅满足了软土压力隧洞复合衬砌结构的承载要求，也有效地解决了高压输水隧洞因内水外渗危及隧洞安全的技术难题，在软土地层有压输水隧洞领域具有广泛的应用前景。
【IPC分类】E21D11/00, E21D11/38, E21D11/08, E21D11/10
【公开号】CN105401955
【申请号】CN201510851734
【发明人】曹生荣, 秦敢
【申请人】武汉大学
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年11月30日