一種壓力引水隧洞復合襯砌混凝土防滲結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種壓力引水隧洞復合襯砌混凝土防滲結構，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漿環。本實用新型的有益效果為：具有預應力混凝土補強加固效果及復合防滲結構，保證了襯砌混凝土結構的安全，對已建壓力引水隧洞的修補加固及防滲具有較好實用價值。
【專利說明】一種壓力引水隧洞復合襯砌混凝土防滲結構
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及隧道施工領域，具體而言，涉及一種壓力引水隧洞復合襯砌混凝土防滲結構。
【背景技術】
[0002]近年來，我國建設了一大批的西部水電工程和跨流域調水工程，水利水電工程建設水平得到了很大提高，很多技術都處于世界領先水平，其中隧道高水頭、大長度、大直徑方向發展，我國已建的壓力引水隧洞最大直徑為9.6m，再加上高內水壓力給壓力引水隧洞混凝土襯砌結構設計帶來巨大挑戰。
[0003]壓力引水隧洞在設計和施工階段對圍巖情況估計過高，運行后發現混凝土襯砌一般受結構尺寸的限制，抵抗內水壓力的能力有限，從而導致洞內混凝土襯砌開裂、滲漏嚴重，因此不得不停止運行進行修補加固處理，盡管這些工作可利用機組檢修期或負荷不大的季節進行，但由于修補時間短，只能修補一部分，可見，對已建壓力隧洞的修補加固方案提前進行深入研究，以確定最佳的修補加固方案是十分重要的。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的是提供一種壓力引水隧洞復合襯砌混凝土防滲結構，以克服目前現有技術存在的上述不足。
[0005]本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現:
[0006]本實用新型實施例提供了一種壓力引水隧洞復合襯砌混凝土防滲結構，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漿環，共同構成封閉空間，以利用注漿壓力對二次襯砌混凝土施加預應力。
[0007]進一步的，槽溝的橫剖面為三角形。
[0008]進一步的，止漿環通過射釘與原始襯砌混凝土層固定。
[0009]進一步的，止漿環與原始襯砌混凝土層之間涂抹一層聚合物水泥漿。
[0010]進一步的，防滲層為鋼板或PVC板。
[0011]本實用新型的有益效果為:本實用新型具有預應力混凝土補強加固效果及復合防滲結構，保證了襯砌混凝土結構的安全，對已建壓力引水隧洞的安全生產具有較好的實用價值。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]下面根據附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
[0013]圖1是本實用新型實施例所述的一種壓力引水隧洞復合襯砌混凝土防滲結構的橫向剖視圖；
[0014]圖2是圖1中A-A截面圖；
[0015]圖3是本實用新型實施例所述的一種壓力引水隧洞復合襯砌混凝土防滲結構中溝槽的放大圖；
[0016]圖4是本實用新型實施例所述的一種壓力引水隧洞復合襯砌混凝土防滲結構中止漿環的截面圖；
[0017]圖5是本實用新型實施例所述的一種壓力引水隧洞復合襯砌混凝土防滲結構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、止漿環；6、射釘；7、聚合物水泥漿。
【具體實施方式】
[0020]實施例1，如圖1-4所示，本實用新型實施例提供了一種壓力引水隧洞復合襯砌混凝土防滲結構，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漿環5。
[0021]該壓力引水隧洞復合襯砌混凝土防滲結構設計合理，原始襯砌混凝土層、防滲層以及二次襯砌混凝土層形成復合承載防滲結構，另外在槽溝用于灌漿，且不占用過水斷面空間，槽溝是用混凝土切割機在混凝土層上切割后控出來的，輪廓不一定規矩，便于水泥漿流動即可。另外本實用新型具有預應力混凝土補強加固效果及復合防滲結構，保證了復合襯砌混凝土防滲結構的安全運行，對已建壓力引水隧洞具有較好實用價值。
[0022]進一步的，槽溝的橫剖面為三角形。槽溝是用混凝土切割機在混凝土層上切割后控出來的，輪廓不一定規矩，便于水泥漿流動即可。
[0023]進一步的，止漿環通過射釘6與原始襯砌混凝土層固定。本實用新型對防滲鋼板與原始襯砌混凝土層的連接作進一步的限定，通過射釘進行固定，保證了結構的安全，另外射釘在實施時應進行防滲處理后再進行安裝，連接可靠，且便于安裝和實施，操作方便，實用性強。
[0024]進一步的，止漿環與原始襯砌混凝土層之間涂抹一層聚合物水泥漿7。為了進一步的防止滲漿。
[0025]優選的，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，板與板之間的對接部位正好落在止漿環上面焊接。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，或在其上復合一層合成纖維氈后鋪設，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重，可選用薄鋼板(厚1_)作為防水層，由于鋼板有較大的強度，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水壓力。
[0026]實施例2，如圖5所示，本實用新型實施例還提供了一種壓力引水隧洞復合襯砌混凝土防滲結構的施工工藝，該工藝包括以下步驟:
[0027](I)對原始襯砌混凝土層裂縫或滲漏部位進行封堵處理；
[0028]一般裂縫分靜止裂縫和活動裂縫，前者裂縫寬度保持穩定，后者則隨荷載或混凝土的濕熱變化時開時合，用來修補的材料必須具有足夠的柔韌性。修補處理的目的主要是為注漿壓力提供一個封閉的空間，同時起防滲作用。
[0029](2)在原始襯砌混凝土層上開設縱/橫向槽溝；
[0030]槽溝是用混凝土切割機在混凝土層上切割后控出來的，輪廓不一定規矩，便于水泥漿流動即可。優選的，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，以穩定地控制水或水泥漿泵入過程，確保完全充滿整個封閉空隙。
[0031](3)在原始襯砌混凝土層表層部鋪設止漿環；
[0032]為了將一個澆筑段分為若干個注漿區域，特設止漿環，材料和防滲層材料相同，其寬度為80?100mm。兩道止漿環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。當然，為了止水，其下面應涂抹一薄層聚合物水泥漿。
[0033](4)鋪設防滲層；
[0034]防滲層用射釘固定在襯砌混凝土層上，板與板之間的對接部位正好落在止漿環上面焊接。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，或在其上復合一層合成纖維氈后鋪設，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重，可選用薄鋼板(厚Imm)作為防水層，由于鋼板有較大的強度，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水壓力。
[0035](5)最后，在防滲層內側澆筑二次襯砌混凝土層。
[0036]當原襯砌混凝土表面存在大量的裂縫，單獨處理困難或太昂貴時，選用迭合層或新澆筑一薄層高性能纖維混凝土是合適的。大多數裂縫是由于荷載、溫度和濕氣的變化引起的，此時新澆筑內襯混凝土薄層與原襯砌混凝土是隔離的，這樣裂縫就不會反射到新內襯混凝土層上。高性能混凝土是從高強混凝土發展而來，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和振搗器即能生產出C80以上的混凝土，這種混凝土可以應用于壓力隧洞修補加固內襯上。但是，這種混凝土的最大缺點是延性太低，其補救辦法是加入鋼纖維或其他纖維。
[0037]進一步的，該施工工藝還包括以下步驟:當澆筑二次襯砌混凝土達到設計強度后，施加預應力。進一步的，施加預應力包括以下步驟:首先，用注入水壓力檢查注漿區域是否通暢，逐步升高壓力以使塑性變形和徐變變形盡早發生；然后注入膨脹型水泥漿，直至排氣孔出現稠漿為止，升高注漿壓力達到設計值，維持5分鐘以上，壓力不變即可關閉注漿管和排氣管。
[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。關于臨界壓力的大小，有待計算分析后確定。
[0039]本實用新型具有預應力混凝土補強加固效果及復合防滲結構，保證了復合預應力混凝土襯砌防滲結構的安全運行，對大直徑高水頭的壓力引水隧洞具有較好實用價值。
[0040]本實用新型不局限于上述最佳實施方式，任何人在本實用新型的啟示下都可得出其他各種形式的產品，但不論在其形狀或結構上作任何變化，凡是具有與本申請相同或相近似的技術方案，均落在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種壓力引水隧洞復合襯砌混凝土防滲結構，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漿環(5)。
2.根據權利要求1所述的壓力引水隧洞復合襯砌混凝土防滲結構，其特征在于:槽溝的橫剖面為三角形。
3.根據權利要求1所述的壓力引水隧洞復合襯砌混凝土防滲結構，其特征在于:止漿環通過射釘(6)與原始襯砌混凝土層固定。
4.根據權利要求3所述的壓力引水隧洞復合襯砌混凝土防滲結構，其特征在于:止漿環與原始襯砌混凝土層之間涂抹一層聚合物水泥漿(7)。
5.根據權利要求1所述的壓力引水隧洞復合襯砌混凝土防滲結構，其特征在于:防滲層為鋼板或PVC板。
【文檔編號】E02B3/16GK203855937SQ201420264588
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年5月23日 優先權日:2014年5月23日
【發明者】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 申請人:北京中水科海利工程技術有限公司, 中國水利水電科學研究院