一种地下防辐射刚性自防水建筑构造
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种地下建筑构造，具体是指一种地下防辐射刚性自防水建筑构造。
【背景技术】
[0002]产生地下隧道渗水的直接原因有三条:①隧道围护结构存在渗水通道有水压足够大的渗水水源渗水水源与渗水通道相通。这三条因素共同存在时才产生渗水，因此可以认为地下建筑物的渗水与裂缝有直接关系。而裂缝的产生除了约占30%的概率的荷载应力和不均匀沉降外，主要是由于混凝土干缩、冷缩和徐变引起的，这与混凝土的物理、化学性质有关。
[0003]现有的防水技术主要有刚性防水和柔性防水两种类型。刚性防水主要是指使用刚性防水材料的防水层，这类刚性材料主要有纤维混凝土防水材料、预应力混凝土防水材料、细石混凝土防水材料等。而柔性防水则是使用油毡以及沥青等材料制造的主体防水材料。柔性防水层的优点有韧性，能适应一定的变形与胀缩，不易开裂。缺点是使用年限短，现有柔性防水技术最长使用年限仅为10?20年。而且对基面的要求比较严格，必须在完全平整、光洁、含水量在9%以下的基面上施工，否则就会出现分层、起鼓、窜水的状况。
[0004]传统的刚性防水技术是指以水泥、砂、石为原材料，掺入少量外加剂或高分子聚合物，通过调整配合比、改善孔结构，增加个原料界面的密实性，或通过补偿收缩，提高混凝土的抗渗防漏能力等方法，使混凝土构筑物达到防水的技术。刚性防水技术的特点是根据不同的工程结构采取不同的方法，施工简单、方便，造价较低，易于维修，防水耐久性好。所以，在常规土木建筑中，刚性防水占相当大的比例。但传统刚性防水的缺点也较为明显，处于自身高密度的原因造成刚性防水自重较大。而且刚性防水层一旦出现了干湿变形、裂缝现象，那么防水层也就会受损。
[0005]传统刚性防水方式有如下两种:
[0006](I)利用刚性防水材料进行防水
[0007]刚性防水的主要基材是水泥，如硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣水泥、火山灰水泥。这些水硬性胶凝材料的抗渗性和防水耐久性都是较好的，所以，国内外许多防水工程都采用水泥作为胶结材料。然而，由于水泥的抗拉强度低，变形小，易于收缩开裂，往往会破坏结构的整体防水。而且，水泥配制成混凝土后，内部形成许多毛细孔缝，成为渗水的通道。
[0008]为了提高混凝土的抗渗性，国内外科技人员研究出许多无机防水剂，如三氯化铁、无机铝盐、三乙醇胺等等。通过加入这些防水剂，提高水泥砂浆的密实性或改善砂浆的抗裂性，从而达到防水抗渗的目的。但这些措施无法完全杜绝渗漏。
[0009](2)结构自防水
[0010]抗渗的前提是抗裂，普通防水混凝土和外加剂防水混凝土不具有膨胀性能，它们没有抗裂功能，即使它们的抗渗性很高，混凝土收缩开裂也就失去整体防水功能。
[0011]结构自防水技术是通过膨胀水泥和水泥膨胀或施加预应力，使得预压应力能抵消结构在收缩过程中产生的全部或大部分拉应力。但膨胀混凝土较难处理转角、截面不规则的场合；施加预应力虽然能较好解决防水问题，但施工复杂，造价很高。
[0012]强辐射核设备包括原子能工业以及应用放射性同位素的装置，如反应堆、加速器、放射化学装置、海关、医院等，这些辐射核设备存在强辐射核，会对地下水造成严重污染，因此需要搭载设备的防护结构可以屏蔽射线，且具有极强的防水性能，要求外部地下水绝不能渗入设备范围周边范围。
[0013]能遮蔽α、X、γ射线和中子流等等对人体有危害的混凝土称为防辐射混凝土，由此构造的隔绝辐射的隧道称之为防辐射混凝土隧道，防辐射混凝土隧道一般采用密度比普通混凝土大的重混凝土，其表观密度< 2800kg/m3。重混凝土由水泥、水及重骨料配制而成，混凝土愈重，墙壁越厚，其防护X、T射线的性能越好。
[0014]现实中，由于重混凝土价格昂贵且不易采购，而较厚的普通混凝土壁也具备与重混凝土一样隔绝辐射的功能，因此常采用普通混凝土来代替重混凝土。但普通混凝土的隔离效果远比重混凝土差，要达到理想的隔离效果，防护结构厚度至少需要lm。且原子能设备精度要求极高，要求围护结构必须长距离连续施工。在此严苛的要求下，需连续施工且厚重的普通混凝土构件干缩明显，水化热大，很难控制裂缝的产生及裂缝发展。隧道壁因此存在大量的裂缝，光靠侧壁无法实现刚性防水。虽然柔性防水能填充裂缝而达到较好的防水效果，但其寿命最多只有20年，埋在地下的原子能工业装置不可能每隔20年挖开重新做一次防水施工，因此需要有一种技术达到既能防辐射、又能绝对防水。
[0015]现有杜绝混凝土渗水的刚性防水方案主要有两种:
[0016](I)内部埋置钢板
[0017]现有常规混凝土隧道100如图1所示，由混凝土和钢筋101、拉结钢筋102浇筑而成。为了杜绝混凝土渗水，内置埋置钢板的混凝土隧道200如图2所示，在钢筋201之间埋置内置钢板202，并焊接成一个整体后浇筑混凝土，这相当于做了一个钢盒子，利用钢板的绝水性能进行防水。这种方法确实使得防护结构具有很好的防水、隔水性能，但存在明显的缺点:①钢材需要焊接导致取用的钢板不能太薄，厚度一般大于3?5_，导致结构用钢量巨大，整体造价是传统混凝土结构的3?6倍。②混凝土内部埋置钢板导致内外侧钢筋之间的拉结筋无法设置，对混凝土侧壁受力影响很大。③埋置钢板对浇筑混凝土工艺要求较高，需两次浇筑混凝土且需保证第一次浇筑的混凝土很平整，以保证钢板贴合完好。
[0018](2)施加预应力
[0019]通过张拉预应力钢束，给混凝土结构施加预压力，可有效防止混凝土开裂。但施加预应力对混凝土的强度、徐变性能要求较高，且大量张拉预应力钢束造成施工极为困难及造价提升2?3倍。
【实用新型内容】
[0020]本实用新型的目的是提供一种地下防辐射刚性自防水建筑构造，该自防水建筑构造通过设置参与共同受力的防水罩，能够对地下水进行有效泄压、收集和排放，既能保证建筑构造的结构强度要求，又使得厚壁混凝土隧道能够完全隔绝地下水，以防止辐射核设备的地下水渗漏及对周边土体的地下水核污染，安全环保，且建筑构造的防水寿命与结构寿命一致，可达到50年以上。
[0021]本实用新型的这一目的通过如下技术方案来实现的:一种地下防辐射刚性自防水建筑构造，包括隔绝辐射的厚壁混凝土隧道，厚壁混凝土隧道用于放置辐射核设备，所述厚壁混凝土隧道包括顶板、隧道侧壁和基底，其特征在于:所述厚壁混凝土隧道外围增设有防水罩，防水罩整体包覆厚壁混凝土隧道，所述的防水罩包括顶盖、侧罩和罩底，所述的顶盖由折曲的压型钢板以及钢筋混凝土构筑而成，所述的压型钢板铺设在所述顶板上，并且完全覆盖顶板，压型钢板具有导流槽，所述的侧罩与隧道侧壁之间还设置有连接件，所述侧罩与隧道侧壁之间具有间距，所述侧罩、隧道侧壁与罩底三者所围的空间构成集水槽，集水槽还与地下水集中检测处理装置相连接，所述罩底位于所述基底的下方，罩底与基底之间还设置有U型钢板，U型钢板铺设在所述罩底上，以隔绝下部地下水的渗入，所述自防水建筑构造能够对地下水进行有效泄压、收集和排放，使得厚壁混凝土隧道能够完全隔绝地下水，从而防止辐射核设备的地下水渗漏及对周边土体地下水核污染的现象发生。
[0022]本实用新型的自防水建筑构造通过增设防水罩、压型钢板、导流槽、集水槽以及U型钢板，集中回收外部渗入的地下水并进行处理，将渗入防水罩的地下水彻底进行泄压并有效排放，防水罩主要用于泄压排水。当隧道顶部的压型钢板没锈蚀透时，压型钢板对外部地下水起到绝水作用；当时间长久，压型钢板被锈蚀后，利用压型钢板中间的具有空腔性能的导流槽对地下水渗水进行泄压并排放，从而使得厚壁混凝土隧道能够完全隔绝地下水。该自防水建筑构造解决了需连续施工的厚壁混凝土隧道的收缩、开裂而导致的漏水及对地下水污染的问题，是防水寿命与结构寿命一致，可达到50年以上，且造价低廉。
[0023]本实用新型中，所述的压型钢板为搭接型屋面用压型钢板，型号为YW51-760，该压型钢板坡高51mm，每块覆盖宽度为760mm，钢板厚度为1mm，导流槽的截面为等腰梯形，该等腰梯形的上底为65mm，下底为125mm，