可承受高内外水压水工建筑物伸缩缝防渗结构及施工方法与流程

本发明属于水工结构领域，涉及一种可承受高内外水压水工建筑物伸缩缝防渗结构及其施工方法。

背景技术：

1、长距离输调水工程是目前为解决国家水资源分布不平衡的有效措施，比如南水北调东中西线工程、引江补汉工程等等，其中隧洞被广泛地应用于长距离引调水工程中。据文献[1]中的统计我国已发挥重要作用的输水隧洞包括：南水北调工程穿黄隧洞双洞累计长为8.5km，外径7m，圆涵；深圳东江水源工程涉及到86.3km的超长隧洞，有城门洞型、马蹄型、圆涵、箱涵4种形状；引滦入津工程有12.39km隧洞，有箱型和城门型两种；南水北调天津干线工程输水箱涵全长145.81km，包括3.6m×3.6m和4.4m×4.4m的箱涵，除上述以外还有很多其它隧道也发挥着重要作用。

2、在诸多因素影响下，输水隧洞存在渗漏水的问题，渗漏最容易发生的部位是伸缩缝部位，因此伸缩缝止水设计和施工质量非常重要。伸缩缝的止水结构通常包括：埋入式止水和顶部嵌入式止水两种结构型式，埋入式止水是将止水带预埋置于伸缩缝的两个砌体结构中，存在问题在于振捣不实，将影响止水效果，产生绕渗现象，且止水带一旦损坏，难以更换；顶部嵌入式止水主要通过嵌填在接缝处里的填料类止水材料来达到止水目的，常用于渠道、渡槽、护坡面板等水工建筑物，其问题在于要求止水材料与混凝土板具有良好的粘接性能，否则容易发生渗漏现象。

3、聚脲弹性体是近年发展起来的新型绿色环保材料，现在提出了一种新型伸缩缝防渗结构，包括嵌缝结构、表面封闭结构、以及二者复合结构，这种结构虽然在南水北调中线工程中发挥了重要作用，但是也存在材料性能过剩的情况，增加投资成本。在实际应用中，为避免材料性能过剩、或者材料性能不能满足运行的情况，应进行适应于不同水压、变形等外界荷载的伸缩缝防渗结构和材料的设计。

4、基于以上需求，开发出一种可承受高内外水压水工建筑物伸缩缝防渗结构成为工程领域亟待解决的问题。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种可承受高内外水压水工建筑物伸缩缝防渗结构。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种可承受高内外水压水工建筑物伸缩缝防渗结构，包括止水弹性体、第一底涂材料层和表面封闭防渗涂层；其中，该止水弹性体嵌入于水工建筑物的相邻混凝土构件夹设的伸缩缝中，该第一底涂材料层涂覆于该伸缩缝表面和该止水弹性体表面；在该第一底涂材料层表面涂覆该表面封闭防渗涂层；

3、该止水弹性体的形状呈i型或t型。

4、如上所述地，进一步在表面封闭防渗涂层的表面覆盖一功能面漆层。

5、如上所述地，进一步在该伸缩缝中涂覆第二底涂材料层。

6、如上所述地，当伸缩缝变形率不大于20％时，该止水弹性体的形状为i型；当伸缩缝变形率大于20％时，该止水弹性体的形状为t型。

7、如上所述地，所述伸缩缝防渗结构中止水弹性体的形状为i型时的尺寸满足下列要求：

8、(1)当水压≤0.3mpa，i型的止水弹性体深度为10-30mm，伸缩缝防渗结构中的表面封闭防渗涂层厚度≤2mm；

9、(2)当水压＞0.3mpa，i型的止水弹性体深度为20-50mm，伸缩缝防渗结构中的表面封闭防渗涂层厚度为3-5mm。

10、如上所述地，所述伸缩缝防渗结构中止水弹性体的形状为t型时的尺寸满足下列要求：

11、(1)当水压≤0.3mpa，t型的止水弹性体的t型槽底座深度为10-20mm、t型槽梁部的宽度为30～50mm、t型槽梁部的深度为10～15mm，伸缩缝防渗结构中的表面封闭防渗涂层厚度为2-3mm；

12、(2)当水压＞0.3mpa，t型的止水弹性体的t型槽底座深度≥20-30mm、t型槽梁部的宽度为30～50mm、t型槽梁部的深度为10～15mm，伸缩缝防渗结构中的表面封闭防渗涂层厚度为3-5mm。

13、如上所述地，所述伸缩缝防渗结构材料参数满足下列要求：

14、(1)i型或t型的止水弹性体的杨氏模量为20～40mpa；

15、(2)表面封闭防渗涂层的杨氏模量为40～100mpa。

16、如上所述地，所述t型的止水弹性体材料参数满足下列要求：

17、(1)t型的止水弹性体的t型槽底座部位止水弹性体材料的杨氏模量为20～30mpa。

18、(2)t型的止水弹性体的t型槽梁部位止水弹性体材料的杨氏模量为30～40mpa。

19、如上所述地，所述止水弹性体的材料为聚脲、改性聚脲、聚氨酯、改性聚氨酯、有机硅、改性有机硅、丁基橡胶或聚硫密封胶。

20、如上所述地，所述表面封闭防渗涂层的材料为聚脲、改性聚脲、聚氨酯、改性聚氨酯或氟硅复合材料；所述功能面漆层的材料为有机硅、改性有机硅或氟硅复合材料。

21、本发明还提供一种可承受高内外水压水工建筑物伸缩缝防渗结构的施工方法，确定止水弹性体形状、伸缩缝防渗结构和材料参数后，具体包括以下施工步骤：

22、s1：根据设计结构，在伸缩缝部位形成相应尺寸的槽，并确定选材；

23、s2：清理伸缩缝内部和顶部混凝土表面，并修补基面；

24、s3：嵌入伸缩缝表层内部的止水弹性体；

25、s4：涂覆止水弹性体配套的底涂材料形成第一底涂材料层，再涂覆表面防渗涂料形成表面封闭防渗涂层。

26、如上所述地，所述第一底涂材料层的材质为改性硅烷环氧类底涂、环氧改性聚氨酯类底涂、环氧类底涂、聚氨酯类底涂或橡胶粘结剂；第二底涂材料层的材质为改性硅烷环氧类底涂、环氧改性聚氨酯类底涂、环氧类底涂、聚氨酯类底涂或橡胶粘结剂。

27、选择的止水弹性体具有如下作用：1)适应于变形；2)支撑表面防渗涂层；3)抵抗反向高水压。

28、如上所述地，步骤s3中在嵌入伸缩缝表层内部的止水弹性体前进一步涂覆止水弹性体配套的底涂材料形成第二底涂材料层。

29、底涂材料用于提高涂层或者嵌缝体与混凝土粘结力，可根据嵌入伸缩缝表层内部的情况选择，当粘接力要求不高的时候可以不涂覆。

30、如上所述地，步骤s4后进一步增加步骤s5：在表面防渗涂层表面覆盖一功能面漆层。

31、本发明的有益效果在于：

32、本发明提供一种可承受高内外水压水工建筑物伸缩缝防渗结构及其施工方法，该防渗结构根据混凝土的变形量、对水压的承受荷载得到，解决了现有防渗结构不考虑受力的合理性的问题。同时，该防渗结构针对输水隧洞的水压的承压能力选择既能承压又能保持一定变形能力的材料，实现了不同荷载条件下的结构可变，可以合理、经济、有效的防渗防漏。

技术特征：

1.一种可承受高内外水压水工建筑物伸缩缝防渗结构，其特征在于，包括止水弹性体、第一底涂材料层和表面封闭防渗涂层；其中，该止水弹性体嵌入于水工建筑物的相邻混凝土构件夹设的伸缩缝中，该第一底涂材料层涂覆于该伸缩缝表面和该止水弹性体表面；在该第一底涂材料层表面涂覆该表面封闭防渗涂层；

2.根据权利要求1所述的可承受高内外水压水工建筑物伸缩缝防渗结构，其特征在于，进一步在表面封闭防渗涂层的表面覆盖一功能面漆层。

3.根据权利要求1所述的可承受高内外水压水工建筑物伸缩缝防渗结构，其特征在于，进一步在该伸缩缝中涂覆第二底涂材料层。

4.根据权利要求1所述的可承受高内外水压水工建筑物伸缩缝防渗结构，其特征在于，当伸缩缝变形率不大于20％时，该止水弹性体的形状为i型；当伸缩缝变形率大于20％时，该止水弹性体的形状为t型。

5.根据权利要求1至3任一项所述的可承受高内外水压水工建筑物伸缩缝防渗结构，其特征在于，所述伸缩缝防渗结构中止水弹性体的形状为i型时的尺寸满足下列要求：

6.根据权利要求1至3任一项所述的可承受高内外水压水工建筑物伸缩缝防渗结构，其特征在于，所述伸缩缝防渗结构中止水弹性体的形状为t型时的尺寸满足下列要求：

7.根据权利要求1至3任一项所述的可承受高内外水压水工建筑物伸缩缝防渗结构，其特征在于，所述伸缩缝防渗结构材料参数满足下列要求：

8.根据权利要求7所述可承受高内外水压水工建筑物伸缩缝防渗结构，其特征在于，所述t型的止水弹性体材料参数满足下列要求：

9.根据权利要求1至8任一项所述的可承受高内外水压水工建筑物伸缩缝防渗结构，其特征在于，所述止水弹性体的材料为聚脲、改性聚脲、聚氨酯、改性聚氨酯、有机硅、改性有机硅、丁基橡胶或聚硫密封胶。

10.根据权利要求1至7任一项所述的可承受高内外水压水工建筑物伸缩缝防渗结构，其特征在于，所述表面封闭防渗涂层的材料为聚脲、改性聚脲、聚氨酯、改性聚氨酯或氟硅复合材料；所述功能面漆层的材料为有机硅、改性有机硅或氟硅复合材料。

11.根据权利要求1-10任一项所述可承受高内外水压水工建筑物伸缩缝防渗结构的施工方法，其特征在于，确定止水弹性体形状、伸缩缝防渗结构和材料参数后，具体包括以下施工步骤：

12.根据权利要求11所述可承受高内外水压水工建筑物伸缩缝防渗结构的施工方法，其特征在于，步骤s3中在嵌入伸缩缝表层内部的止水弹性体前进一步涂覆止水弹性体配套的底涂材料形成第二底涂材料层。

13.根据权利要求12所述可承受高内外水压水工建筑物伸缩缝防渗结构的施工方法，其特征在于，所述第一底涂材料层的材质为改性硅烷环氧类底涂、环氧改性聚氨酯类底涂、环氧类底涂、聚氨酯类底涂或橡胶粘结剂；第二底涂材料层的材质为改性硅烷环氧类底涂、环氧改性聚氨酯类底涂、环氧类底涂、聚氨酯类底涂或橡胶粘结剂。

14.根据权利要求11所述可承受高内外水压水工建筑物伸缩缝防渗结构的施工方法，其特征在于，步骤s4后进一步增加步骤s5：在表面防渗涂层表面覆盖一功能面漆层。

技术总结
本发明提供一种可承受高内外水压水工建筑物伸缩缝防渗结构及施工方法，包括止水弹性体、第一底涂材料层和表面封闭防渗涂层；其中，该嵌入伸缩缝表层内部的止水弹性体的形状呈I型或T型；还可进一步在表面封闭防渗涂层的表面覆盖一功能面漆层，在该伸缩缝中涂覆第二底涂材料层。本发明还提供上述可承受高内外水压水工建筑物伸缩缝防渗结构的施工方法。本发明提供的防渗结构的具有承担高内外(正反向)水压、适应大变形的功能，实现了不同荷载条件下的结构可变，可以合理、经济、有效的防渗防漏。

技术研发人员：李炳奇,李泽月,李泽阳
受保护的技术使用者：李泽月
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7