用于瓦斯隧道气密防水处理的方法
【专利摘要】本发明公开了用于瓦斯隧道气密防水处理的方法，包括以下步骤：（1）初期支护表面满铺防水板，在防水板铺设闭孔型泡沫塑料垫；（2）纵向施工缝的中埋式止水带定位；（3）环向施工缝的中埋式止水带定位；（4）二次衬砌，埋设中埋式止水带，纵向施工缝安置遇水膨胀止水条，环向施工缝埋设外贴式橡胶止水带；（5）施工缝嵌入嵌缝材料；（6）排险、洒水、降尘处理；（7）隧道竣工后气密性检测，整个施工过程结束。本发明能够克服以往在开凿高浓度瓦斯隧道遇到的气密性和防水困难的解决方法，同时克服了中埋式止水带在不同施工缝中不好定位的困难，针对性强以及简单实用、可操作性强和效果好，保证施工速度快，且施工质量高，防水及气密性好。
【专利说明】用于瓦斯隧道气密防水处理的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及瓦斯隧道防护领域，具体是指一种用于瓦斯隧道气密防水处理的方法。
【背景技术】
[0002]甲烷从多孔岩石中释放并随后向地下巷道的涌入取决于岩体的渗透性和压力梯度。在隧道施工以前，岩体以及岩体内储存的气体处于平衡状态，当隧道进行施工时，这种平衡被打破，并且瓦斯或地下水能够流动的通路即形成。
[0003]隧道掘进时，在隧道周围形成的围岩松动圈变形带，产生了一个高渗透性地带。当隧道被衬砌时，变形带的破碎围岩的渗透性要比衬砌的渗透性大，至少要高两个数量级，衬砌构成低渗透性阻挡层，如果松动变形带没有很好的灌浆，将起蓄气作用，瓦斯往往在衬砌后积聚和流动，可以通过衬砌裂缝渗入隧道。
[0004]瓦斯隧道衬砌结构对预防瓦斯渗透应特别设计，一般防渗措施主要有:注浆处理、喷射混凝土层、防水层、气密性混凝土层、接头密封垫、粘合剂、专用防渗透中心排水管等坐寸。
[0005]目前采用的对瓦斯隧道气密性及防水的设计存在很大不足，大多对隧道均是采用被防水的措施，在存在高瓦斯浓度隧道的防护方面除了防水，还有瓦斯气体的突出的风险，如何做到既保证防水又能很好地避免瓦斯气体突出，而且中埋式止水带在施工缝中的定位方式也是该施工的难点，是眼下需要解决的问题，本发明针对此情况，在长期的研究和实践中，总结出了与工程实际结合，且能高效有效保证施工的处理方法。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是克服以往在开凿高浓度瓦斯隧道遇到的气密性和防水困难的解决方法，同时克服了中埋式止水带在不同施工缝中不好定位的困难。
[0007]本发明通过下述技术方案实现:用于瓦斯隧道气密防水处理的方法，包括以下步骤:
(1)首先，在初期支护表面满铺防水板，之后在防水板上再铺设闭孔型泡沫塑料垫；
(2)对纵向施工缝进行中埋式止水带的定位；
(3)对环向施工缝进行中埋式止水带的定位；
(4)进行二次衬砌，浇灌气密性混凝土，并在施工缝埋设中埋式止水带，在纵向施工缝内安置遇水膨胀止水条，环向施工缝还设有埋设外贴式橡胶止水带；
(5)在施工缝内嵌入嵌缝材料；
(6)对现场进行排险、洒水、降尘处理；
(7)隧道竣工后对施工缝进行气密性检测，整个施工过程结束。
[0008]上述方法在高瓦斯隧道施工过程中，先进行混凝土浆的初期支护，形成初期支护层，在初期支护层在铺设防水板，用于防水，使用闭孔型泡沫塑料垫取代土工布，实现对瓦斯气体的防护，之后再进行二次衬砌，并在衬砌时，进行中埋式止水带的定位和预埋，隧道拱墙衬砌与仰拱的纵向施工缝中设置中埋式钢边之水带一直较难控制，作为施工缝主要防水措施的主要材料，中埋式止水带要求一般预留，一半预埋，且需设置在仰拱边墙混凝土顶面的中间位置，处理不当易造成扭曲变形，埋设高度也控制不好，收混凝土施工影响较大，容易下沉及偏移，为了提高中埋式止水带施工质量，加快施工速度，保证外观和防水质量，经过在施工现场不断实践，总结形成纵向施工缝中埋式止水带的定位方法。在环向施工缝中，防水是整个防水系统中最薄弱的点，由于止水带厚度为0.8cm，且为较硬的橡胶制品，采用传统工艺安装中埋式橡胶止水带，需要进行直角弯折，容易损坏止水带，且在下一板衬砌施工时无法保证准确复位，为保证止水带安装质量，简化施工工序，加快进度，总结出了环向施工缝的中埋式止水带的定位方法，确保了防水质量。做好中埋式止水带定位工艺，在进行二次衬砌，并在施工缝内安装遇水膨胀止水条，环向施工缝还需设置外贴式中埋式止水带。施工缝的缝隙较宽，再防水方面，需使用填缝材料对施工缝进行填补，之后对施工后的二次衬砌表面进行排险、洒水、降尘处理，在隧道竣工后，对施工缝进行气密性检测，如有瓦斯气体外泄，需做后续施工密闭或采取相关措施弥补。
[0009]进一步地，所述步骤(2)中，在纵向施工缝中埋设的止水带为中埋式钢边止水带。
[0010]进一步地，所述步骤(2)中纵向施工缝进行中埋式止水带的定位，使用钢边止水带固定系统来固定纵向施工缝中的中埋式钢边止水带，定位方法包括以下步骤:
(2.1)组装钢边止水带固定系统；
(2.2)调直钢边之水带，固定紧钢边止水带，并将钢边止水带悬挂起来；
(2.3)进行仰拱混凝土浇筑；
(2.4)待仰拱混凝土成型脱模后，松动螺栓，卸下固定系统，准备下一循环作业。
[0011]隧道拱墙衬砌与仰拱的纵向施工缝中设置中埋式钢边之水带一直较难控制，作为施工缝主要防水措施的主要材料，中埋式止水带要求一般预留，一半预埋，且需设置在仰拱边墙混凝土顶面的中间位置，处理不当易造成扭曲变形，埋设高度也控制不好，收混凝土施工影响较大，容易下沉及偏移，为了提高中埋式止水带施工质量，加快施工速度，保证外观和防水质量，经过在施工现场不断实践，总结形成纵向施工缝中埋式止水带的定位方法。具体方法为，制作长12m的角钢模架和配套螺栓、钢筋等，组装成现有的钢边止水带固定系统，将钢边止水带放入两根角钢之间至设计位置和高度，把调直的止水带悬挂起来，拧动螺栓加紧钢边止水带，再进行仰拱混凝土的浇筑，带仰拱混凝土成型脱模后，松动螺栓，卸下模架准备下一循环工作。
[0012]进一步地，所述步骤(3)中环向施工缝进行中埋式止水带的定位，采用端头钢模板固定止水带进行定位，其步骤包括:
(3.1)组合端头钢模板；
(3.2)通过连接件将模板与二衬台车端头铰接；
(3.3)采用连接件及螺栓连接，在二衬台车定位；
(3.4)使用木模分堵衬砌端头。
[0013](3.5)利用角钢与螺栓螺母固定木模，封闭完成。
[0014]在环向施工缝中，防水是整个防水系统中最薄弱的点，由于止水带厚度为0.8cm，且为较硬的橡胶制品，采用传统方法安装中埋式橡胶止水带，需要进行直角弯折，容易损坏止水带，且在下一板衬砌施工时无法保证准确复位，为保证止水带安装质量，简化施工工序，加快进度，总结出了环向施工缝的中埋式止水带的定位方法，确保了防水质量。按衬砌台车支撑状态的弧度制作两块弧长I米钢模板和配套连接件、螺栓等，组合成现有的端头钢模板，通过连接件将模板与二衬台车端头铰接，两模板弧形肋板之间留Icrn空隙，用来固定中埋式橡胶止水带，采用连接件及螺栓连接，在二衬台车定位完成后，旋转内侧模板，安放中埋式橡胶止水带，在旋转外侧模板，通过两颗螺栓将两块模板固定，外侧模板与防水板之间采用木模风度衬砌端头，利用角钢与螺栓螺母固定，封闭完成，采用整体端头钢模，利用连接件，螺栓将端头模板、衬砌台车，形成有机整体，效率高，劳动强度低，施工速度快，即可保证结构外观质量，又便于施工。
[0015]进一步地，所述步骤(4)中，环向施工缝埋设的外贴式橡胶止水带通过与防水板焊接定位，或找平层后通过端头模板压住其中心来定位。
[0016]优选的，所述步骤(4)中，二次衬砌时使用的混凝土为抗渗标号不小于S 6防水混凝土。
[0017]进一步地，所述步骤(4)中，中埋式橡胶止水带埋设位置宜按二次衬砌混凝土厚度的一半确定，其安装的径向位置，较设计允许偏差为±5cm。
[0018]进一步地，所述步骤(5)中，施工缝内的嵌缝材料为双组份聚硫密封胶。
[0019]本发明与现有技术相比，具有的优点及有益效果为:能够克服以往在开凿高浓度瓦斯隧道遇到的气密性和防水困难的解决方法，同时克服了中埋式止水带在不同施工缝中不好定位的困难。
【具体实施方式】
[0020]下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此，在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的范围内。
[0021]实施例:
本实施例公开了用于瓦斯隧道气密防水处理的方法，主要为了克服以往在开凿高浓度瓦斯隧道遇到的气密性和防水困难的解决方法，同时克服了中埋式止水带在不同施工缝中不好定位的困难，整个施工步骤如下:。
[0022](I)首先，在初期支护表面满铺防水板，之后在防水板上再铺设闭孔型泡沫塑料垫；
(2)对纵向施工缝进行中埋式止水带的定位；
(3)对环向施工缝进行中埋式止水带的定位；
(4)进行二次衬砌，浇灌气密性混凝土，并在施工缝埋设中埋式止水带，在纵向施工缝内安置遇水膨胀止水条，环向施工缝还设有埋设外贴式橡胶止水带；
(5)在施工缝内嵌入嵌缝材料；
(6 )对现场进行排险、洒水、降尘处理；
(7)隧道竣工后对施工缝进行气密性检测，整个施工过程结束。
[0023]上述方法在高瓦斯隧道施工过程中，先进行混凝土浆的初期支护，形成初期支护层，在初期支护层在铺设防水板，用于防水，使用闭孔型泡沫塑料垫取代土工布，实现对瓦斯气体的防护，之后再进行二次衬砌，并在衬砌时，进行中埋式止水带的定位和预埋，隧道拱墙衬砌与仰拱的纵向施工缝中设置中埋式钢边之水带一直较难控制，作为施工缝主要防水措施的主要材料，中埋式止水带要求一般预留，一半预埋，且需设置在仰拱边墙混凝土顶面的中间位置，处理不当易造成扭曲变形，埋设高度也控制不好，收混凝土施工影响较大，容易下沉及偏移，为了提高中埋式止水带施工质量，加快施工速度，保证外观和防水质量，经过在施工现场不断实践，总结形成纵向施工缝中埋式止水带的定位方法。在环向施工缝中，防水是整个防水系统中最薄弱的点，由于止水带厚度为0.8cm，且为较硬的橡胶制品，采用传统工艺安装中埋式橡胶止水带，需要进行直角弯折，容易损坏止水带，且在下一板衬砌施工时无法保证准确复位，为保证止水带安装质量，简化施工工序，加快进度，总结出了环向施工缝的中埋式止水带的定位方法，确保了防水质量。做好中埋式止水带定位工艺，在进行二次衬砌，并在施工缝内安装遇水膨胀止水条，环向施工缝还需设置外贴式中埋式止水带。施工缝的缝隙较宽，再防水方面，需使用填缝材料对施工缝进行填补，之后对施工后的二次衬砌表面进行排险、洒水、降尘处理，在隧道竣工后，对施工缝进行气密性检测，如有瓦斯气体外泄，需做后续施工密闭或采取相关措施弥补，且在纵向施工缝中埋设的止水带为中埋式钢边止水带，使用钢边止水带固定系统来固定纵向施工缝中的中埋式钢边止水带，包括以下步骤:
(2.1)组装钢边止水带固定系统；
(2.2)调直钢边之水带，固定紧钢边止水带，并将钢边止水带悬挂起来；
(2.3)进行仰拱混凝土浇筑；
(2.4)待仰拱混凝土成型脱模后，松动螺栓，卸下固定系统，准备下一循环作业。
[0024]隧道拱墙衬砌与仰拱的纵向施工缝中设置中埋式钢边之水带一直较难控制，作为施工缝主要防水措施的主要材料，中埋式止水带要求一般预留，一半预埋，且需设置在仰拱边墙混凝土顶面的中间位置，处理不当易造成扭曲变形，埋设高度也控制不好，收混凝土施工影响较大，容易下沉及偏移，为了提高中埋式止水带施工质量，加快施工速度，保证外观和防水质量，经过在施工现场不断实践，总结形成纵向施工缝中埋式止水带的定位方法。具体方法为，制作长12m的角钢模架和配套螺栓、钢筋等，组装成现有的钢边止水带固定系统，将钢边止水带放入两根角钢之间至设计位置和高度，把调直的止水带悬挂起来，拧动螺栓加紧钢边止水带，再进行仰拱混凝土的浇筑，带仰拱混凝土成型脱模后，松动螺栓，卸下模架准备下一循环工作。所述步骤(3)中环向施工缝进行中埋式止水带的定位，采用端头钢模板固定止水带，定位的步骤包括:
(3.1)组合端头钢模板；
(3.2)通过连接件将模板与二衬台车端头铰接；
(3.3)采用连接件及螺栓连接，在二衬台车定位；
(3.4)使用木模分堵衬砌端头。
[0025](3.5)利用角钢与螺栓螺母固定木模，封闭完成。
[0026]在环向施工缝中，防水是整个防水系统中最薄弱的点，由于止水带厚度为0.8cm,且为较硬的橡胶制品，采用传统工艺安装中埋式橡胶止水带，需要进行直角弯折，容易损坏止水带，且在下一板衬砌施工时无法保证准确复位，为保证止水带安装质量，简化施工工序，加快进度，总结出了环向施工缝的中埋式止水带的定位方法，确保了防水质量。按衬砌台车支撑状态的弧度制作两块弧长I米钢模板和配套连接件、螺栓等，组合成现有的端头钢模板，通过连接件将模板与二衬台车端头铰接，两模板弧形肋板之间留Icrn空隙，用来固定中埋式橡胶止水带，采用连接件及螺栓连接，在二衬台车定位完成后，旋转内侧模板，安放中埋式橡胶止水带，在旋转外侧模板，通过两颗螺栓将两块模板固定，外侧模板与防水板之间采用木模风度衬砌端头，利用角钢与螺栓螺母固定，封闭完成，采用整体端头钢模，利用连接件，螺栓将端头模板、衬砌台车，形成有机整体，效率高，劳动强度低，施工速度快，即可保证结构外观质量，又便于施工。在步骤(4)中，环向施工缝埋设的外贴式橡胶止水带通过与防水板焊接定位，或找平层后通过端头模板压住其中心来定位。在步骤(4)中，二次衬砌时使用的混凝土为抗渗标号不小于S 6防水混凝土。在步骤(4)中，中埋式橡胶止水带埋设位置宜按二次衬砌混凝土厚度的一半确定，其安装的径向位置，较设计允许偏差为±5cm。在步骤(5)中，施工缝内的嵌缝材料为双组份聚硫密封胶。
[0027] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.用于瓦斯隧道气密防水处理的方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)首先，在初期支护表面满铺防水板，之后在防水板上再铺设闭孔型泡沫塑料垫； (2)对纵向施工缝进行中埋式止水带的定位； (3)对环向施工缝进行中埋式止水带的定位； (4)进行二次衬砌，浇灌气密性混凝土，并在施工缝埋设中埋式止水带，在纵向施工缝内安置遇水膨胀止水条，环向施工缝还设有埋设外贴式橡胶止水带； (5)在施工缝内嵌入嵌缝材料； (6)对现场进行排险、洒水、降尘处理； (7)隧道竣工后对施工缝进行气密性检测，整个施工过程结束。
2.根据权利要求1所述的用于瓦斯隧道气密防水处理的方法，其特征在于:所述步骤(2)中，在纵向施工缝中埋设的止水带为中埋式钢边止水带。
3.根据权利要求2所述的用于瓦斯隧道气密防水处理的方法，其特征在于:所述步骤(2)中纵向施工缝进行中埋式止水带的定位，使用钢边止水带固定系统来固定纵向施工缝中的中埋式钢边止水带，定位方法包括以下步骤: (2.1)组装钢边止水带固定系统； (2.2)调直钢边之水带，固定紧钢边止水带，并将钢边止水带悬挂起来； (2.3)进行仰拱混凝土浇筑； (2.4)待仰拱混凝土成型脱模后，松动螺栓，卸下固定系统，准备下一循环作业。
4.根据权利要求1所述的用于瓦斯隧道气密防水处理的方法，其特征在于:所述步骤(3)中环向施工缝进行中埋式止水带的定位，采用端头钢模板固定止水带进行定位，其步骤包括: (3.1)组合端头钢模板； (3.2)通过连接件将模板与二衬台车端头铰接； (3.3)采用连接件及螺栓连接，在二衬台车定位； (3.4)使用木模分堵衬砌端头； (3.5)利用角钢与螺栓螺母固定木模，封闭完成。
5.根据权利要求1所述的用于瓦斯隧道气密防水处理的方法，其特征在于:所述步骤(4)中，环向施工缝埋设的外贴式橡胶止水带通过与防水板焊接定位，或找平层后通过端头模板压住其中心来定位。
6.根据权利要求1用于瓦斯隧道气密防水处理的方法，其特征在于:所述步骤(4)中，二次衬砌时使用的混凝土为抗渗标号不小于S 6防水混凝土。
7.根据权利要求1用于瓦斯隧道气密防水处理的方法，其特征在于:所述步骤(4)中，中埋式橡胶止水带埋设位置宜按二次衬砌混凝土厚度的一半确定，其安装的径向位置，较设计允许偏差为±5cm。
8.根据权利要求1用于瓦斯隧道气密防水处理的方法，其特征在于:所述步骤(5)中，施工缝内的嵌缝材料为双组份聚硫密封胶。
【文档编号】E21D11/10GK104405420SQ201410587044
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年10月29日 优先权日:2014年10月29日
【发明者】苏春生, 何十美, 丁浩航 申请人:中铁建大桥工程局集团第五工程有限公司, 中国铁建大桥工程局集团有限公司