一种隧道顶部防水结构及实施方法与流程

本发明属于隧道防水领域，具体的涉及一种隧道顶部防水结构及实施方法。

背景技术：

在城市地铁工程施工中，浅埋暗挖防水结构设计目前基本采用全包防水结构，即沿隧道支护衬砌全断面设置防水层，不考虑隧道内排水。由于地下水位一般较浅，施工期间采用降水措施，结构渗漏水情况不明显，待隧道施工结束、降水井关闭后，全包防水结构渗漏水情况较为普遍，特别是在富水地层中，这种情况更为明显。遇到渗漏水情况后一般在结构验交前采用注浆封堵措施进行治理，总体施工处理成本高，周期长，有时效果不尽理想，后期安全隐患大。而且混凝土层受水质酸碱度、侵蚀、植物根系和微生物的因素引起开裂导致的渗水问题较为突出。

为了解决隧道工程建设中渗漏水的技术问题，故提出一种隧道顶部防水结构及实施方法。

技术实现要素：

为了解决隧道工程建设中渗漏水的技术问题，故提出一种隧道顶部防水结构及实施方法。

发明人经过实践和总结得出本发明的技术方案，本发明公开了一种隧道顶部防水结构，包括与隧道顶部的素土接触的混凝土层、防水结构层和结构支撑层，其中：所述混凝土层由丙凝防水材料、混凝土和消泡剂混合而成；所述混凝土层通过设有锚筋与素土连接为整体；所述锚筋包括纵锚筋和框架锚筋；所述纵锚筋固定连接在素土内部且伸出150-200mm；所述框架锚筋距离素土100-150mm的位置处与纵锚筋的伸出部分固定连接成网状结构；所述混凝土层通过预埋有螺栓与结构支撑层固定连接为整体；所述防水结构层位于混凝土层和结构支撑层之间且与混凝土层固定连接；所述防水结构层包括防水材料主料和防水材料填充料；所述防水材料主料一侧设有均匀开设有通孔，且在靠近混凝土层的一侧预制有粘结层；所述防水材料主料内部设有空腔且与通孔连通，该防水材料主料与通孔相邻的一侧开设有注料口，所述防水材料填充料通过注料口注满整个空腔，所述空腔靠近通孔的一侧预设有一层丙纶布。

进一步的，所述螺栓由金属或高分子材料制成。

进一步的，所述防水材料主料为eva防水板。

进一步的，所述防水材料填充料为聚合物水泥基防水材料。

进一步的，所述粘结层由防水剂、抗氧化剂、胶粘剂和防腐剂按0.2-0.3：0.1-0.12：0.6-0.65：0.05-0.08制成。

进一步的，所述结构支撑层和防水结构层均采用拼接式，二者固定位置应错开分布。

进一步的，所述混凝土层、防水结构层、结构支撑层与螺栓接触一侧均涂刷有防水浆料，所述防水浆料为高分子复合防水材料或通用型防水材料。

本发明还公开了一种隧道顶部防水结构的实施方法，包括以下步骤：

步骤一、构造混凝土层

e1、将可降解薄膜平覆在隧道顶部；

e2、将纵锚筋贯穿可降解薄膜固定在隧道顶部的素土中，同时将框架锚筋距素土100-150mm处与纵锚筋搭接或焊接形成框架支撑网；

e3、通过混凝土泵将混凝土一次喷涂在框架支撑网处，形成混凝土层，同时将螺栓的一端按图纸设计尺寸预埋在混凝土层内部；

e4、使用预先特制u形截面的钢板对混凝土层进行找平处理，找平处理之前在钢板上表面覆盖一层薄膜，找平处理以螺栓裸漏的尺寸为基准，最后进行自然凝固；

步骤二、制作防水材料层

s1、现场将防水材料主料按设计尺寸均匀开设空腔；

s2、将丙纶布平铺在空腔内靠近通孔的一侧；

s3、并将防水材料填充料注满整个空腔，并将注料口密封；

s4、在防水材料主料开设有通孔的一侧涂上按0.2-0.3：0.1-0.12：0.6-0.65：0.05-0.08配置的粘结层且在其上附着一层油纸；

步骤三、制作结构支撑层

h1、按照图纸尺寸使用木板制作结构支撑层的模具槽；

h2、将混凝土注入模具槽中，制成成品结构支撑层；

步骤四、接触面防水处理

自然凝固72小时后，将其薄膜撕下并在螺栓和混凝土层接触处和螺栓裸漏部分均涂刷高分子复合防水材料；

步骤五、粘结防水结构层

将混凝土层表面清除干净后，撕下防水材料层的油纸在混凝土层表面上进行拼接防水结构层，对接处胶接长度保持在5-15cm之间，对防水材料层的拼接缝隙处涂抹防水胶；

步骤六、拼接结构支撑层

将制作完成的结构支撑层贯穿与裸漏的螺栓并将结构支撑层固定，进而将防水材料层处于压缩状态，并在结构支撑层的缝隙处填入密封胶。

与现有技术相比，本发明可以获得以下技术效果：

1、本发明通过预埋螺栓可以将各层紧密连接，且在各层与螺栓的螺杆接触处都做了多层防水处理，有效地阻止水通过螺栓与各层接触面的缝隙渗进结构内部，实现局部防水效果。

2、本发明中防水结构层包括防水材料主料和内部的填充料，如果遇到混凝土层开裂或变形时，由于主料采用eva防水板材料，填充料采用聚合物水泥基防水材料，防水材料主料开设有孔和粘结层使其混凝土层分割成多个区域进行局部防水，防水材料填充料可以有效解决混凝土层受水质酸碱度、侵蚀、植物根系和微生物的因素引起开裂导致的渗水问题，并及时填充裂缝，利用水泥基防水材料与混凝土作用在缝隙处长出结晶进而达到修补裂缝的防水效果，即使防水材料填充料经过时间久远失去效果时，防水材料主料仍能满足防水要求达到双重防水效果。粘结层的设置可以使防水材料层与混凝土层接触更加紧密，进而可以将混凝土层分割成多个独立的部分并对各部分的进行局部防水。相比传统防水措施，施工效率更高。结构支撑层和混凝土层将防水结构层呈压缩状态，使其内腔中的防水材料填充料与混凝土层接触更紧密，在出现裂缝时，及时地进入裂缝，完成修补工作。

3、防水材料层和结构支撑层采用预制拼接，可以就地制作或二次加工，节省企业开支和提高施工效率。二者拼接位置应错开，防水材料层远离开口的一侧设有抗氧化层，当结构支撑层缝隙开裂或老化，有效地阻止防水材料层的腐蚀和氧化。防水结构层和结构支撑层的各自拼接缝隙处分别填有防水胶和密封胶，防水胶可以有效解决缝隙渗漏水的问题，密封胶有效解决结构支撑层发生微变形影响防水效果。

本发明提出的防水结构使用寿命长，结构简单，施工方便，可以大大提高施工效率，避免造成返工，节省施工成本，有效保证隧道防水质量，利于推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明防水结构的整体结构示意图；

图2是本发明的防水材料层的结构示意图；

图3是本发明的防水材料层的剖面图。

图中：1、混凝土层，11、纵锚筋，12、框架锚筋，21、防水材料主料、22、防水材料填充料，211粘结层，212、通孔，213、内腔，3、结构支撑层，4、螺栓。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

实施例1：

结合图1、图2和图3示出了一种隧道顶部防水结构，包括与隧道顶部的素土接触的混凝土层1、防水结构层和结构支撑层3，其中：混凝土层1由丙凝防水材料、混凝土和消泡剂混合而成，可以起到第一层墙体的防水。混凝土层1通过设有纵锚筋11和框架锚筋12与素土连接为整体，纵锚筋11固定连接在素土内部且伸出一部分，框架锚筋12距离素土100-150mm的位置处与纵锚筋11的伸出部分焊接成网状结构，增大混凝土层1与素土的连接力，防止混凝土层1的脱落；混凝土层1通过预埋有由金属或高分子材料制成的螺栓4与结构支撑层3固接为整体，螺栓4作为连接件的同时还作为混凝土层1在找平过程中的基准；防水结构层位于混凝土层1和结构支撑层3之间且与混凝土层1固定连接，作为主要防水系统。防水结构层包括采用eva防水板的防水材料主料21和采用聚合物水泥基防水材料制成的防水材料填充料22，防水材料主料21的一侧设有均匀开设多个通孔212且预制有由防水剂、抗氧化剂、胶粘剂和防腐剂按0.2：0.1：0.65：0.05制成粘结层211，防水材料主料21开设有通孔212和粘结层211使其混凝土层分割成多个区域进行局部防水，通过粘结层211将防水结构层粘结在混凝土层1的背水面。防水材料主料21内设有空腔213且与通孔212连通，该防水材料主料21与通孔212相邻的一侧开设有注料口，防水材料填充料22通过注料口注满整个体积的内腔213，防水材料填充料22可以有效解决混凝土层1受水质酸碱度、侵蚀、植物根系和微生物的因素引起开裂导致的渗水问题，并及时填充裂缝，利用水泥基防水材料与混凝土作用在缝隙处长出结晶进而达到修补裂缝的防水效果，即使防水材料填充料经过时间久远失去效果时，防水材料主料2仍能满足防水要求达到双重防水效果。事先在空腔213靠近通孔212的一侧预设有一层丙纶布，丙纶布设置可以将防水材料填充料22独立的填充在空腔213内，也可以防止在粘结时防水材料填充料22从通孔212中脱落。若混凝土层1出现裂缝时，相近区域的防水材料填充料22遇到水会通过丙纶布进入裂缝中，进而完成裂缝修补；结构支撑层3和防水材料层均采用拼接式，方便运输和安装，二者固定位置应错开分布；在混凝土层1、防水材料层、结构支撑层3与螺栓4接触一侧均涂刷有高分子复合防水材料或通用型防水材料。

实施例2：

本发明还公开了一种隧道顶部防水结构的实施方法,包括以下步骤：

步骤一、构造混凝土层1

e1、将可降解薄膜平覆在隧道顶部；

e2、将纵锚筋11贯穿可降解薄膜固定在隧道顶部的素土中，同时将框架锚筋12距素土100-150mm处与纵锚筋11搭接或焊接形成框架支撑网；

e3、通过混凝土泵将混凝土一次喷涂在框架支撑网处，形成混凝土层1，同时将螺栓4的一端按图纸设计尺寸预埋在混凝土层1内部；

e4、使用预先特制u形截面的钢板对混凝土层1进行找平处理，找平处理之前在钢板上表面覆盖一层薄膜，找平处理以螺栓4裸漏的尺寸为基准，最后进行自然凝固；

步骤二、制作防水材料层

s1、现场将防水材料主料21按设计尺寸均匀开设空腔；

s2、将丙纶布平铺在空腔内靠近锥形孔212的一侧；

s3、并将防水材料填充料22注满整个内腔213，并将注料口密封；

s4、在防水材料主料21开设有通孔212的一侧涂上按照0.2：0.1：0.65：0.05配置的粘结层211，且在其上附着一层油纸；

步骤三、制作结构支撑层3

h1、按照图纸尺寸使用木板或铁皮制作结构支撑层3的模具槽；

h2、将混凝土注入模具槽中，制成成品结构支撑层3；

步骤四、接触面防水处理

自然凝固72小时后，将其薄膜撕下并在螺栓4和混凝土层1接触处和螺栓4裸漏部分均涂刷高分子复合防水材料；

步骤五、粘结防水材料层

将混凝土层1表面清除干净后，撕下防水材料层的油纸在混凝土层1表面上进行拼接防水材料层，对接处胶接长度保持在5-15cm之间，对防水材料拼接的缝隙处涂抹防水胶；

步骤六、拼接结构支撑层

将制作完成的结构支撑层3贯穿与裸漏的螺栓4并将结构支撑层3固定，进而将防水材料层处于压缩状态，并在结构支撑层3的缝隙处填入密封胶。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。