[發明專利]一種水工盾構隧洞復合襯砌結構及其施工方法

有效

• 申請號: 202010110180.4
• 申請日: 2020-02-23
• 公開（公告）號: CN111350524B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 周天馳;陳祥榮;李高會;陳攀
• 申請（專利權）人: 中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: E21D11/10
• 分類號: E21D11/10;E21D11/08;E21D11/38;E21D9/06
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

本發明提供了一種水工盾構隧洞復合襯砌結構及其施工方法，包括納米鋼纖維高強噴射混凝土層、盾構管片、高滲透性環氧樹脂層、止水結構，納米鋼纖維高強噴射混凝土層位于盾構管片內側，封閉成環，相鄰環納米鋼纖維高強噴射混凝土層間設置有止水結構，高滲透性環氧樹脂層位于盾構管片的外側，并且，高滲透性環氧樹脂層的材料滲入盾構管片的混凝土內。本發明通過盾構管片外側涂刷的高滲透性環氧樹脂，防止外水滲入隧洞中，通過盾構管片內側的納米鋼纖維噴射高強混凝土，防止內水滲出隧洞。本發明結構簡單、施工方便迅速，能夠大幅節約工程投資，具有較高的可靠性及實用性。

技術領域

本發明涉及一種水工隧洞襯砌結構及其施工方法，具體地說是涉及一種水工盾構隧洞復合襯砌結構及其施工方法，適用于軟土地層中的低水頭給水或者排水隧洞工程。

背景技術

隨著城市化進程的不斷發展，城市排水問題愈發突發，另一方面，城市人口的增加也提高了城市用水的需求量。為解決這一系列與城市給水和排水相關的問題，常常修建大直徑輸水隧洞或者排水隧洞，統稱為水工隧洞。

與傳統的水利水電工程不同，城市中的水工隧洞往往修建在軟土地層中。對于軟土底層，盾構法是一個經濟安全的隧洞施工方法，盾構法廣泛應用在軌道交通領域，但是在水利工程中的應用并沒有十分普及。其原因在于，盾構隧洞的襯砌結構主要為盾構管片拼接而成，盾構管片之間采用螺栓鎖緊，管片與管片之間采用遇水膨脹橡膠止水，在水工隧洞中，盾構管片之間不可避免的出現滲水的現象。對于這一問題，目前的主要應對方法是在盾構管片內部澆筑二次鋼筋混凝土襯砌或者設置全斷面鋼板襯砌。二次鋼筋混凝土襯砌的缺點在于澆筑速度慢，嚴重拖延工期，且即使澆筑完成之后進行回填灌漿，拱頂混凝土難以保證較高的密實度。而鋼板襯砌的缺點在于造價太高。此外，國外也有工程在盾構管片內部全斷面涂刷柔性防水涂層的案例，但防水涂層易受水流沖蝕破壞，耐久性不能得到保證，長期運行仍然存在滲水的可能性。

發明內容

本發明的目的在于對于現有技術中盾構隧洞在輸水時容易滲漏、二次鋼筋混凝土內襯施工時間長、頂拱澆筑難以密實、長期運行易受破壞、鋼板內襯成本較高這一問題，提出一種結構簡單、施工方便、投資較少的水工盾構隧洞復合襯砌結構及其施工方法，切實的降低工程投資，可廣泛應用于給水排水工程中，更好地為工程建設服務。

根據本發明的第一個方面，本發明采用以下技術方案：

一種水工盾構隧洞復合襯砌結構，其特征在于包括納米鋼纖維高強噴射混凝土層、盾構管片、高滲透性環氧樹脂層、止水結構，納米鋼纖維高強噴射混凝土層位于盾構管片內側，封閉成環，相鄰環納米鋼纖維高強噴射混凝土層間設置有止水結構，高滲透性環氧樹脂層位于盾構管片的外側，并且，高滲透性環氧樹脂層的材料滲入盾構管片的混凝土內。

特別的：所述高滲透性環氧樹脂層的材料滲入到盾構管片的深度不小于1mm，高滲透性環氧樹脂層往側面延伸至止水條。

特別的：對于無壓隧洞，納米鋼纖維高強噴射混凝土的厚度應滿足構造要求，一般可以取10cm；對于有壓隧洞，納米鋼纖維高強噴射混凝土的厚度應同時滿足管道最大內正壓和最大負壓下不被破壞。

特別的：所用的噴射混凝土采用高強度混凝土，同時摻入納米鋼纖維，采用機器進行高速噴射，保證噴射密實度，保證結構的耐久性，同時應保證噴射完成后的平整度，降低隧洞的水頭損失。

特別的：如果為了追求最快工期，盾構機軌道在噴射納米鋼纖維高強混凝土時可以不進行拆除，直接將軌道埋入其中；如果為了降低成本，在噴射納米鋼纖維高強混凝土前可以將盾構機軌道拆除。

特別的：所述止水結構包括止水帶、外側固定器、內側固定器，所述止水帶位于納米鋼纖維高強噴射混凝土層的中間位置。

根據本發明的第二個方面，本發明采用以下技術方案：

一種水工盾構隧洞復合襯砌結構的施工方法，其特征是，所述施工步驟為：