一种用于隧道接缝防排水的结构设计方法与流程

专利检索2025-03-16  18


本发明涉及隧道接缝防排水结构,更具体的说涉及一种用于隧道接缝防排水的结构设计方法。


背景技术:

1、目前,铁路隧道衬砌接缝的防排水构造形式,包括初期支护、防水板、背贴止水带、中埋止水带和二次衬砌,背贴止水带和中埋止水带位于二次衬砌的施工接缝处,施工接缝处以“背贴式止水带+中埋式止水带”的复合式防排水构造形式为主进行防排水,但该结构主要存在以下问题:

2、(1)中埋式止水带切割衬砌是隧道施工缝产生开裂、空鼓、掉块的首要原因,占隧道施工缝开裂空鼓掉块问题的70%以上。对于中埋式止水带切割衬砌,主要是由于中埋式止水带的横向刚度不足、施工固定不牢固、埋设位置距混凝土表面过浅或定位不正确等原因,使得混凝土浇筑过程挤压造成的止水带偏位、出露,特别是隧道拱部由于重力作用造成止水带下坠,严重影响接缝处混凝土衬砌厚度,甚至出现接缝衬砌掉块等严重事故。近年来,衬砌接缝掉块已成为高速铁路隧道出现的主要病害类型,严重威胁到行车安全,引起各方广泛高度重视;

3、(2)背贴式止水带在混凝土浇筑挤压下同样会导致止水带垂落,尽管不会像中埋式止水带切割衬砌一样引发严重的衬砌掉块等安全风险,但仍旧会造成背贴式止水带背后空洞、接缝处衬砌被切割等质量缺陷。现场为解决背贴式止水带垂落的问题,往往针对宽幅350mm、400mm等规格背贴式止水带均设置钢筋卡用以固定,避免背贴式止水带两侧垂落,但钢筋卡的设置同样导致背贴止水带与防水层存在间隙、没有完全密贴。此外,目前背贴式止水带仍旧以防水性能为主,其排水性能尚不足够,一旦防水层出现破损,围岩渗水透过防水层进入二次衬砌与防水层之间,围岩渗水无法及时排出则易引发隧道衬砌接缝渗漏水。

4、(3)隧道拱墙的排水主要通过沿隧道环向设置的环向盲管,但是环向盲管容易受压变形,并且这种线排水通道一旦拱脚或拱腰任意一处发生堵塞将可能导致整根管道排水失效,而当初期支护与防水层的渗水赋存到一层水量和压力后,渗水会透过防水层破损处进入到防水层与二次衬砌之间,可能会造成接缝的渗水。

5、因此,需要提出一种用于隧道接缝防排水的结构设计方法,来更全面的对所有的构造形式进行评估分析,从而重新对铁路隧道衬砌接缝的防排水构造形式进行优化设计。


技术实现思路

1、针对现有技术的不足,本发明提供了一种用于隧道接缝防排水的结构设计方法,该结构设计方法通过先罗列出不同的构造形式,再进行排列组合,并对这些不同的构造形式进行试验,得出多种性能指标,最终选出最优的勾选形式,从而建立起隧道衬砌接缝防排水优化构造形式。

2、为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:

3、一种用于隧道接缝防排水的结构设计方法,包括如下步骤:

4、s1、罗列出若干种不同的隧道衬砌接缝处拱墙防排水构造和若干种不同的隧道衬砌接缝处止水带防水构造;

5、s2、对隧道衬砌接缝处拱墙防排水构造和隧道衬砌接缝处止水带防水构造进行两两排列组合,形成隧道衬砌接缝防排水构造;

6、s3、对形成的不同隧道衬砌结构防排水构造均开展防排水性能试验和施工工艺试验;

7、s4、根据试验得出多种指标,并根据这些指标进行对比综合评估;

8、s5、最终根据综合评估得出结果,选出最优的组合构造形式,建立隧道衬砌接缝防排水优化构造形式。

9、进一步的,步骤s1中的若干种不同的隧道衬砌接缝处拱墙防排水构造包括环向盲管加满铺防水板构造、满铺防排水板构造、1m宽防排水板加满铺防水板构造以及2m宽防排水板加防水板构造。

10、进一步的,步骤s1中的若干种不同的隧道衬砌接缝处止水带防水构造包括普通背贴式止水带加普通中埋式止水带构造、自粘背贴式止水带加自粘中埋式止水带构造、排水型自粘背贴式止水带构造以及防水型自粘背贴式止水带构造。

11、进一步的,步骤s3中的防排水性能试验包括在初期支护与防水层间进行初支侧注水试验和在背贴式止水带与防水层间进行二衬侧注水试验。

12、进一步的,步骤s4中的指标包括防水性能、排水性能、施工质量、施工工效和经济性评估。

13、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

14、本发明中通过先将多种功能效果不同的隧道衬砌接缝处拱墙防排水构造和隧道衬砌接缝处止水带防水构造一一列举出来,然后再进行排列组合,接着对排列组合的好的构造形式进行多种试验,从这些组合构造形式的防水性能、排水性能、施工质量、施工工效和经济性评估等多方面来评估每种构造形式的指标性能,最终再综合对比,选出最优的组合构造形式,建立隧道衬砌接缝防排水优化构造形式。



技术特征:

1.一种用于隧道接缝防排水的结构设计方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种用于隧道接缝防排水的结构设计方法,其特征在于:步骤s1中的若干种不同的隧道衬砌接缝处拱墙防排水构造包括环向盲管加满铺防水板构造、满铺防排水板构造、1m宽防排水板加满铺防水板构造以及2m宽防排水板加防水板构造。

3.根据权利要求1所述的一种用于隧道接缝防排水的结构设计方法,其特征在于:步骤s1中的若干种不同的隧道衬砌接缝处止水带防水构造包括普通背贴式止水带加普通中埋式止水带构造、自粘背贴式止水带加自粘中埋式止水带构造、排水型自粘背贴式止水带构造以及防水型自粘背贴式止水带构造。

4.根据权利要求1所述的一种用于隧道接缝防排水的结构设计方法,其特征在于:步骤s3中的防排水性能试验包括在初期支护与防水层间进行初支侧注水试验和在背贴式止水带与防水层间进行二衬侧注水试验。

5.根据权利要求1所述的一种用于隧道接缝防排水的结构设计方法,其特征在于:步骤s4中的指标包括防水性能、排水性能、施工质量、施工工效和经济性评估。


技术总结
本发明公开了一种隧道接缝防排水的结构设计方法,包括如下步骤:S1、罗列出若干种不同的隧道衬砌接缝处拱墙防排水构造和止水带防水构造;S2、对隧道衬砌接缝处拱墙防排水构造和止水带防水构造进行排列组合,形成隧道衬砌接缝防排水构造;S3、对形成的不同隧道衬砌结构防排水构造均开展防排水性能和施工工艺试验;S4、根据试验得出多种指标,并根据这些指标进行对比综合评估;S5、最终根据综合评估得出结果,选出最优的组合构造形式,建立隧道衬砌接缝防排水优化构造形式;该结构设计方法通过不同排列组合方式设计出多种结构形式,再开展各项试验对各种构造形式进行综合、可量化的性能指标评估,最终选出最优的组合构造形式。

技术研发人员:马伟斌,郭小雄,罗驰,马荣田,姜文超,安哲立,徐湉源,郑泽福,王志伟,常凯,赵鹏,程爱君,王子洪,马召辉,韩嘉强,许学良,柴金飞,袁振宇,邹文浩,方雨菲,张金龙,高红杰,彭旸,李尧,随意,王勇,王辰,张森,李山朵
受保护的技术使用者:中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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