一种玄武岩纤维基隧道防水复合衬板结构体及其制备方法

专利检索2025-03-29  16


本发明属于隧道工程,特别涉及一种玄武岩纤维基隧道防水复合衬板结构体及其制备方法。


背景技术:

1、现如今,我国隧道建设事业飞速发展,但由于技术工艺以及施工水平的局限,绝大部分隧道穿越多种复杂地质。在城市隧道中,多数隧道下穿城市水网管线或与之并行,增加了渗水的风险。究其原因,现有隧道防水层结构简单、强度低且耐久性差,受地质条件、地铁结构、土体冻胀变形等影响均会导致地铁隧道防水结构层破坏,从而导致隧道内部发生水损害。其特点为渗水量大、面广以及点多,从而严重影响隧道结构安全稳定、附属设施安全以及列车运营等。因此隧道防水层结构必须具备优异的阻水能力以及结构韧性。因此,实施针对复杂地质环境的多层隧道结构体综合防水措施是避免隧道水损害的重要方法。

2、地下水成分复杂,对隧道结构腐蚀严重,混凝土衬板一旦出现裂纹便可造成永久性损伤。玄武岩矿石特殊的化学构成赋予了玄武岩纤维一系列优异的特性,如高强度和模量、优异的耐高温性能、耐腐蚀性能和化学稳定性等。玄武岩纤维改性后的脲醛树脂发泡浆体孔隙均匀,可过滤水中大颗粒杂质;玄武岩纤维布由玄武岩纤维编织而成,其优异的耐腐蚀性能在实现阻水引流的同时不被地下水腐蚀;而利用玄武岩纤维活性粉末混凝土具备的不完全水化特性,在混凝土衬板出现微裂纹后混凝土二次水化,可以避免损伤发育成结构性病害。


技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决背景技术中存在的问题,而提供一种玄武岩纤

2、维基隧道防水复合衬板结构体及其制备方法。本发明可以有效防止地下水侵入隧道结构,并具备优异的耐久性能以及结构韧性,解决现阶段技术上的部分缺陷。

3、一种玄武岩纤维基隧道防水复合衬板结构体,包括玄武岩纤维改性脲醛树脂发泡浆体、玄武岩纤维布和玄武岩纤维活性粉末混凝土衬板,三者由外而内依次设置;

4、所述的玄武岩纤维活性粉末混凝土衬板由上弧形衬板、左弧形衬板和右弧形衬板错缝组成,三块弧形衬板两端各有一个榫头与榫槽,榫头表面由遇水膨胀的橡胶垫裹覆,使相邻两块弧形衬板接缝紧密贴合;

5、所述的玄武岩纤维布包括上弧形衬板纤维布、左弧形衬板纤维布和右弧形衬板纤维布,三块纤维布采用分离式搭接工艺,上弧形衬板纤维布的两侧和右弧形衬板纤维布下侧预留一定长度,使之包覆全部接缝。

6、所述的玄武岩纤维活性粉末混凝土的配比为:

7、1m3材料配合比组成:水泥841.8 kg/m3、0.15-0.3 mm石英砂582.8 kg/m3、0.3-0.6mm石英砂364.2 kg/m3、石英粉311.4 kg/m3、硅灰210.4 kg/m3、水151.4 kg/m3、聚羧酸减水剂69.1 kg/m3。

8、将按比例混合好的石英砂倒入拌合机中与玄武岩纤维混合搅拌,依靠石英砂的摩擦力将粘连的玄武岩纤维分散,避免出现局部成团的情况;再加入水泥、硅灰、石英粉搅拌;最后加入减水剂与水混合充分搅拌;浇筑在定制的模具中24 h后拆模,并自然养护28 d之后便可投入生产。

9、一种玄武岩纤维基隧道防水复合衬板结构体的制备方法,包括如下步骤:

10、步骤一,利用模具制作玄武岩纤维活性粉末混凝土衬板;待玄武岩纤维活性粉末混凝土衬板硬化成型之后,在其外表面涂刷环氧树脂用于粘贴玄武岩纤维布,然后在玄武岩纤维布外表面再刷一层环氧树脂;上弧形衬板纤维布的两侧和右弧形衬板纤维布下侧预留一定长度,使之包覆全部接缝;

11、步骤二,在初期支护与土工织物铺设工作完成之后的隧道底部及两侧沿表面喷射一定厚度的玄武岩纤维改性脲醛树脂发泡浆体;

12、步骤三,将三块弧形衬板依次按照上弧形衬板、右弧形衬板、左弧形衬板的顺序拼接形成闭环;

13、步骤四,利用玄武岩纤维改性脲醛树脂发泡浆体充分压浆至衬板与初期喷射混凝土之间,填充缝隙。

14、所述的玄武岩纤维改性脲醛树脂发泡浆体用于抵抗隧道周围土体冻胀力,可削弱围岩土体温度应力、过滤水中杂质。

15、所述的玄武岩纤维布作为防水层起主要阻水作用。

16、所述的玄武岩纤维活性粉末混凝土衬板主要功能为结构支撑与防止渗水。

17、经过玄武岩纤维改性后的脲醛树脂泡沫保温材料,玄武岩纤维可以提高发泡孔壁的强度,其支撑作用可以抵御外力作用,从而提高材料的抗压能力,可平衡围岩土体因冻胀而产生的向内的压力,避免对隧道主体结构造成破坏;玄武岩纤维可有效地降低泡孔尺寸,使之分布范围为100 μm~800 μm,可过滤水中大颗粒杂质。

18、本发明的有益效果:

19、本发明韧性好、结构强度高、防水效果优异,可应用在公路隧道、地铁管道、水底隧道等多种隧道,可有效减弱土体冻胀、渗水等病害对隧道结构的影响,从而保证结构的整体性和稳定性。该结构适用于新建隧道,也可以设置于既有损坏隧道用于补救漏水隧道,不仅施工方便而且便于后期维护。



技术特征:

1.一种玄武岩纤维基隧道防水复合衬板结构体,其特征在于:包括玄

2.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维基隧道防水复合衬板结构体,其特征在于:所述的玄武岩纤维活性粉末混凝土的配比为:

3.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维基隧道防水复合衬板结构体的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:


技术总结
一种玄武岩纤维基隧道防水复合衬板结构体及其制备方法,其中结构体包括玄武岩纤维改性脲醛树脂发泡浆体、玄武岩纤维布和玄武岩纤维活性粉末混凝土衬板,三者由外而内依次设置;三块弧形衬板两端各有一个榫头与榫槽,榫头表面由遇水膨胀的橡胶垫裹覆,使相邻两块弧形衬板接缝紧密贴合;三块纤维布采用分离式搭接工艺,上弧形衬板纤维布的两侧和右弧形衬板纤维布下侧预留一定长度,使之包覆全部接缝;本发明韧性好、结构强度高、防水效果优异,可有效减弱土体冻胀、渗水等病害对隧道结构的影响,从而保证结构的整体性和稳定性。

技术研发人员:宫亚峰,吴树正,宋加祥,刁国君,毕海鹏,刘石,张禹维,孙亮,刘佰鑫,杨泓雨,李发扬,冯雯旭,王帅,姚建东
受保护的技术使用者:吉林大学
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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