[发明专利]防水板和隧道支护系统

说明书

本发明提供一种防水板和隧道支护系统。防水板包括相对设置的第一子防水板和第二子防水板，以及设置在第一子防水板和第二子防水板之间的两个以上横向导排壁；相邻两个横向导排壁、第一子防水板和第二子防水板围成一个主排水槽；横向导排壁上设置有薄弱连接部，在横向导排壁上，薄弱连接部处的厚度最小，薄弱连接部在横向导排壁的长度方向上延伸。该防水板能够在由于混凝土裂缝扩张或初支面与二次衬砌之间发生相对位移时，仍然保持防水功能。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，具体地说，是涉及一种防水板和隧道支护系统。

背景技术

隧道及其它地下工程往往采用“喷射混凝土+防水层+模筑混凝土”的结构形式。喷射混凝土作为初期支护，模筑混凝土作为强化支承的二次衬砌。一般而言，防水层只起到隔水的作用。为了避免或减小水压对二次衬砌结构的不利作用，在水压较大的地段，防水层必须具备排水的作用。常见的做法是使用PVC、EVA、LDPE等各种防水板进行防水，在防水板外侧布置软式透水管、弹簧引水管、HDPE波纹管等排水管网进行排水泄压。该方法非常实用，普及率极高，可是结构相对复杂，施工成本和材料成本有待优化。

隧道开挖后，在隧道周围一定范围内形成了围岩松动区，在此范围内，由于地层原始地应力的调整，围岩产生变形，裂缝张开，从而使地下水沿张开裂缝流入隧道。产生漏水裂缝的原因众多，例如：防水混凝土强度过高，收缩性大而产生裂缝，或防水混凝土抗渗强度过低，无法抵抗压力的渗漏，施工材料中混入泥土等杂物支护技术不过关，拱顶衬砌不密实，当围岩压力过大时，导致拱腰部位衬砌出现纵向拉裂，拱顶衬砌压碎掉块，导致渗漏，软岩地段仰拱施工滞后，衬砌不能及时成环，墙脚受力内移，致使边墙出现纵向裂缝。

为了应对裂缝扩张，本领域的技术人员倾向于提高防水板抗拉强度。例如CN213627610U公开了一种抗裂性铁路隧道专用防水板，CN202689197U公开了一种高强度复合防水板，CN207297040U公开了一种应用于隧道工程的复合防水板。这些方案的共同特点是通过复合加强件提高结构强度，大大增加了成本和制作难度，难以普及。此外硬质塑料垫圈通过射钉等方式强力固定在由混凝土制成的初支面上，防水板与塑料垫圈焊接在一起，一但初支面产生裂缝，塑料垫圈之间产生强大的撕扯力，加强后的防水板犹如螳臂当车，同样容易被撕裂而导致防水失效。二次衬砌与防水板内层容易发生黏连，当二次衬砌和初支面之间发生相对位移时，防水板同样容易被撕裂。

铺设防水板前需要对凹陷处用水泥砂浆抹平，对于外露的钢筋、锚杆头、钢管等先切断、锤铆平再用砂浆抹平。即便如此，初支的喷射混凝土仍然具有较大的粗糙度，容易划伤防水板。因此通常在防水板与喷射混凝土层之间设置一层土工布以保护防水板。土工布的使用需要独立的施工工序，导致施工成本难以降低。

另外，现还有一种防水板焊接方法，相邻两幅防水板重叠的区域称为环间搭接区或叠合区，叠合区的宽度一般为10厘米至15厘米。在目前的焊接工艺中，叠合区中心形成两道平行的热熔压接焊缝，该焊缝宽度一般为1.5厘米至2厘米。叠合焊接导致防水板有效长度被浪费。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种在防水板容易由于混凝土裂缝扩张或初支面与二次衬砌之间发生相对位移时，仍然保持防水功能的防水板。

本发明的第二目的是提供一种具有上述防水板的隧道支护系统。

为实现上述第一目的，本发明提供一种防水板，包括相对设置的第一子防水板和第二子防水板，以及设置在第一子防水板和第二子防水板之间的两个以上横向导排壁；相邻两个横向导排壁、第一子防水板和第二子防水板围成一个主排水槽；横向导排壁上设置有薄弱连接部，在横向导排壁上，薄弱连接部处的厚度最小，薄弱连接部在横向导排壁的长度方向上延伸。