一种快速处理隧道涌水突泥问题的橡胶囊生产工艺 |
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| 申请号 | CN201611085983.9 | 申请日 | 2016-11-30 | 公开(公告)号 | CN106476341A | 公开(公告)日 | 2017-03-08 |
| 申请人 | 天津大学; 天津轨道交通集团有限公司; | 发明人 | 孙立强; 朱敢平; 郑习羽; 任宇晓; 闫澍旺; 岳长喜; 郎瑞卿; 杨振丹; 张立明; 王启东; 唐扬; 陈凯; | ||||
| 摘要 | 一种快速处理隧道涌 水 突泥问题的 橡胶 囊生产工艺：制作橡胶囊内胆；用第二 纤维 复合材料 在橡胶囊内胆上散射状粘贴若干条；用第三纤维复合材料以斜 角 缠绕包裹橡胶囊内胆的直筒段形成第一层加强层；用 帘子线 网绕长轴方向包裹第一层加强层，然后在外表面整体 喷涂 聚脲弹性体形成第二层加强层；用第四纤维复合材料包裹第二层加强层形成第三层加强层；用第二纤维复合材料在橡胶囊内胆上散射状粘贴若干条；用第五纤维复合材料整体包裹住直筒段形成第四层加强层；采用帆布或纤维织布防水、耐磨材料制成橡胶囊成品。本 发明 可用于隧道渗漏、涌水突泥、洪水倒灌等情况，险情发生时将橡胶囊安装到位后向橡胶囊内迅速充水(气)，使其膨胀塞满整个隧道，有效防止 水体 渗漏。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种快速处理隧道涌水突泥问题的橡胶囊生产工艺，其特征在于，包括如下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种快速处理隧道涌水突泥问题的橡胶囊生产工艺技术领域[0001] 本发明涉及一种橡胶囊生产工艺。特别是涉及一种快速处理隧道涌水突泥问题的橡胶囊生产工艺。 背景技术[0002] 随着我国城市建设和发展的需要，城市地下空间得到了越来越多的开发和利用，特别是地下轨道交通建设、城市地下综合管廊等。而此类地下隧道、管廊所经区域可能存在透水层或岩层裂隙发育带，在施工和运营期间就存在着发生渗漏甚至涌水突泥等问题的危险，此类问题一旦发生将导致地下施工设备的毁坏、地面塌陷，造成重大的人员伤亡和财产损失。 [0003] 目前隧道施工过程中对此类问题通常采用的治理措施是现浇混凝土坝体做挡水抢险，再采用灌浆等方式对渗水部位止水。但这种方法难以达到预期的效果，并且这种方法存在以下几方面的缺点：1、建造投资较大；2、建造周期长，不能满足涌水速度较大和突发的险情；3、拆除困难，并且会影响隧道的安全使用。 [0004] 寻求一种经济有效、快速便捷的挡水结构，是非常必要的。 发明内容[0005] 本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够在运输、受力、材料强度等方面适用于隧道抗洪抢险的快速处理隧道涌水突泥问题的橡胶囊生产工艺。 [0006] 本发明所采用的技术方案是：一种快速处理隧道涌水突泥问题的橡胶囊生产工艺，包括如下步骤： [0007] 1)制作橡胶囊内胆，所述橡胶囊内胆是由柔性PVC材料的：直筒段及与直筒段直径相同的挡水半球和注气半球采用热合方式制成，在注气半球的中心安装注气口，在直筒段分别与挡水半球和注气半球相连的热合缝处粘接一圈幅宽为0.3～0.6米的用于对接缝起加强作用的第一纤维复合材料； [0008] 2)分别用宽度1.0～2.5米、长度大于12米的第二纤维复合材料分别以挡水半球和注气半球的中心点为纤维复合材料的中点，散射状粘贴若干条，完全包裹住挡水半球和注气半球，所述纤维复合材料两端粘接固定在直筒段，位于直筒段上的纤维复合材料的长度大于等于3米； [0009] 3)用宽度1.0～3.0米的第三纤维复合材料以斜角缠绕包裹直筒段，缠绕搭接处宽度大于等于10cm，并采用热合或粘接方式固定连接，与步骤2)共同形成第一层加强层； [0011] 5)用若干条的幅度为1.0～2.5米的第四纤维复合材料包裹第二层加强层，每一条第四纤维复合材料都是沿第二层加强层长轴方向环绕一圈，且两端的搭接处位于直筒段的中间处，搭接缝大于10cm，采用热合或者粘接方式固定，两条第四纤维复合材料之间的水平接缝处采用热合或粘接方式固定连接，形成第三层加强层； [0012] 6)重复步骤2)； [0013] 7)用若干条幅度为1.0～2.5米的第五纤维复合材料分别沿直筒段的圆周方向依次缠绕一圈，整体包裹住直筒段，相邻的第五纤维复合材料之间水平搭接缝宽度大于等于10cm，采用热合或粘接方式固定连接，形成第四层加强层； [0014] 8)采用帆布或kevlar纤维织布防水、耐磨材料编制橡胶囊外层，制成橡胶囊成品。 [0015] 步骤1)所述的直筒段分别与挡水半球和注气半球相连的热合缝的宽度大于等于10cm。 [0016] 所述的第一纤维复合材料、第二纤维复合材料、第三纤维复合材料、第四纤维复合材料和第五纤维复合材料为kevlar纤维、vectran纤维或玻璃纤维，第一纤维复合材料、第二纤维复合材料、第三纤维复合材料、第四纤维复合材料和第五纤维复合材料纵横两个方向的抗拉强度大于等于6kN/5cm。 [0017] 步骤1)所述的注气口包括有：依次位于注气半球内侧的内防水垫片和内法兰盘，依次位于注气半球外侧的外防水垫片和外法兰盘，依次贯穿外法兰盘、外防水垫片、内防水垫片和内法兰盘的注气钢管，所述外法兰盘、外防水垫片、注气半球、内防水垫片和内法兰盘通过螺丝固定连接在一起，在注气钢管位于所述注气半球外侧的一段上设置有阀门。 [0018] 步骤3)中所述的第三纤维复合材料采用粘接方式固定在直筒段上。 [0019] 若橡胶囊用于深埋隧道中，在步骤7)形成第三层加强层后，再依次重复步骤5)、步骤6)和步骤7)。 [0020] 本发明的一种快速处理隧道涌水突泥问题的橡胶囊生产工艺，具有较强的实际价值和经济效益，优点如下： [0021] 1、橡胶囊选用的制作材料较便宜，具有极大的经济优势。 [0022] 2、选用的材料强度较高，能够承受巨大的充灌压力。 [0023] 3、该工艺能够使橡胶囊结构质量轻、强度高、柔软性好易折叠，能够方便运输和安装，具有可重复利用的特性。 [0024] 本发明生产的一种快速处理隧道涌水突泥问题的橡胶囊，可用于隧道渗漏、涌水突泥、洪水倒灌等情况，险情发生时将橡胶囊安装到位后向橡胶囊内迅速充水(气)，使其膨胀塞满整个隧道，由于所选用的土工织物与橡胶材料，可以与隧道壁充分贴合，有效防止水体渗漏。结合后续的注浆堵渗、排水等治理方案，形成快速有效的治理方案。治理结束后，排出橡胶囊内的水(气)，便可方便的回收储存。附图说明 [0025] 图1是橡胶囊内胆整体制作示意图； [0026] 图2是注气口正面结构示意图； [0027] 图3是图2的1-1剖视图； [0028] 图4是在橡胶囊内胆的挡水半球和注气半球采用纤维复合材料加强的示意图； [0029] 图5是图4的侧视图； [0030] 图6是以纤维复合材料斜角缠绕包裹橡胶囊内胆直筒段的示意图； [0031] 图7是本发明中帘子线网包裹示意图； [0032] 图8是图7的侧视图； [0033] 图9是采用纤维复合材料外包层示意图； [0034] 图10是图9的侧视图； [0035] 图11是采用层纤维复合材料包裹直筒段最外层的示意图。 [0036] 图中 [0037] 1：直筒段 2：注气半球 [0038] 3：挡水半球 4：注气口 [0039] 41：防水垫片 42：内法兰盘 [0040] 43：外防水垫片 44：外法兰盘 [0041] 45：注气钢管 46：阀门 [0042] 47：螺丝 5：第一纤维复合材料 [0043] 6：第二纤维复合材料 7：第三纤维复合材料 [0044] 8：帘子线网 9：第四纤维复合材料 [0045] 10：第五纤维复合材料 11：搭接处 具体实施方式[0046] 下面结合实施例和附图对本发明的一种快速处理隧道涌水突泥问题的橡胶囊生产工艺做出详细说明。 [0047] 本发明的一种快速处理隧道涌水突泥问题的橡胶囊生产工艺，包括橡胶囊结构设计、材料的选用、加工流程及方法。该挡水结构由多种纤维织物及橡胶材料组成，由内到外依次包括柔性PVC内胆、直筒段高强纤维织物柔性复合材料外层、涤纶丝、聚脲喷涂层、橡胶囊整体高强纤维复合材料外包层、帆布或其他耐磨材料，在材料搭接处做局部加强处理。 [0048] 内胆由柔性PVC材料整体热合而成，热合接缝宽度不小于10cm，接缝处粘贴高强纤维复合材料加强，内胆的一侧半球端安装注气口，用法兰盘固定在半球中心。 [0049] 高强度纤维织物柔性复合材料以纤维织物作为加筋层(纤维织物根据强度要求可选用kevlar纤维、vectran纤维或玻璃纤维)，在加筋层左右两面覆膜加工而成，该复合材料在经纬两个方向上的抗拉强度均不小于120kN/m。 [0050] 用若干条幅宽1.0～2.5米、长超过12米的高强纤维织物复合材料对两端半球端进行加强，绕两端半球的中心点粘贴一圈，完全包裹住半球端，布条两端粘接固定在PVC直筒段上。直筒段用高强纤维复合材料以斜角包裹一层，沿橡胶囊长轴方向用涤纶丝缠绕一圈，之后橡胶囊整体喷涂聚脲，沿橡胶囊长轴方向用幅宽1.0～2.5米的高强纤维复合材料环绕橡胶囊一圈成一整体外包层，再对两个端部用高强纤维复合材料做加强处理，再在垂直于橡胶囊长轴方向缠绕橡胶囊直筒段一层。高强纤维复合材料搭接缝宽度不小于10cm，采用热合或者粘胶方式连接。 [0051] 本发明的一种快速处理隧道涌水突泥问题的橡胶囊生产工艺，包括如下步骤： [0052] 1)如图1所示，制作橡胶囊内胆，所述橡胶囊内胆是由柔性PVC材料的：直筒段1及与直筒段1直径相同的挡水半球3和注气半球2采用热合方式制成，所述的直筒段1分别与挡水半球3和注气半球2相连的热合缝的宽度大于等于10cm，所述内胆起密封作用。在注气半球2的中心安装注气口4，在直筒段1分别与挡水半球3和注气半球2相连的热合缝处粘接一圈幅宽为0.3～0.6米的用于对接缝起加强作用的第一纤维复合材料5； [0053] 如图2、图3所示，所述的注气口4包括有：依次位于注气半球2内侧的内防水垫片41和内法兰盘42，依次位于注气半球2外侧的外防水垫片43和外法兰盘44，依次贯穿外法兰盘44、外防水垫片43、内防水垫片41和内法兰盘42的注气钢管45，所述外法兰盘44、外防水垫片43、注气半球2、内防水垫片41和内法兰盘42通过螺丝47固定连接在一起，在注气钢管45位于所述注气半球2外侧的一段上设置有阀门46。 [0054] 2)如图4、图5所示，分别用宽度1.0～2.5米、长度大于12米的第二纤维复合材料6分别以挡水半球3和注气半球2的中心点为纤维复合材料6的中点，散射状粘贴若干条，完全包裹住挡水半球3和注气半球2，所述第二纤维复合材料6两端粘接固定在直筒段1，位于直筒段1上的纤维复合材料6的长度大于等于3米； [0055] 3)如图6所示，用宽度1.0～3.0米的第三纤维复合材料7以斜角缠绕包裹直筒段1，缠绕搭接处11宽度大于等于10cm，并采用热合或粘接方式固定连接，所述的第三纤维复合材料7采用粘接方式固定在直筒段1上，与步骤2)共同形成第一层加强层； [0056] 4)如图7、图8所示，用幅度为0.8～1.2米的帘子线网8绕步骤3)所形成的柔性PVC内胆的长轴方向包裹所述的第一层加强层，然后在外表面整体喷涂聚脲弹性体(如SPE-120d高弹防撞聚脲、Air++1601柔性防撞聚脲等)，厚度小于等于3mm，形成第二层加强层； [0057] 5)如图9、图10所示，用若干条的幅度为1.0～2.5米的第四纤维复合材料9包裹第二层加强层，每一条第四纤维复合材料9都是沿第二层加强层长轴方向环绕一圈，且两端的搭接处12位于直筒段1的中间处，搭接缝大于10cm，采用热合或者粘接方式固定，两条第四纤维复合材料9之间的水平接缝处13采用热合或粘接方式固定连接，形成第三层加强层，接缝处； [0058] 6)重复步骤2)； [0059] 7)如图11所示，用若干条幅度为1.0～2.5米的第五纤维复合材料10分别沿直筒段1的圆周方向依次缠绕一圈，整体包裹住直筒段1，相邻的第五纤维复合材料10之间的垂直搭接缝14宽度大于等于10cm，采用热合或粘接方式固定连接，形成第四层加强层； [0060] 若橡胶囊用于深埋隧道中，在步骤7)形成第三层加强层后，再依次重复步骤5)、步骤6)和步骤7)。 [0061] 8)采用帆布或kevlar纤维织布等防水、耐磨材料编制橡胶囊外层，制成橡胶囊成品。 [0062] 本发明中，所述的第一纤维复合材料5、第二纤维复合材料6、第三纤维复合材料7、第四纤维复合材料9和第五纤维复合材料10为kevlar纤维、vectran纤维或玻璃纤维，第一纤维复合材料5、第二纤维复合材料6、第三纤维复合材料7、第四纤维复合材料9和第五纤维复合材料10纵横两个方向的抗拉强度大于等于6kN/5cm。 |
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