喷射3D打印隧道高防水混凝土衬砌结构及其施工方法技术

本发明专利技术涉及喷射3D打印隧道高防水混凝土衬砌结构及其施工方法，通过在打印混凝土中进行多功能梯度结构设计，解决传统复合式衬砌结构中初衬和二衬间的防水层引起结构受力不均匀的问题。多功能梯度结构具有三层结构：疏水层、抗渗层和强韧层，多功能梯度结构是基于喷射3D逐层打印进行的精细化智能建造，可对各层打印混凝土的功能性进行灵活控制，并且可解决隧道中超欠挖引起的衬砌结构平整性和整体性差的问题。本发明专利技术为新型隧道衬砌结构建造中防水性设计提供了解决方案，极大促进隧道建设的智能建造。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及隧道工程，具体涉及一种喷射3d打印隧道高防水混凝土衬砌结构及其施工方法。

技术介绍

1、隧道衬砌在地下工程中起到重要的保护作用，而衬砌材料的性能直接关系到隧道的耐久性和安全性。传统隧道衬砌材料在一些特殊地质条件下，如高水位、强腐蚀性土壤等，可能受到水分侵蚀、抗渗性差、抗裂性能不足等问题的困扰，从而导致隧道结构的损坏和维修成本的增加。

2、专利cn109626914a公开了一种硬岩隧道防水型单层衬砌的材料及其制备方法，采用聚烯烃纤维、硅灰剂及普通硅酸盐52.5水泥制备一种纤维喷射混凝土材料，但其中水泥标号较高且用量较大(980-1020份)，容易造成喷射混凝土材料产生收缩开裂。因此需要研发一种具有包括超疏水、高抗渗和高强度的多功能混凝土，从而提高复杂地形条件下隧道衬砌结构的适应性。

3、现代隧道建设逐渐面临着“高地应力、多环境耦合、高/低温”等复杂环境，急需智能建造方法解决该问题。喷射3d打印是在既有喷射混凝土工艺的基础上，通过机械臂数字化控制进行精细智能建造。此外，为了解决传统隧道衬砌材料的缺陷，本专利技术提出了一种专本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种喷射3D打印隧道高防水混凝土衬砌结构，其特征在于，以隧道围岩面为基底，依次包括第一超疏水混凝土层(1)、第二高抗渗混凝土层(2)、第三强韧混凝土层(3)三个功能区，相邻功能区之间设有功能结构过渡区，且三层功能区皆通过喷射3D打印工艺制造形成，其中：

2.根据权利要求1所述的喷射3D打印隧道高防水混凝土衬砌结构，其特征在于，所述第一超疏水混凝土层(1)：水泥、粉煤灰的质量比为1:0.0013，聚丙烯酸溶液、水、防水剂CM-DPS的质量比为(0.2～10):1:(0.2～1)；第一超疏水混凝土层(1)、第二高抗渗混凝土层(2)、第三强韧混凝土层(3)的静态屈服应力呈逐渐增...

【技术特征摘要】

1.一种喷射3d打印隧道高防水混凝土衬砌结构，其特征在于，以隧道围岩面为基底，依次包括第一超疏水混凝土层(1)、第二高抗渗混凝土层(2)、第三强韧混凝土层(3)三个功能区，相邻功能区之间设有功能结构过渡区，且三层功能区皆通过喷射3d打印工艺制造形成，其中：

2.根据权利要求1所述的喷射3d打印隧道高防水混凝土衬砌结构，其特征在于，所述第一超疏水混凝土层(1)：水泥、粉煤灰的质量比为1:0.0013，聚丙烯酸溶液、水、防水剂cm-dps的质量比为(0.2～10):1:(0.2～1)；第一超疏水混凝土层(1)、第二高抗渗混凝土层(2)、第...

【专利技术属性】
技术研发人员：马国伟，李建威，徐涛，孟庆余，康景亮，王里，冯天炜，陈浩，张建宇，赵晨生，刘雄飞，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：