CN110439037A - 一种明挖隧道变形缝预制防水结构及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于隧道防水技术领域，具体提供了一种明挖隧道变形缝预制防水结构及方法，在第一钢制基座及第二钢制基座上分别对应固定第一弹性密封件和第二弹性密封件，将第一钢制基座及第二钢制基座通过连接螺栓连接形成防水结构本体，第一弹性密封件与第二弹性密封件之间挤压以填充防水结构本体中间的变形缝隙，最后将防水结构本体的两侧浇筑混凝土即可完成隧道内的防水结构。该防水结构可以免予防水橡胶的焊接，在隧道变形缝处有效避免了防水结构施工过程中增加防水薄弱环节，从而避免防水材料连接接缝对结构防水材料的削弱，确保结构整体防水性能；改善现有变形缝防水结构，避免施工过程中的振捣导致防水失效。
Description
技术领域
本发明属于隧道防水技术领域，具体涉及一种明挖隧道变形缝预制防水结构及方法。
背景技术
隧道是一种长细比极大的结构型式，由于地质和地基性质的变化，即便在同样的结构和覆土作用下，隧道结构基础产生的变形也会有所不同。当存在地质剧烈变化，或者结构形状突变等情况时，基础的不均匀沉降就更为明显，对结构危害也更大，为了适应结构变形，每隔一定距离需设置一处变形缝。
变形缝处结构处于非连续状态，对于埋置于地下的隧道结构而言，这将形成明显的渗水通道，为此一般在设计中变形缝处需设置能适应一定变形的防水结构，最为常用的是钢边橡胶止水带。现有的止水带两侧为钢制翼板，中间为橡胶材质的止水带，使用时钢制翼板固定在变形缝两侧，中间的橡胶材质的止水带可以在一定程度上适应变形缝两侧结构的差异变形，保证防水能力。
但是上述变形缝处的防水方案仍然存在以下问题：
1)对于一整环的钢边橡胶止水带，在封闭成环时，需要进行焊接或热硫化连接。对于横断面轮廓较大的隧道结构，如双向六车道或八车道的隧道，隧道外周轮廓超过100m，可能存在多处钢边橡胶止水带接缝。接缝处止水带的防水能力通常难以保证，而一旦出现破损或断裂，整个隧道防水体系就失效。
2)由于钢边橡胶止水带中间是柔性材料，浇筑时需要先将一侧钢边浇筑在变形缝一侧，另一侧采用钢筋卡或其他措施固定后，再浇筑混凝土。在混凝土浇筑时，振捣作用可能导致防水板移动，错位甚至脱出，防水板可能因此而失效。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中防水材料连接接缝对结构防水材料的削弱问题。
为此，本发明提供了一种明挖隧道变形缝预制防水结构，包括第一混凝土结构及第二混凝土结构，所述第一混凝土结构及第二混凝土结构之间拼接形成变形缝隙，还包括第一弹性密封件及第二弹性密封件，所述第一混凝土结构靠近所述变形缝隙的一侧设有第一钢制基座，所述第二混凝土结构靠近所述变形缝隙的一侧设有与所述第一钢制基座对应的第二钢制基座，所述第一弹性密封件与所述第一钢制基座之间通过第一压紧螺栓连接，所述第二弹性密封件与所述第二钢制基座之间通过第二压紧螺栓连接，所述第一钢制基座及所述第二钢制基座之间通过连接螺栓连接，所述第一弹性密封件与所述第二弹性密封件之间挤压填充于所述变形缝隙中。
优选地，多个所述第一弹性密封件及多个所述第二弹性密封件沿着所述变形缝隙的延伸方向一一对应布置。
优选地，所述第一弹性密封件及所述第二弹性密封件分别为第一可压缩橡胶止水带及第二可压缩橡胶止水带。
优选地，所述第一可压缩橡胶止水带边沿及第二可压缩橡胶止水带边沿设有通孔，所述第一压紧螺栓穿过第一可压缩橡胶止水带的通孔并与第一钢制基座固定连接，所述第二压紧螺栓穿过第二可压缩橡胶止水带的通孔并与第二钢制基座固定连接。
优选地，所述第一可压缩橡胶止水带与所述第一钢制基座之间通过氯丁-酚醛胶粘剂粘接，所述第二可压缩橡胶止水带与所述第二钢制基座之间通过氯丁-酚醛胶粘剂粘接。
优选地，所述第一钢制基座的末端及所述第二钢制基座的末端通过接头连接钢板焊接连接。
优选地，所述第一钢制基座及所述第二钢制基座分别为第一钢制U型件及第二钢制U型件，所述第一弹性密封件与所述第一钢制U型件的腹部连接，所述第二弹性密封件与所述第二钢制U型件的腹部连接。
优选地，所述防水结构还包括第一弹性密封件固定压片及第二弹性密封件固定压片，所述第一压紧螺栓贯穿所述第一弹性密封件固定压片并固定在所述第一钢制基座上，所述第一弹性密封件固定压片将所述第一弹性密封件压紧于所述第一钢制基座上，所述第二压紧螺栓贯穿所述第二弹性密封件固定压片并固定在所述第二钢制基座上，所述第二弹性密封件固定压片将所述第二弹性密封件压紧于所述第二钢制基座上。
优选地，所述第一压紧螺栓包括上压螺栓和下压螺栓，所述第一弹性密封件固定压片包括上压片及下压片，所述上压螺栓贯穿所述上压片，所述上压片压靠于所述止水带端部的上边沿，所述下压螺栓贯穿所述下压片，所述下压片压靠于所述止水带端部的下边沿。
本发明还提供了一种明挖隧道变形缝预制防水结构的方法，包括：
S01：在第一钢制基座及第二钢制基座上分别对应固定第一弹性密封件和第二弹性密封件；
S02：将第一钢制基座及第二钢制基座通过连接螺栓连接形成防水结构本体，所述第一弹性密封件与第二弹性密封件之间挤压以填充所述防水结构本体中间的变形缝隙；
S03：在所述防水结构本体的两侧浇筑混凝土.
本发明的有益效果：本发明提供的这种明挖隧道变形缝预制防水结构及方法，在第一钢制基座及第二钢制基座上分别对应固定第一弹性密封件和第二弹性密封件，将第一钢制基座及第二钢制基座通过连接螺栓连接形成防水结构本体，第一弹性密封件与第二弹性密封件之间挤压以填充防水结构本体中间的变形缝隙，最后将防水结构本体的两侧浇筑混凝土即可完成隧道内的防水结构。该防水结构可以免予防水橡胶的焊接，在隧道变形缝处有效避免了防水结构施工过程中增加防水薄弱环节，从而避免防水材料连接接缝对结构防水材料的削弱，确保结构整体防水性能；改善现有变形缝防水结构，避免施工过程中的振捣导致防水失效。安装简便，可以加快施工速度，且防水施工质量易于保证；可以根据断面形式灵活变化，适用性广。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明明挖隧道变形缝预制防水结构及方法的整体结构示意图；
图2是本发明明挖隧道变形缝预制防水结构及方法的安装前的第一钢制基座结构原理图；
图3是本发明明挖隧道变形缝预制防水结构及方法的其他弹性密封件的安装结构图。
附图标记说明：第一钢制基座1，第一压紧螺栓2，第一弹性密封件3，第二钢制基座4，第二压紧螺栓5，第二弹性密封件6，连接螺栓7，锚固钢筋8，接头连接钢板9，变形缝隙10，第一混凝土结构11，第二混凝土结构12，第一弹性密封件固定压片13，弹性密封垫14。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
如图1至图2所示，本发明提供了一种明挖隧道变形缝预制防水结构，包括第一混凝土结构11及第二混凝土结构12，所述第一混凝土结构11及第二混凝土结构12之间拼接形成变形缝隙10，还包括第一弹性密封件3及第二弹性密封件6，所述第一混凝土结构11靠近所述变形缝隙10的一侧设有第一钢制基座1，所述第二混凝土结构12靠近所述变形缝隙10的一侧设有与所述第一钢制基座1对应的第二钢制基座4，所述第一弹性密封件3与所述第一钢制基座1之间通过第一压紧螺栓2连接，所述第二弹性密封件6与所述第二钢制基座4之间通过第二压紧螺栓5连接，所述第一钢制基座1及所述第二钢制基座4之间通过连接螺栓7连接，所述第一弹性密封件3与所述第二弹性密封件6之间挤压填充于所述变形缝隙10中。安装前先将弹性密封件安装在对应的钢制基座上，然后将两个钢制基座上的弹性密封件对准，拧紧连接螺栓7，使得第一弹性密封件3与第二弹性密封件6挤压变形填充变形缝隙10，这样从上面流进变形缝隙10内的水就不会继续渗透下去，水会沿着弹性密封件从缝隙的两端流出，从而起到密封的作用。具体地，通过施加预紧力将两个弹性密封件压紧后，在两钢制基座之间每隔一定间距设置接头连接螺栓7拧紧，以维持防水结构之间的预紧力，并在靠近结构内侧边缘，用接头连接钢板9焊接牢固，提高结构整体刚度，保证施工过程中防水结构不变形。在施工明挖隧道变形缝时，通过起吊设备将防水结构吊装到位，然后架设模板和钢筋，此时可将防水结构固定于钢筋骨架之上并取下接头连接钢板9，最后浇筑变形缝两侧的第一混凝土结构11和第二混凝土结构12，使防水结构和变形缝两侧混凝土结构形成一个整体。
其中，连接件之间都可以添加垫片实现更好的连接防止松动。例如连接螺栓7与钢制基座之间连接处可以设垫片。
优选的方案，多个所述第一弹性密封件3及多个所述第二弹性密封件6沿着所述变形缝隙10的延伸方向一一对应布置。由此可知，在变形缝隙10内从上之下布置多个弹性密封件，起到多层防渗透的作用，进一步地提高密封性能。
优选的方案，所述第一弹性密封件3及所述第二弹性密封件6均为可压缩橡胶止水带，第一可压缩橡胶止水带与第一钢制基座1之间通过氯丁-酚醛胶粘剂粘接，第二可压缩橡胶止水带与第二钢制基座4之间通过氯丁-酚醛胶粘剂粘接。由此可知，止水垫与钢制基板之间通过冷硫化粘接胶水粘接以确保止水带与钢制基座之间不会漏水。
优选的方案，所述第一可压缩橡胶止水带边沿及第二可压缩橡胶止水带边沿设有通孔，所述第一压紧螺栓穿过第一可压缩橡胶止水带的通孔并与第一钢制基座1固定连接，所述第二压紧螺栓穿过第二可压缩橡胶止水带的通孔并与第二钢制基座4固定连接。在生产异型件止水带时，可以设计边沿的凸耳，在凸耳上打通孔，螺栓穿过通孔与钢制基座连接。
优选的方案，所述第一钢制基座1的末端及所述第二钢制基座4的末端通过接头连接钢板9焊接连接。在两钢制基座之间每隔一定间距设置接头连接螺栓7拧紧，以维持防水结构之间的预紧力，并在靠近结构内侧边缘，用接头连接钢板9焊接牢固，提高结构整体刚度，保证施工过程中防水结构不变形。具体地，在施工明挖隧道变形缝隙10时，通过起吊设备将防水结构吊装到位，然后架设模板和钢筋，此时可将防水结构固定于钢筋骨架之上并取下接头连接钢板9，最后浇筑变形缝两侧混凝土结构，使防水结构和变形缝两侧混凝土结构形成一个整体。
优选的方案，所述第一钢制基座1及所述第二钢制基座4分别为第一钢制U型件及第二钢制U型件，所述第一弹性密封件3与所述第一钢制U型件的腹部连接，所述第二弹性密封件6与所述第二钢制U型件的腹部连接。由此可知，U型件的两端在现浇混凝土时便可形成固定，可以使得U型件更加牢固的与现浇混凝土固定在一起。更进一步地，还可以在第一钢制基座1及第二钢制基座4分别焊接多个锚固钢筋8，现浇时锚固钢筋8与现浇混凝土容为一体，一方面起到加固现浇结构，另一方面可以使得钢制基座与混凝土连接更加牢固。
优选的方案，所述防水结构还包括第一弹性密封件固定压片13及第二弹性密封件固定压片，所述第一压紧螺栓2贯穿所述第一弹性密封件固定压片13并固定在所述第一钢制基座1上，所述第一弹性密封件固定压片13将所述第一弹性密封件3压紧于所述第一钢制基座1上，所述第二压紧螺栓5贯穿所述第二弹性密封件固定压片并固定在所述第二钢制基座4上，所述第二弹性密封件固定压片将所述第二弹性密封件6压紧于所述第二钢制基座4上。由此可知，固定压片比压紧螺栓的压紧面积大，通过压片可以更大面积的将弹性件压紧在钢制基座上，压紧面积越大越容易将弹性密封件压紧在钢制基座上。固定压片穿过止水带边沿并压紧止水带，防止止水带滑出去，使得止水带与钢制基座的连接更为牢固。
优选的方案，所述第一压紧螺栓2包括上压螺栓和下压螺栓，所述第一弹性密封件3固定压片包括上压片及下压片，所述上压螺栓贯穿所述上压片，所述上压片压靠于所述止水带端部的上边沿，所述下压螺栓贯穿所述下压片，所述下压片压靠于所述止水带端部的下边沿。由此可知，通过上下两个压片将弹性密封件的上下端部的边沿压紧，更进一步地将弹性密封件压紧。
如图3所示，弹性密封件还可以是其他形式或材料的填充件，如橡胶块14。只要将两块橡胶块挤压在一起并能达到密封效果即可。
本发明还提供了一种明挖隧道变形缝预制防水结构的方法，包括：
S01：在第一钢制基座1及第二钢制基座4上分别对应固定第一弹性密封件3和第二弹性密封件6；
S02：将第一钢制基座1及第二钢制基座4通过连接螺栓7连接形成防水结构本体，所述第一弹性密封件3与第二弹性密封件6之间挤压以填充所述防水结构本体中间的变形缝隙10；
S03：在所述防水结构本体的两侧浇筑混凝土。
如图1至图2所示，具体地操作步骤如下：采用槽钢或钢板焊接组成“U”型钢制基座，在钢制基座沿着竖直方向安装两条可压缩橡胶止水带，可压缩橡胶止水带用可靠的粘接材料粘接于钢制基座上，确保可压缩橡胶止水带与钢制基座的接触面不会渗水。可压缩橡胶止水带每隔一定间距用止水带固定螺栓和止水带固定压片固定于钢制基座上，确保可压缩橡胶止水带位置稳定。在钢制基座按设计要求可以预先焊接若干锚固钢筋8，用于后期混凝土浇筑时与混凝土结构锚固在一起。
使用前，将两个防水结构对接拼接，通过施加预紧力将可压缩橡胶止水带压紧后，在两钢制基座之间每隔一定间距设置接头连接螺栓7拧紧，以维持防水结构之间的预紧力，并在靠近结构内侧边缘，用接头连接钢板9焊接牢固，提高结构整体刚度，保证施工过程中防水结构不变形。
在施工明挖隧道变形缝时，通过起吊设备将防水结构吊装到位，然后架设模板和钢筋，此时可将防水结构固定于钢筋骨架之上并取下接头连接钢板9，最后浇筑变形缝两侧的第一混凝土结构11和第二混凝土结构12，使防水结构和变形缝两侧混凝土结构形成一个整体。
如图3所示，本发明也可采用类似盾构隧道防水的弹性密封垫等类似防水材料，通过挤压施加预紧力实现防水功能。
本发明的有益效果：本发明提供的这种明挖隧道变形缝预制防水结构及方法，在第一钢制基座及第二钢制基座上分别对应固定第一弹性密封件和第二弹性密封件，将第一钢制基座及第二钢制基座通过连接螺栓连接形成防水结构本体，第一弹性密封件与第二弹性密封件之间挤压以填充防水结构本体中间的变形缝隙，最后将防水结构本体的两侧浇筑混凝土即可完成隧道内的防水结构。该防水结构可以免予防水橡胶的焊接，在隧道变形缝处有效避免了防水结构施工过程中增加防水薄弱环节，从而避免防水材料连接接缝对结构防水材料的削弱，确保结构整体防水性能；改善现有变形缝防水结构，避免施工过程中的振捣导致防水失效。安装简便，可以加快施工速度，且防水施工质量易于保证；可以根据断面形式灵活变化，适用性广。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种明挖隧道变形缝预制防水结构，包括第一混凝土结构及第二混凝土结构，所述第一混凝土结构及第二混凝土结构之间拼接形成变形缝隙，其特征在于：还包括第一弹性密封件及第二弹性密封件，所述第一混凝土结构靠近所述变形缝隙的一侧设有第一钢制基座，所述第二混凝土结构靠近所述变形缝隙的一侧设有与所述第一钢制基座对应的第二钢制基座，所述第一弹性密封件与所述第一钢制基座之间通过第一压紧螺栓连接，所述第二弹性密封件与所述第二钢制基座之间通过第二压紧螺栓连接，所述第一钢制基座及所述第二钢制基座之间通过连接螺栓连接，所述第一弹性密封件与所述第二弹性密封件之间挤压填充于所述变形缝隙中。
2.根据权利要求1所述的明挖隧道变形缝预制防水结构，其特征在于：多个所述第一弹性密封件及多个所述第二弹性密封件沿着所述变形缝隙的延伸方向一一对应布置。
3.根据权利要求1所述的明挖隧道变形缝预制防水结构，其特征在于：所述第一弹性密封件及所述第二弹性密封件分别为第一可压缩橡胶止水带及第二可压缩橡胶止水带。
4.根据权利要求3所述的明挖隧道变形缝预制防水结构，其特征在于：所述第一可压缩橡胶止水带边沿及第二可压缩橡胶止水带边沿设有通孔，所述第一压紧螺栓穿过第一可压缩橡胶止水带的通孔并与第一钢制基座固定连接，所述第二压紧螺栓穿过第二可压缩橡胶止水带的通孔并与第二钢制基座固定连接。
5.根据权利要求3所述的明挖隧道变形缝预制防水结构，其特征在于：所述第一可压缩橡胶止水带与所述第一钢制基座之间通过氯丁-酚醛胶粘剂粘接，所述第二可压缩橡胶止水带与所述第二钢制基座之间通过氯丁-酚醛胶粘剂粘接。
6.根据权利要求1所述的明挖隧道变形缝预制防水结构，其特征在于：所述第一钢制基座的末端及所述第二钢制基座的末端通过接头连接钢板焊接连接。
7.根据权利要求1所述的明挖隧道变形缝预制防水结构，其特征在于：所述第一钢制基座及所述第二钢制基座分别为第一钢制U型件及第二钢制U型件，所述第一弹性密封件与所述第一钢制U型件的腹部连接，所述第二弹性密封件与所述第二钢制U型件的腹部连接。
8.根据权利要求1所述的明挖隧道变形缝预制防水结构，其特征在于：所述防水结构还包括第一弹性密封件固定压片及第二弹性密封件固定压片，所述第一压紧螺栓贯穿所述第一弹性密封件固定压片并固定在所述第一钢制基座上，所述第一弹性密封件固定压片将所述第一弹性密封件压紧于所述第一钢制基座上，所述第二压紧螺栓贯穿所述第二弹性密封件固定压片并固定在所述第二钢制基座上，所述第二弹性密封件固定压片将所述第二弹性密封件压紧于所述第二钢制基座上。
9.根据权利要求8所述的明挖隧道变形缝预制防水结构，其特征在于：所述第一压紧螺栓包括上压螺栓和下压螺栓，所述第一弹性密封件固定压片包括上压片及下压片，所述上压螺栓贯穿所述上压片，所述上压片压靠于所述止水带端部的上边沿，所述下压螺栓贯穿所述下压片，所述下压片压靠于所述止水带端部的下边沿。
10.一种明挖隧道变形缝预制防水结构的方法，其特征在于，包括：
S01：在第一钢制基座及第二钢制基座上分别对应固定第一弹性密封件和第二弹性密封件；
S02：将第一钢制基座及第二钢制基座通过连接螺栓连接形成防水结构本体，所述第一弹性密封件与第二弹性密封件之间挤压以填充所述防水结构本体中间的变形缝隙；
S03：在所述防水结构本体的两侧浇筑混凝土。
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