一種用于凍土區(qū)隧道工程縫的新型止水結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種用于凍土區(qū)隧道工程縫中的新型止水結(jié)構(gòu)，其特征在于，在隧道二襯的工程縫內(nèi)設(shè)置環(huán)向方向的止水結(jié)構(gòu)，在二襯模筑混凝土中呈環(huán)形鋪設(shè)；該新型止水結(jié)構(gòu)為一條充氣式止水帶，且?guī)в辛魉疾劢Y(jié)構(gòu)，所述流水凹槽朝向內(nèi)側(cè)的防寒保溫層；充氣式止水帶為軟體材質(zhì)的止水帶；在止水帶內(nèi)充氣至止水帶外壁與二襯混凝土凹槽內(nèi)壁完全貼合；充氣式止水帶下端與隧道拱腳排水邊溝相連。在隧道施工及運營期間，當(dāng)圍巖溫度升高、凍土融化時，地下水會沿止水帶自然下流，匯入隧道排水邊溝中，排出洞外，進而避免地下水沿二襯工程縫滲入隧道內(nèi)，避免因地下水凍結(jié)引發(fā)的凍害。
【專利說明】一種用于凍土區(qū)隧道工程縫的新型止水結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及隧道防水領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于凍土區(qū)隧道工程縫中的新型止水結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是僅次于俄羅斯、加拿大的世界第三大凍土國，隨著凍土區(qū)工程建設(shè)的高速發(fā)展，在凍土區(qū)在建及擬建的隧道工程越來越多。凍土區(qū)隧道施工過程中的防排水技術(shù)，是保證隧道安全運營的關(guān)鍵技術(shù)。目前我國在凍土區(qū)已建的隧道工程，相當(dāng)一部分出現(xiàn)了由于排水系統(tǒng)失效導(dǎo)致的凍害問題，嚴(yán)重威脅隧道穩(wěn)定性及行車安全性。
[0003]在凍土區(qū)隧道開挖后，凍土的原有水熱平衡體系將被打破，在隧道服役期內(nèi)，可能發(fā)生由于凍土融化、地下水入滲而引發(fā)的襯砌結(jié)構(gòu)凍害問題。目前已有的凍土區(qū)隧道防排水技術(shù)，主要可以概括為以下形式:
1、以各種形式的排水管及泄水洞為主的排水系統(tǒng)；
2、以內(nèi)置式或貼壁式為主的止水裝置。
[0004]其中，凍土區(qū)隧道排水系統(tǒng)會因使用年限的增長，導(dǎo)致因凍土地溫降低引發(fā)的地下水凍結(jié)，使其喪失排水能力；另一方面，排水系統(tǒng)的主要部分多鋪設(shè)在隧道初襯背后，對于處理凍土融水入滲的效果不理想。對于各類止水構(gòu)造，多數(shù)存在由于施工質(zhì)量問題導(dǎo)致的止水效果較差的問題；同時存在止水材料老化而導(dǎo)致的耐久性問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，解決凍土區(qū)隧道由于防排水系統(tǒng)失效引起的凍害問題，為此本發(fā)明公開一種應(yīng)用于凍土區(qū)隧道工程縫(包括施工縫、變形縫、沉降縫)中的新型止水結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵的，本發(fā)明設(shè)計出帶有流水凹槽結(jié)構(gòu)的軟體材料充氣式止水帶，通過向內(nèi)充氣，保證其與隧道二襯模筑混凝土緊密貼合，其下端與隧道拱腳排水邊溝連接；同時，利用止水帶內(nèi)側(cè)方向的流水凹槽，使隧道二襯背后的地下水自然下流至排水邊溝，以達到排出地下水，避免因地下水入滲而引發(fā)的襯砌結(jié)構(gòu)凍害問題。
[0006]為此，本發(fā)明給出的具體技術(shù)方案是:
一種用于凍土區(qū)隧道工程縫中的新型止水結(jié)構(gòu)，其特征在于，在隧道二襯的工程縫內(nèi)設(shè)置環(huán)向方向的止水結(jié)構(gòu)，在二襯模筑混凝土中呈環(huán)形鋪設(shè)；該新型止水結(jié)構(gòu)為一條充氣式止水帶4，且?guī)в辛魉疾?1結(jié)構(gòu)，所述流水凹槽41朝向內(nèi)側(cè)的防寒保溫層3 ;充氣式止水帶為軟體材質(zhì)的止水帶；在止水帶內(nèi)充氣至止水帶外壁與二襯混凝土凹槽內(nèi)壁完全貼合；充氣式止水帶下端與隧道拱腳排水邊溝7相連。
[0007]充氣式止水帶在隧道內(nèi)側(cè)(臨空面一側(cè))方向為圓滑凸起式構(gòu)造，在隧道外側(cè)(圍巖一側(cè))設(shè)置為流水凹槽，可使地下水順流水凹槽自然下流，并與隧道拱腳排水邊溝相連，排出地下水。充氣式止水帶內(nèi)側(cè)為凍土區(qū)隧道防寒保溫層，可以保證流水凹槽內(nèi)的地下水不凍結(jié)。在隧道施工及運營期間，當(dāng)圍巖溫度升高、凍土融化時，地下水會沿止水帶自然下流，匯入隧道排水邊溝中，排出洞外，進而避免地下水沿二襯工程縫滲入隧道內(nèi)，避免因地下水凍結(jié)引發(fā)的凍害。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
(1)考慮有效排出對凍土區(qū)隧道凍害威脅最為嚴(yán)重的襯砌背后積水問題，提出充氣式止水帶結(jié)構(gòu)，可以從根本上解決因地下水入滲而導(dǎo)致的凍土區(qū)隧道襯砌凍害問題；
(2)所提出的充氣式止水結(jié)構(gòu)，設(shè)置在隧道二襯工程縫內(nèi)，可以有效阻止隧道圍巖中的地下水滲入二襯結(jié)構(gòu)內(nèi)部，具有截水功能；另一方面，節(jié)約了傳統(tǒng)背貼式止水帶施工困難及后期維護費用，大大節(jié)約了成本；
(3)所提出的充氣式止水帶結(jié)構(gòu)在施工過程中，無需機械設(shè)備，對凍土無任何熱融及機械擾動，無污染；
(4)所提出的充氣式止水帶結(jié)構(gòu)，在保證隧道二襯施工質(zhì)量的前提下，可長期發(fā)揮作用，具有很好的耐久性，無需后期維護人員及費用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明:
圖1為本發(fā)明公開的充氣式止水帶結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2為充氣式止水帶的橫截面示意圖。
[0011]圖中:1圍巖；2初襯混凝土 ；3防寒保溫層；4充氣式止水帶；41流水凹槽；5 二襯混凝土 ；7拱腳排水邊溝。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行進一步介紹。
[0013]從隧道內(nèi)側(cè)到外側(cè)依次為:初襯混凝土、防寒保溫層、二襯模筑混凝土，此為本領(lǐng)域公知的情況。
[0014]如圖1、圖2所示，本發(fā)明公開了一種在隧道二襯的工程縫內(nèi)設(shè)置環(huán)向方向的新型止水結(jié)構(gòu)，為一種用于凍土區(qū)隧道工程縫中的新型止水結(jié)構(gòu)，其特征在于:
設(shè)置于二襯模筑混凝土工程縫內(nèi)，在二襯模筑混凝土中呈環(huán)形鋪設(shè)。
[0015]新型止水結(jié)構(gòu)為一條充氣式止水帶4，且?guī)в辛魉疾?1結(jié)構(gòu)，所述流水凹槽41朝向內(nèi)側(cè)的防寒保溫層3 ;充氣式止水帶在本實施例中選用三元乙丙橡膠這類軟體材質(zhì)的止水帶。三元乙丙橡膠止水帶的制作工藝采用現(xiàn)有技術(shù)，不屬于本發(fā)明對現(xiàn)有技術(shù)的貢獻部分。
[0016]止水帶在二襯混凝土一側(cè)燒筑時,安裝于預(yù)留的模板凹槽內(nèi)，待二襯混凝土燒筑完成后，通過充氣口向內(nèi)充氣至設(shè)計氣壓，使得止水帶外壁與二襯混凝土凹槽內(nèi)壁完全貼
口 ο
[0017]充氣式止水帶下端與隧道拱腳排水邊溝7相連。隧道拱腳排水邊溝構(gòu)造及其施工在隧道工程領(lǐng)域中屬于常規(guī)技術(shù)、公知常識。
[0018]施工過程:
(I)在隧道開挖完成后，按常規(guī)方法進行初期支護，包括鋼筋網(wǎng)、錨桿、鋼拱架，同時施做初襯噴射混凝土 2。[0019](2)對初襯混凝土進行基面處理后，按常規(guī)方法施做防寒保溫層3。
[0020](3)所述二襯模筑混凝土其中一側(cè)澆筑時，在其邊緣中部預(yù)留凹槽，待澆筑完成后，將已加工好的帶有流水凹槽41的止水帶4安置于二襯模筑混凝土 5中的凹槽內(nèi)，流水凹槽41朝向位于內(nèi)側(cè)的防寒保溫層3方向，止水帶4的下端與隧道拱腳排水邊溝7相連。
[0021](5)進行隧道工程縫另外一側(cè)的二襯模筑混凝土施工。
[0022](6)通過充氣孔，向止水帶4內(nèi)充氣至設(shè)計壓力。
【權(quán)利要求】
1.一種用于凍土區(qū)隧道工程縫中的新型止水結(jié)構(gòu)，其特征在于，在隧道二襯的工程縫內(nèi)設(shè)置環(huán)向方向的止水結(jié)構(gòu)，在二襯模筑混凝土中呈環(huán)形鋪設(shè)；該新型止水結(jié)構(gòu)為一條充氣式止水帶(4)，且?guī)в辛魉疾?41)結(jié)構(gòu)，所述流水凹槽(41)朝向內(nèi)側(cè)的防寒保溫層(3); 充氣式止水帶為軟體材質(zhì)的止水帶；在止水帶內(nèi)充氣至止水帶外壁與二襯混凝土凹槽內(nèi)壁完全貼合；充氣式止水帶下端與隧道拱腳排水邊溝(7)相連。
【文檔編號】E21D11/38GK104018858SQ201410255991
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月11日
【發(fā)明者】李志厚, 沈世偉, 房銳, 姜睿, 夏才初 申請人:云南省交通規(guī)劃設(shè)計研究院