一种用于冻土区隧道工程缝的新型止水结构的制作方法
【专利摘要】一种用于冻土区隧道工程缝中的新型止水结构，其特征在于，在隧道二衬的工程缝内设置环向方向的止水结构，在二衬模筑混凝土中呈环形铺设；该新型止水结构为一条充气式止水带，且带有流水凹槽结构，所述流水凹槽朝向内侧的防寒保温层；充气式止水带为软体材质的止水带；在止水带内充气至止水带外壁与二衬混凝土凹槽内壁完全贴合；充气式止水带下端与隧道拱脚排水边沟相连。在隧道施工及运营期间，当围岩温度升高、冻土融化时，地下水会沿止水带自然下流，汇入隧道排水边沟中，排出洞外，进而避免地下水沿二衬工程缝渗入隧道内，避免因地下水冻结引发的冻害。
【专利说明】一种用于冻土区隧道工程缝的新型止水结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及隧道防水领域，具体涉及一种应用于冻土区隧道工程缝中的新型止水结构。
【背景技术】
[0002]我国是仅次于俄罗斯、加拿大的世界第三大冻土国，随着冻土区工程建设的高速发展，在冻土区在建及拟建的隧道工程越来越多。冻土区隧道施工过程中的防排水技术，是保证隧道安全运营的关键技术。目前我国在冻土区已建的隧道工程，相当一部分出现了由于排水系统失效导致的冻害问题，严重威胁隧道稳定性及行车安全性。
[0003]在冻土区隧道开挖后，冻土的原有水热平衡体系将被打破，在隧道服役期内，可能发生由于冻土融化、地下水入渗而引发的衬砌结构冻害问题。目前已有的冻土区隧道防排水技术，主要可以概括为以下形式:
1、以各种形式的排水管及泄水洞为主的排水系统；
2、以内置式或贴壁式为主的止水装置。
[0004]其中，冻土区隧道排水系统会因使用年限的增长，导致因冻土地温降低引发的地下水冻结，使其丧失排水能力；另一方面，排水系统的主要部分多铺设在隧道初衬背后，对于处理冻土融水入渗的效果不理想。对于各类止水构造，多数存在由于施工质量问题导致的止水效果较差的问题；同时存在止水材料老化而导致的耐久性问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术的不足，解决冻土区隧道由于防排水系统失效引起的冻害问题，为此本发明公开一种应用于冻土区隧道工程缝(包括施工缝、变形缝、沉降缝)中的新型止水结构。关键的，本发明设计出带有流水凹槽结构的软体材料充气式止水带，通过向内充气，保证其与隧道二衬模筑混凝土紧密贴合，其下端与隧道拱脚排水边沟连接；同时，利用止水带内侧方向的流水凹槽，使隧道二衬背后的地下水自然下流至排水边沟，以达到排出地下水，避免因地下水入渗而引发的衬砌结构冻害问题。
[0006]为此，本发明给出的具体技术方案是:
一种用于冻土区隧道工程缝中的新型止水结构，其特征在于，在隧道二衬的工程缝内设置环向方向的止水结构，在二衬模筑混凝土中呈环形铺设；该新型止水结构为一条充气式止水带4，且带有流水凹槽41结构，所述流水凹槽41朝向内侧的防寒保温层3 ;充气式止水带为软体材质的止水带；在止水带内充气至止水带外壁与二衬混凝土凹槽内壁完全贴合；充气式止水带下端与隧道拱脚排水边沟7相连。
[0007]充气式止水带在隧道内侧(临空面一侧)方向为圆滑凸起式构造，在隧道外侧(围岩一侧)设置为流水凹槽，可使地下水顺流水凹槽自然下流，并与隧道拱脚排水边沟相连，排出地下水。充气式止水带内侧为冻土区隧道防寒保温层，可以保证流水凹槽内的地下水不冻结。在隧道施工及运营期间，当围岩温度升高、冻土融化时，地下水会沿止水带自然下流，汇入隧道排水边沟中，排出洞外，进而避免地下水沿二衬工程缝渗入隧道内，避免因地下水冻结引发的冻害。
[0008]与现有技术相比，本发明具有如下优点:
(1)考虑有效排出对冻土区隧道冻害威胁最为严重的衬砌背后积水问题，提出充气式止水带结构，可以从根本上解决因地下水入渗而导致的冻土区隧道衬砌冻害问题；
(2)所提出的充气式止水结构，设置在隧道二衬工程缝内，可以有效阻止隧道围岩中的地下水渗入二衬结构内部，具有截水功能；另一方面，节约了传统背贴式止水带施工困难及后期维护费用，大大节约了成本；
(3)所提出的充气式止水带结构在施工过程中，无需机械设备，对冻土无任何热融及机械扰动，无污染；
(4)所提出的充气式止水带结构，在保证隧道二衬施工质量的前提下，可长期发挥作用，具有很好的耐久性，无需后期维护人员及费用。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明:
图1为本发明公开的充气式止水带结构示意图。
[0010]图2为充气式止水带的横截面示意图。
[0011]图中:1围岩；2初衬混凝土 ；3防寒保温层；4充气式止水带；41流水凹槽；5 二衬混凝土 ；7拱脚排水边沟。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图，对本发明的技术方案进行进一步介绍。
[0013]从隧道内侧到外侧依次为:初衬混凝土、防寒保温层、二衬模筑混凝土，此为本领域公知的情况。
[0014]如图1、图2所示，本发明公开了一种在隧道二衬的工程缝内设置环向方向的新型止水结构，为一种用于冻土区隧道工程缝中的新型止水结构，其特征在于:
设置于二衬模筑混凝土工程缝内，在二衬模筑混凝土中呈环形铺设。
[0015]新型止水结构为一条充气式止水带4，且带有流水凹槽41结构，所述流水凹槽41朝向内侧的防寒保温层3 ;充气式止水带在本实施例中选用三元乙丙橡胶这类软体材质的止水带。三元乙丙橡胶止水带的制作工艺采用现有技术，不属于本发明对现有技术的贡献部分。
[0016]止水带在二衬混凝土一侧烧筑时,安装于预留的模板凹槽内，待二衬混凝土烧筑完成后，通过充气口向内充气至设计气压，使得止水带外壁与二衬混凝土凹槽内壁完全贴
口 ο
[0017]充气式止水带下端与隧道拱脚排水边沟7相连。隧道拱脚排水边沟构造及其施工在隧道工程领域中属于常规技术、公知常识。
[0018]施工过程:
(I)在隧道开挖完成后，按常规方法进行初期支护，包括钢筋网、锚杆、钢拱架，同时施做初衬喷射混凝土 2。[0019](2)对初衬混凝土进行基面处理后，按常规方法施做防寒保温层3。
[0020](3)所述二衬模筑混凝土其中一侧浇筑时，在其边缘中部预留凹槽，待浇筑完成后，将已加工好的带有流水凹槽41的止水带4安置于二衬模筑混凝土 5中的凹槽内，流水凹槽41朝向位于内侧的防寒保温层3方向，止水带4的下端与隧道拱脚排水边沟7相连。
[0021](5)进行隧道工程缝另外一侧的二衬模筑混凝土施工。
[0022](6)通过充气孔，向止水带4内充气至设计压力。
【权利要求】
1.一种用于冻土区隧道工程缝中的新型止水结构，其特征在于，在隧道二衬的工程缝内设置环向方向的止水结构，在二衬模筑混凝土中呈环形铺设；该新型止水结构为一条充气式止水带(4)，且带有流水凹槽(41)结构，所述流水凹槽(41)朝向内侧的防寒保温层(3); 充气式止水带为软体材质的止水带；在止水带内充气至止水带外壁与二衬混凝土凹槽内壁完全贴合；充气式止水带下端与隧道拱脚排水边沟(7)相连。
【文档编号】E21D11/38GK104018858SQ201410255991
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月11日 优先权日:2014年6月11日
【发明者】李志厚, 沈世伟, 房锐, 姜睿, 夏才初 申请人:云南省交通规划设计研究院