隧道变形缝防水结构及隧道施工结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种隧道变形缝防水结构及隧道施工结构，该变形缝防水结构在所述变形缝位置处自初期支护至隧道方向由外向内依次设置有软式透水管、毛细排水带、土工布、防水板、背贴式止水带以及中埋止水带；该背贴式止水带设于防水板下且为设置有注浆孔的梯形结构；中埋止水带设置于二次衬砌内，且中埋止水带的两侧部和中部均设置有注浆孔且在与所述变形缝相交的部位设置有附膜。本实用新型提供的隧道变形缝防水结构及隧道施工结构，很好地解决寒区、富水、大变形地段隧道变形缝因排水不畅、冻融、过大变形等造成变形缝止水失效而影响使用的问题，且施工造价低、施工效率高。
【专利说明】隧道变形缝防水结构及隧道施工结构
【技术领域】
[0001]本实用新型属于隧道工程【技术领域】，更具体地说，是涉及一种允许较大变形值的适用于富水与大变形地质条件的隧道变形缝防水结构及采用该种变形缝防水结构的隧道施工结构。
【背景技术】
[0002]目前，隧道穿越寒区富水大变形地段时，变形缝传统的设计是沿着二次衬砌外侧设置一道封闭的外贴式橡胶止水带，衬砌的中部预埋一道封闭的膨胀橡胶止水带。这种做法由于橡胶止水带与混凝土的粘附力较差，对于变形大的接缝，在混凝土接缝膨胀、扯离、差异沉降时会经常出现橡胶止水带松动和断裂；此外，在隧道地质条件较差的地段，受软土地基因素和结构荷载不均衡的影响，变形缝竖向沉降量也可能很大，由于橡胶的弹性变形能力有限，止水带不能抵抗沉降和伸缩变形，就会导致止水带撕裂破坏，从而发生渗漏现象。
[0003]针对处于富水大变形地质条件下的隧道变形缝，国外的常规做法是增大变形缝设计密度，每隔7?1m设计一道变形缝，变形量往往控制在25%的范围内。国内的常规做法是采用多道防水措施，衬砌外侧设置外贴式橡胶止水带，中部设置橡胶钢边止水带，内贴可卸式止水带，该类方法相比传统的方法，防水能力和变形能力有所提高，但造价高，施工过程复杂，出现漏水问题难于处治，且影响行车安全和美观。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于提供一种寒区、富水、大变形地段如软基、断裂带、采空区、岩溶区等的变形缝防水结构，以解决寒区、富水、大变形地段隧道变形缝因排水不畅、冻融、过大变形等造成变形缝止水失效而影响使用的问题。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:提供一种隧道变形缝防水结构，包括形成于相邻两二次衬砌之间的变形缝；
[0006]在所述变形缝位置处自初期支护至隧道方向由外向内依次设置有软式透水管、毛细排水带、土工布、防水板、背贴式止水带以及中埋止水带；
[0007]所述软式透水管和毛细排水带位于所述二次衬砌的外侧，且所述毛细排水带位于所述变形缝的正上方且延伸于所述变形缝两侧，所述软式透水管位于所述变形缝的侧上方；
[0008]所述背贴式止水带设于所述防水板下且为设置有注浆孔的梯形结构；
[0009]所述中埋止水带设置于所述二次衬砌内，所述中埋止水带的两侧部和中部均设置有注浆孔且在与所述变形缝相交的部位设置有附膜。
[0010]进一步地，在所述变形缝处于所述中埋止水带内侧的保温有效范围外还设置有暗埋式排水止水带。
[0011 ] 具体地，所述暗埋式排水止水带由异型橡胶止水带与无纺布结合而形成。
[0012]具体地，所述中埋止水带通过第一钢筋卡固定在所述二次衬砌内。
[0013]具体地，所述暗埋式排水止水带通过第二钢筋卡固定在所述二次衬砌内。
[0014]优选地，所述变形缝的宽度为2.5?3.5cm。
[0015]进一步地，在所述变形缝的填缝料靠近隧道内部的外侧增设保温防火填缝料，且在所述变形缝的两侧的所述二次衬砌的内表面上还涂有保温防火涂层。
[0016]优选地，所述毛细排水带、背贴式止水带以及中埋止水带均为橡胶材料制成。
[0017]本实用新型还提供一种隧道施工结构，其包括以上所述的隧道变形缝防水结构，还包括设置在隧道底部两侧的纵向排水盲沟、设于隧道底部的中心排水沟以及连接所述纵向排水盲沟与所述中心排水沟的横向排水管，所述变形缝中设置的所述软式透水管和毛细排水带汇流连接所述纵向排水盲沟且通过所述横向排水管连接所述中心排水沟；所述暗埋式排水止水带通过所述横向排水管汇流连接所述中心排水沟。
[0018]优化地，所述中埋止水带两侧预留的注浆管分布在隧道的中心圆心所对应的与水平方向呈0°、60°、120°和180°夹角的半径位置上。
[0019]与现有技术相比，本实用新型提供的隧道变形缝防水结构及隧道施工结构的有益效果在于:
[0020](I)在变形缝两侧设置软式透水管，减小了变形缝处聚水量，降低了变形缝处水压力；
[0021](2)在变形缝处设置毛细排水带，能有效排出变形缝处围岩渗水，相对普通排水带，能在零度以下排水，能够降低变形缝处二次衬砌背后冻结风险；
[0022](3)背贴式止水带中部为梯形结构与中埋式止水带缝两侧附膜，有效地增加了橡胶的变形能力，提高了变形缝的有效防水变形范围；
[0023](4)暗埋式排水止水带将缝隙中少量渗漏的水排出，有效排除了隧道内渗滴水、挂冰等病害，消除了寒区隧道变形缝成为冻结通道的风险；
[0024](5)本实用新型实施材料均采用较常见的橡胶排水带，可以节约工程造价和加快施工进度。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为本实用新型实施例提供的隧道变形缝防水结构的截面结构示意图；
[0026]图2为图1中A处的局部放大结构示意图；
[0027]图3为本实用新型实施例提供的隧道变形缝防水结构中的背贴式止水带结构示意图；
[0028]图4为本实用新型实施例提供的隧道变形缝防水结构中的中埋止水带结构示意图；
[0029]图5为本实用新型实施例提供的隧道变形缝防水结构中的暗埋式排水止水带结构示意图；
[0030]图6为本实用新型实施例提供的隧道变形缝防水结构左侧施工示意图；
[0031]图7为本实用新型实施例提供的隧道变形缝防水结构右侧施工示意图；
[0032]图8为本实用新型实施例提供的隧道施工结构的截面示意图。
【具体实施方式】
[0033]为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0034]请一并参阅图1至图5，现对本实用新型提供的隧道变形缝防水结构进行说明。本实用新型隧道变形缝防水结构包括形成于相邻二次衬砌101与二次衬砌102之间的变形缝10 ;在变形缝10位置处自初期支护I至隧道方向由外向内依次设置有软式透水管4、毛细排水带5、土工布2、防水板3、背贴式止水带6以及中埋止水带7 ;其中，软式透水管4和毛细排水带5位于二次衬砌101、102的外侧，且毛细排水带5位于变形缝10的正上方且延伸于变形缝10两侧，具体来说毛细排水带5的宽度可以为20cm左右，高为2.5cm左右，软式透水管4位于变形缝10的侧上方；可以设置在其中一侧，也可以两侧均设置，施工时，软式透水管4距离变形缝10距离为50cm左右；这样的结构设置，由于毛细排水带5具有毛细排水作用，其吸附排水能力可以减小水在二次衬砌101、102外侧汇集，将软式透水管4未排的水吸附排出，从而降低冬季冻胀破坏变形缝10的风险。而背贴式止水带6设于防水板3下，该背贴式止水带6，长约30cm，如图3所示，该背贴式止水带6中部为梯形结构61并带有注浆孔60。请参见图2及图4，中埋止水带7设置于二次衬砌101、102内部，长30cm左右，中埋止水带7的两侧部和中部均设置有注浆孔70且在与变形缝10相交的部位设置有附膜71，即是说，在变形缝10的两侧中埋止水带7设置附膜71，其长度为20mm左右，与注浆孔相连还可以预留注浆管700 ;在变形缝10内还填塞有填缝料100。
[0035]本实用新型提供的变形缝防水结构上设置了多道变形能力较强的排水止水带，较传统的变形缝防水结构可以抵抗较大的隧道纵横向变形，可以有效地降低在特殊地质条件下隧道变形缝10处渗漏水的风险；尤其是在变形缝10两侧设置软式透水管4，减小了变形缝10处聚水量，降低了变形缝10处水压力；在变形缝10处设置毛细排水带5，能有效排出变形缝10处围岩渗水，相对普通排水带，能在零度以下排水，能够降低变形缝10处二次衬砌101背后冻结风险；背贴式止水带6中部为梯形结构61与中埋式止水带缝两侧附膜71，有效地增加了橡胶的变形能力，提高了变形缝10的有效防水变形范围。
[0036]进一步地，请一并参阅图1、图2及图5，作为本实用新型提供的隧道变形缝防水结构的一种【具体实施方式】，在变形缝10处于中埋止水带7内侧的保温有效范围外还设置有暗埋式排水止水带8，该暗埋式排水止水带8将缝隙中少量渗漏的水排出，有效排除了隧道内渗滴水、挂冰等隐患，进一步消除了寒区隧道变形缝10成为冻结通道的风险，保证隧道的安全性。其中，本实施例中，暗埋式排水止水带8由异型橡胶止水带与无纺布结合而形成，该暗埋式排水止水带的中部也设置有注浆孔80。
[0037]本实施例中，具体来讲，该中埋止水带7通过第一钢筋卡91固定在二次衬砌101、102内；而暗埋式排水止水带8通过第二钢筋卡92固定在二次衬砌101、102内。
[0038]本实施例中，优选地，变形缝10的宽度较传统的要宽，加宽为2.5?3.5cm。
[0039]进一步地，在变形缝10的填缝料100靠近隧道内部的外侧增设保温防火填缝料1000，且在变形缝10的两侧的二次衬砌101的内表面上还涂有保温防火涂层11。
[0040]优选地，本实施例中，毛细排水带5、背贴式止水带6以及中埋止水带7均为橡胶材料制成；采用较常见的橡胶排水带，可以节约工程造价和加快施工进度。
[0041]如图6所示，平行隧道方向变形缝10左侧为浇筑二次衬砌101施工时，软式透水管4与毛细排水带5布置在初期支护I后，依次向内是土工布2、防水板3，使用定位钢筋111、第一钢筋卡91以及第二钢筋卡92将背贴式止水带6、中埋止水带7、暗埋式排水止水带8固定在相应位置，在挡头板113与台车模板112以及初期支护I构成的空间1010内浇筑混凝土，形成二次衬砌101。
[0042]在变形缝10右侧施工时，如图7所示，类似左侧依次布设软式透水管4，铺设土工布2，焊接防水板3，调节第一钢筋卡91以固定带有附膜71的中埋止水带7与，调节第二钢筋卡92以固定暗埋式排水止水带8,在为烧筑二次衬砌101空间内烧筑混凝土形成二次衬砌102，待混凝土强度达到要求时施工变形缝10保温防火填缝料1000，并在变形缝10左右两侧各2m的宽度喷涂保温防火涂料形成保温防火涂层11。
[0043]本实用新型还提供一种隧道施工结构。请参阅图8，该隧道施工结构包括以上所述的隧道变形缝防水结构，还包括设置在隧道底部两侧的纵向排水盲沟201、设于隧道底部的中心排水沟203以及连接纵向排水盲沟201与中心排水沟203的横向排水管202，变形缝10中设置的软式透水管4和毛细排水带5汇流连接纵向排水盲沟201且通过横向排水管202连接中心排水沟203 ;暗埋式排水止水带8通过横向排水管202汇流连接中心排水沟203。
[0044]如图8所示，变形缝10横向布置中的软式透水管4、毛细排水带5，汇流纵向排水盲沟201，继而通过横向排水管202流入到隧道底部中心排水沟203中，缝中暗埋式排水止水带8汇流缝处设置的直径为5cm的横向排水管202流入到中心排水沟203中。而中埋止水带7两侧预留的注浆管700分布在隧道的中心圆心所对应的与水平方向呈0°、60°、120°和180°夹角的半径位置上，呈均匀分布，共8处。
[0045]本实用新型提供的隧道施工结构采用了上述的变形缝防水结构，即便是在寒区、富水、大变形地段如软基、断裂带、采空区、岩溶区等特殊地质条件下修建隧道，也不会因隧道变形缝10因排水不畅、冻融、过大变形等造成变形缝10止水失效而影响使用。
[0046]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.隧道变形缝防水结构，包括形成于相邻两二次衬砌之间的变形缝；其特征在于: 在所述变形缝位置处自初期支护至隧道方向由外向内依次设置有软式透水管、毛细排水带、土工布、防水板、背贴式止水带以及中埋止水带； 所述软式透水管和毛细排水带位于所述二次衬砌的外侧，且所述毛细排水带位于所述变形缝的正上方且延伸于所述变形缝两侧，所述软式透水管位于所述变形缝的侧上方； 所述背贴式止水带设于所述防水板下且为设置有注浆孔的梯形结构； 所述中埋止水带设置于所述二次衬砌内，所述中埋止水带的两侧部和中部均设置有注浆孔且在与所述变形缝相交的部位设置有附膜。
2.如权利要求1所述的隧道变形缝防水结构，其特征在于:在所述变形缝处于所述中埋止水带内侧的保温有效范围外还设置有暗埋式排水止水带。
3.如权利要求2所述的隧道变形缝防水结构，其特征在于:所述暗埋式排水止水带由异型橡胶止水带与无纺布结合而形成。
4.如权利要求2所述的隧道变形缝防水结构，其特征在于:所述中埋止水带通过第一钢筋卡固定在所述二次衬砌内。
5.如权利要求2或3所述的隧道变形缝防水结构，其特征在于:所述暗埋式排水止水带通过第二钢筋卡固定在所述二次衬砌内。
6.如权利要求2所述的隧道变形缝防水结构，其特征在于:所述变形缝的宽度为2.5 ?3.5cm0
7.如权利要求2所述的隧道变形缝防水结构，其特征在于:在所述变形缝的填缝料靠近隧道内部的外侧增设保温防火填缝料，且在所述变形缝的两侧的所述二次衬砌的内表面上还涂有保温防火涂层。
8.如权利要求2、3、4、6或7所述的隧道变形缝防水结构，其特征在于:所述毛细排水带、背贴式止水带以及中埋止水带均为橡胶材料制成。
9.隧道施工结构，其特征在于:包括如权利要求2至8任一项所述的隧道变形缝防水结构，还包括设置在隧道底部两侧的纵向排水盲沟、设于隧道底部的中心排水沟以及连接所述纵向排水盲沟与所述中心排水沟的横向排水管，所述变形缝中设置的所述软式透水管和毛细排水带汇流连接所述纵向排水盲沟且通过所述横向排水管连接所述中心排水沟；所述暗埋式排水止水带通过所述横向排水管汇流连接所述中心排水沟。
10.如权利要求9所述的隧道施工结构，其特征在于:所述中埋止水带两侧预留的注浆管分布在隧道的中心圆心所对应的与水平方向呈0°、60°、120°和180°夹角的半径位置上。
【文档编号】E21F16/02GK204098937SQ201420332861
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年6月20日 优先权日:2014年6月20日
【发明者】甄俊杰, 刘少文, 王新生, 孟志豪, 韩大千, 侯豪斌, 米东阳, 李永永, 薛晓辉, 郑齐银, 张波, 宋飞, 张勃蓬 申请人:山西省交通科学研究院, 山西交科公路勘察设计院