带有凸起的水囊式混凝土工程止水型腔模的施工方法与流程

本发明涉及一种地下/水下建筑防水装置，特别涉及一种带有凸起的水囊式混凝土工程变形缝止水型腔模的施工方法。

背景技术：

在现有的混凝土结构中，例如挡水坝、蓄水池、地铁、涵洞、水闸、隧道等地下、水下工程中，由于不能连续浇筑或由于地基沉降(地震)的变形，或由于温度的变化引起的混凝土构件的热胀冷缩等原因，在浇筑时常故意留有变形缝，这些缝隙要采取防渗漏措施，防止外部水或地下水渗漏到结构空间中，现在的通常做法是，在一期混凝土和二期混凝土间设置混凝土槽，槽内设软沥青及紫铜片或橡胶止水片，然而，此法需要预先预制混凝土槽，为了使混凝土槽与二期混凝土能紧密结合，需要对混凝土槽外围3面进行凿毛处理，这样就会延长工期和增加人工，同时由于混凝土槽一般每段长度(高度)只有50-100cm，变形缝隙要由多个混凝土槽连接构成，因此会产生多条横向缝隙，以及多个混凝土槽的不规则变形，会造成后序灌注软沥青的跑冒现象，且很难清理；而采用专利申请号2014100489253的以槽钢代替混凝土槽的技术，虽然比原施工方法可以节省费用和缩短工期，但是由于槽钢要留存在坝体内，不可以重复利用，因此还是造成浪费，因此急需一种可以在二期混凝土断面形成灌注沥青的预制腔的设备。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供一种带有凸起的水囊式混凝土工程变形缝止水型腔模的施工方法，本发明的型腔模可以在二期混凝土断面预置出一个半圆形型腔，灌入沥青即可，并且型腔模使用后取出可以多次重复使用，采用本型腔模的垂直止水结构可以满足多种地况/地层不均匀沉降或错动、伸缩位移等，可以节省材料费用和缩短工期。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种带有凸起的水囊式混凝土工程变形缝止水型腔模，其特征在于它包括骨架和水囊，所述水囊与骨架连接并设置在骨架外侧，在应用所述型腔模时，所述骨架与预埋在一期混凝土断面处的止水片连接，所述水囊内注满水，浇筑二期混凝土，而在二期混凝土初凝后，释放出所述水囊内的水，并将所述骨架和水囊移除后，在二期混凝土内形成可供注入熔融沥青的半圆型腔。

较为优选的，所述的止水片为矩形紫铜片，其预埋于一期混凝土内的一侧纵向设有90°折角，另一侧自一期混凝土断面的中部向外伸出设定长度，例如，将所述矩形紫铜片一半预埋于一期混凝土内，另一半从一期混凝土断面伸出。

较为优选的，所述骨架中部设有凹槽，且所述骨架的两侧沿纵向间隔设置有固定孔，而所述骨架的上、下端分别设有吊孔和底座，同时所述骨架的两侧边设置45°倒角。

进一步的，所述的底座的半径小于或等于所述凹槽深度。

较为优选的，所述水囊具有弧形截面结构，其上端设有进水口，并进水口设有可以旋紧的盖子，下端设有出水孔，并出水孔设有与其配套螺纹的长螺栓，出水孔下部设有密封的底。

进一步的，所述水囊的上端面为平面，且该平面的中部沿纵向设有水囊凹槽，而于所述水囊凹槽两侧沿纵向间隔设有固定点，所述水囊凹槽与所述骨架上的骨架凹槽紧密配合、水囊上的固定点与所述骨架上的固定孔紧密配合。

进一步的所述水囊两侧壁的厚度是前壁厚度的2倍。

进一步的所述水囊采用橡胶水囊，且所述水囊的囊壁内还夹杂有增强纤维丝，水囊圆弧外表面设有凸起部。其中，所述的骨架中部设有凹槽，以容置预置的止水片，骨架的两侧沿纵向间隔设有固定孔，以固定水囊预防加压后变形，骨架的上端设有吊孔，方便脱模和取出，骨架的下端设有底座，可以保证将水囊一起吊出型腔；骨架的两侧边设置45°倒角，方便 脱模。

其中，所述的底座的半径等于所述凹槽深度或是底座半径的2/3左右，可以承担大部分水囊底面，确保一次性将骨架和水囊吊出。

其中，所述的水囊为半圆柱形或大半椭圆柱形，其上端设有进水口，下端设有密封的底，在底部一侧设有出水孔，一根长螺栓与出水孔拧紧或拧松，以达到密封阻水或放水目的，水囊上平面至下平面的中部纵向设有水囊凹槽，水囊凹槽的尺寸与骨架凹槽紧配，水囊的平面的两侧纵向间隔一定距离设有固定点；所述的水囊两侧壁是前壁厚度的2倍，并两侧壁逐渐向前壁圆弧变薄，水囊凹槽和固定点与骨架的凹槽和固定孔对应设置，尺寸配合良好，可以紧密组装成一体。

为了方便脱模和达到一定强度，所述的水囊选用橡胶水囊，并在水囊壁内部还夹杂有增强纤维丝，特别是纵横交叉的增强纤维丝。

为了使沥青在混凝土型腔内的黏连性更好，可在水囊圆弧外表面分布设有凸起部，凸起部可以是圆点状，或呈纵向或横向的凸出表面的格条，脱模后可在型腔内形成凹点或凹槽，以增加沥青的粘结力。

本发明还公开了一种带有凸起的水囊式混凝土工程变形缝止水型腔模的制造方法，所述的型腔模包括骨架和水囊，其特征在于包括如下工艺和步骤：

1)骨架制作：骨架为矩形钢板，厚度2-4mm，长度大于变形缝高度20-40cm，在中部折出或焊接凹槽，凹槽深度为15-30cm，凹槽宽度5-10cm，骨架含凹槽宽度30-50cm，在骨架的两侧纵向间隔一定距离设置固定孔，在骨架的上端凹槽上设置吊孔，在骨架的下端左右两侧分别焊接扇形的底座，所述的底座的半径等于所述凹槽的深度，骨架的两侧边设置45°倒角；

2)水囊制作：水囊为橡胶浇铸，水囊为半圆柱形，其平面的中部纵向设有水囊凹槽，水囊凹槽的尺寸与骨架凹槽匹配，其凹槽壁和两侧壁的厚度大于前壁圆弧的厚度；所述的水囊其上端设有进水口，并进水口设有可以旋紧的盖子，下端一侧设有出水孔，并出水孔设有与其配套螺纹的长螺栓，出水孔下部设有密封的底，水囊的纵向平面的两侧设有数个固定点， 各固定点的位置、尺寸同对应的骨架的固定孔并匹配；水囊含上、下端头的水囊壁内部夹有增强纤维丝，其圆弧外表面设有凸起；

3)型腔模的组装：将水囊凹槽对准骨架凹槽，水囊底部设置在骨架底座上，所述水囊凹槽与所述骨架上的骨架凹槽紧密配合、水囊上的固定点与所述骨架上的固定孔紧密配合，组装成一体即制作完成型腔模。

本发明还公开了一种带有凸起的水囊式混凝土工程变形缝止水型腔模的施工方法，包括如下工艺和步骤：

1)一期混凝土浇筑：将止水紫铜片有折角的一边预设在混凝土变形缝的断面处，紫铜片纵向设置于混凝土断面宽度的中间，其宽度预埋一半，凸出一半，固定模板和止水紫铜片后浇筑一期混凝土；

2)型腔模的设置：一期混凝土凝固数天，在混凝土断面处设置型腔模，型腔模的骨架凹槽卡在一期混凝土断面凸出的止水紫铜片上，在骨架两侧的混凝土断面上设置沥青油毛毡；在水囊一侧的出水孔外设置管子，长螺栓一端通过管子与出水孔螺接；

3)水囊注水：在设置好的型腔模的水囊内从水囊上部的进水口加入水或其他液体，水囊加满后拧紧盖子；

4)二期混凝土浇筑：设置好型腔模和模板后，二期混凝土根据断面高度分层浇筑，每次每层50cm左右，等下层初凝具有一定硬度后再浇筑上一层，直至达到需要的高度；

5)型腔形成:在二期混凝土初凝后，旋出水囊下方一侧的长螺栓，放出水囊内液体，在骨架的吊孔中设置吊钩，吊出型腔模，在二期混凝土断面处形成半圆形型腔；

6)灌注沥青：堵上下端的管子，在半圆形型腔内灌满熔融沥青，冷却即可；

在设置多个变形缝时，重复上述步骤1-6，沥青做一次灌注或数次灌注；

吊出的型腔模及时清理、保养，储存，以利重复利用。

本发明的有益效果

1.采用本发明的型腔模预置方式，使得一、二期混凝土浇筑方便，断面整齐，可以在二期混凝土断面预制出一个半圆型腔；

2.本型腔模的水囊内注满水，可以降低混凝土凝固发出的热量；

3.型腔模使用后吊出二期混凝土即可以重复使用，可以节约资源减少浪费；

4.可以解决挡水坝、蓄水池、地铁、涵洞、水闸、隧道等地下、水下工程中的永久缝的渗漏问题；

5.与传统施工方法比较，因其不需预制混凝土槽，可以减少预制混凝土槽所需的人工、机械、模板等费用；

6.又因不需预留槽钢在内部，节省金属材料消耗；

7.采用本方法施工把以前在关键线路上的施工工序，变为非关键线路工序，节省了工期，产生了很大的经济效益和社会效益。

8.本发明技术可以解决多种地况/地层不均匀沉降或由于温度的变化引起的混凝土构件的热胀冷缩等原因引起的变形缝渗漏问题；也可以预防因地震等自然灾害引起的断面接口错动、变形导致的渗漏问题。

附图说明

图1是本发明的型腔模的骨架的俯视结构示意图，其中可见凹槽和底板；

图2是图1的带有凹槽凸面的立体结构示意图，可见底板半径与凹槽高度相同；

图3是图1的凹槽平面的立体结构示意图，可见骨架的两侧纵向间隔一定距离设置有固定孔；

图4是本发明的型腔模的水囊凸出面立体结构示意图，可见水囊外圆设有凸起，上端设有进水口，下端一侧设有出水孔；

图5是本发明的型腔模的水囊半圆柱平面立体结构示意图，可见水囊凹槽和两侧的固定点；

图6是本发明的型腔模组装后凸出面立体结构示意图，其中可见骨架上部高出水囊上部一定距离，一般高出20-40cm即可，以方便吊装；

图7是本发明的型腔模组装后另一面平面立体结构示意图，其中可见水囊平面的固定点与骨架平面的固定孔配合、水囊中部的凹槽与骨架中部的凹槽配合；

图8是本发明的型腔模俯视结构示意图，其中可见水囊平面的固定点凸出于骨架固定孔，以保证不会脱出引起变形；

图9是图8A处放大结构示意图，可见骨架侧边设有45°倒角；

图10是本发明的型腔模横截面结构示意图，可见水囊凹槽和两侧的壁厚比前面圆弧处厚，并两侧逐渐向前面圆弧变薄，一侧设有出水孔；

图11是本发明的型腔模设置在一期混凝土断面处的立体结构示意图，其中凸出的止水片设置于骨架的凹槽中，骨架高于混凝土断面的止水片一定高度，水囊等于或略高于混凝土断面，水囊下部一侧出水孔上设有管子长螺栓通过管子与出水孔配合；

图12是水囊出水孔部分放大示意图，可见长螺栓从管子内旋出，此时为放水状态，长螺栓通过管子与出水孔拧紧为封闭状态；

图13是本发明的型腔模设置在一期和二期混凝土断面处的俯视结构示意图，其中凸出的止水片设置于骨架的凹槽中；

图14是本发明的型腔模脱模并吊出后，在二期混凝土断面处预制的半圆形型腔内注满沥青后的俯视结构示意图，其中止水片一半位于一期混凝土中，凸出的一半位于型腔内的沥青中。

图中序号：1.骨架，2.凹槽，3.底座，4.固定孔，5.吊孔，6.水囊凹槽，7.前壁，8.进水口，9.凸起部，10.出水孔，11.固定点，12.侧壁，13.一期混凝土，14.管子，15.长螺栓，16.止水片，17.沥青油毛毡，18.二期混凝土，19.沥青。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的描述。

实施例1，参考附图：一种带有凸起的水囊式混凝土工程变形缝止水型腔模，包括骨架1和水囊，所述水囊与骨架1连接并设置在骨架外侧，在应用所述型腔模时，所述骨架1与预埋在一期混凝土13断面处的止水 片16连接，所述水囊内注满水，浇筑二期混凝土18，而在二期混凝土18初凝后，释放出所述水囊内的水，并将所述骨架1和水囊移除后，在二期混凝土18断面内形成可供注入熔融沥青19的半圆型腔。

较为优选的，所述的止水片16为矩形紫铜片，将止水片16一半预埋于一期混凝土13内，另一半从一期混凝土13断面伸出，其预埋于一期混凝土13内的一侧纵向设有90°折角；

较为优选的，所述骨架1中部设有凹槽2，且所述骨架1的两侧沿纵向间隔设置有固定孔4，而所述骨架1的上、下端分别设有吊孔5和底座3，同时所述骨架1的两侧边设置45°倒角。

进一步的，所述的底座3的半径小于或等于所述凹槽2深度。

较为优选的，所述水囊具有弧形截面结构，其上端设有进水口8，并进水口8设有可以旋紧的盖子，下端设有出水孔10，并出水孔10设有与其配套螺纹的长螺栓15，出水孔10下部设有密封的底。

进一步的，所述水囊的上端面为平面，且该平面的中部沿纵向设有水囊凹槽6，而于所述水囊凹槽6两侧沿纵向间隔设有固定点11，所述水囊凹槽6与所述骨架1上的骨架凹槽2紧密配合、水囊上的固定点11与所述骨架1上的固定孔4紧密配合。

进一步的所述水囊两侧壁12的厚度是前壁7厚度的2倍。

进一步的所述水囊采用橡胶水囊，且所述水囊的囊壁内还夹杂有增强纤维丝，水囊圆弧外表面设有凸起部9。其中，所述的骨架1中部设有凹槽2，以容置预置的止水片16，骨架1的两侧沿纵向间隔设有固定孔4，以固定水囊预防加液后变形，骨架1的上端设有吊孔5，方便脱模和取出，骨架1的下端设有底座3，可以保证将水囊一起吊出型腔；骨架1的两侧边设置45°倒角，方便脱模。

其中，扇形的底座3的半径等于所述凹槽2深度或是底座3半径的2/3左右，可以承担大部分水囊底面，确保一次性将骨架1和水囊吊出。

其中，所述的水囊为半圆柱形或大半椭圆柱形，其上端设有进水口8，下端设有密封的底，在底部一侧设有出水孔10，一根长螺栓15与出水孔 10拧紧或拧松，以达到密封阻水或放水目的，水囊上平面至下平面的中部纵向设有水囊凹槽6，水囊凹槽6的尺寸与骨架凹槽2紧配，水囊的平面的两侧纵向间隔一定距离设有固定点11；所述的水囊两侧壁12是前壁7厚度的2倍，并两侧壁12逐渐向前壁7圆弧变薄，水囊凹槽6和固定点11与骨架1的凹槽2和固定孔4对应设置，尺寸配合良好，可以紧密组装成一体。

为了方便脱模和达到一定强度，所述的水囊选用橡胶水囊，并在水囊壁内部还夹杂有增强纤维丝，特别是纵横交叉的增强纤维丝。

为了使沥青19在混凝土型腔内的黏连性更好，可在水囊圆弧外表面分布设有凸起部9，凸起部9可以是圆点状，或呈纵向或横向的凸出表面的格条，脱模后可在型腔内形成凹点或凹槽，以增加沥青19的粘结力。

本实施例还公开了一种带有凸起的水囊式混凝土工程变形缝止水型腔模的制造方法，所述的型腔模包括骨架1和水囊，其特征在于包括如下工艺和步骤：

1)骨架1制作：骨架1为矩形钢板，厚度2-4mm，长度大于变形缝高度20-40cm，在中部折出或焊接凹槽2，凹槽2深度为15-30cm，凹槽2宽度5-10cm，骨架1含凹槽2宽度30-50cm，在骨架1的两侧纵向间隔一定距离设置固定孔4，在骨架1的上端凹槽2上设置吊孔5，在骨架1的下端左右两侧分别焊接扇形的底座2，所述的底座2的半径等于所述凹槽1的深度，骨架1的两侧边设置45°倒角；

2)水囊制作：水囊为橡胶浇铸，水囊为半圆柱形，其平面的中部纵向设有水囊凹槽6，水囊凹槽6的尺寸与骨架凹槽2匹配，其凹槽壁和两侧壁12的厚度大于前壁7圆弧的厚度；所述的水囊其上端设有进水口8，并进水口8设有可以旋紧的盖子，下端一侧设有出水孔10，并出水孔10设有与其配套螺纹的长螺栓15，出水孔10下部设有密封的底，水囊的纵向平面的两侧设有数个固定点11，各固定点11的位置、尺寸同对应的骨架1的固定孔4并匹配；水囊含上、下端头的水囊壁内部夹有增强纤维丝，其圆弧外表面设有凸起部9；

3)型腔模的组装：将水囊凹槽6对准骨架凹槽2，水囊底部设置在骨架底座3上，所述水囊凹槽6与所述骨架上的骨架凹槽2紧密配合、水囊上的固定点11与所述骨架上的固定孔4紧密配合，组装成一体即制作完成型腔模。

本实施例还公开了一种带有凸起的水囊式混凝土工程变形缝止水型腔模的施工方法，包括如下工艺和步骤：

1)一期混凝土浇筑：将紫铜止水片16有折角的一边预设在一期混凝土13变形缝的断面处，止水片16纵向设置于混凝土断面宽度的中间，其宽度预埋一半，凸出一半，固定模板和止水片16后浇筑一期混凝土13；

2)型腔模的设置：一期混凝土13凝固数天，在混凝土断面处设置型腔模，型腔模的骨架凹槽2卡在一期混凝土13断面凸出的止水片16上，在骨架1两侧的混凝土断面上设置沥青油毛毡17；在水囊一侧的出水孔10外设置管子14，长螺栓15一端通过管子14与出水孔10螺接；

3)水囊注水：在设置好的型腔模的水囊内从水囊上部的进水口8加入水或其他液体，水囊加满后拧紧盖子；

4)二期混凝土浇筑：设置好型腔模和模板后，二期混凝土18根据断面高度分层浇筑，每次每层50cm左右，等下层初凝具有一定硬度后再浇筑上一层，直至达到需要的高度；

5)型腔形成:在二期混凝土18初凝后，旋出水囊下方一侧的长螺栓15，放出水囊内液体，在骨架1的吊孔5中设置吊钩，吊出型腔模，在二期混凝土18断面处形成半圆形型腔；

6)灌注沥青：堵上下端的管子14，在半圆型腔内灌满熔融的30号建筑沥青19，视施工现场温度冷却时间一般2-12小时即可；

在设置多个变形缝时，重复上述步骤1-6，沥青19做一次灌注或数次灌注；吊出的型腔模及时清理、保养，储存，以利重复利用。

本发明的骨架高度一般为2.5M，水囊高度2.2M，每次架膜可浇筑2.0M左右的混凝土墙体，如墙体超过2.0M,拆模后，提高型腔模，重复前述施工方法，直到满足墙体高度；该紫铜止水片和水平止水片连接采用现场焊 接。

本发明不需预制混凝土槽，可以缩短工期20-30天；型腔模可以重复使用；本型腔模的水囊内注满水，可以降低混凝土凝固发出的热量；可以在挡水坝、蓄水池等围坝挡土墙施工、也可用于地铁、涵洞、隧道等地下、水下等各种混凝土工程变形缝止水的应用，变形缝整齐不渗漏；采用本技术可以解决地层不均匀沉降导致的变形缝渗漏水问题，或因环境温度的变化引起的混凝土构件的热胀冷缩导致的变形缝渗漏问题；也可以预防因地震等自然灾害引起的变形缝断面接口错动、移位等变形等导致的渗漏问题。