一种隧道伸缩缝变形协调及排水结构和施工方法与流程

本发明涉及隧道施工技术领域，尤其涉及一种隧道伸缩缝变形协调及排水结构和施工方法。

背景技术：

隧道是由多段钢筋混凝土结构分次浇筑形成的埋设于地下的管道，其内部可以为行人、车辆和管线提供通行和运输空间，节段间不可避免留有结构伸缩缝，而地下空间环境复杂，隧道长期运营中会因为地质条件和施工工艺等因素导致结构伸缩缝两侧的相对变形，导致路面开裂、错台和隧道内渗水等病害，影响隧道运营安全。

目前隧道施工中，铺装层主要采用现浇混凝土并内置d8钢筋网片的方式，缺点在于隧道内预留的伸缩缝两侧变形较大，并且由于内置的d8钢筋网片抗变形能力有限，导致设置在伸缩缝上方区域内的铺装层容易开裂，会引起路面层的开裂、错台，且开裂后形成的地下水渗入通道不易修复。

因此，亟需提供一种能够协调伸缩缝两侧的变形并能够增加伸缩缝处的路面抗变形能力的隧道伸缩缝变形协调及排水结构和施工方法。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种能够协调伸缩缝两侧的变形并能够增加伸缩缝处的路面抗变形能力的隧道伸缩缝变形协调及排水结构和施工方法。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

本发明提供一种隧道伸缩缝变形协调及排水结构，包括隧道结构底板、混凝土铺装层、路面层、多孔橡胶板、热熔型土工布、剪力杆、中埋式钢边橡胶止水带、开孔波纹管和密封胶条，在隧道结构底板中设置有伸缩缝，多孔橡胶板设置在混凝土铺装层内并且设置在伸缩缝上方；热熔型土工布敷设在多孔橡胶板朝向路面层的一侧，并在多孔橡胶板两侧各延伸出50cm；在伸缩缝处设置有剪力杆；在混凝土结构内部浇筑有中埋式钢边橡胶止水带；在伸缩缝上端和多孔橡胶板底部两侧设置密封胶条；开孔波纹管设置底板凹槽内，且在开孔波纹管四周填充压实的砂砾石。

进一步地，多孔橡胶板沿隧道路面宽度方向上设置有有贯通的孔洞。

进一步地，多孔橡胶板的底部设置有沟槽，沟槽的横截面形状为半圆形。

进一步地，多孔橡胶板的厚度为8cm～12cm。

进一步地，还包括发泡pe垫板，发泡pe垫板填充在伸缩缝里面。

进一步地，开孔波纹管的材料为hdpe，密封胶条材料为遇水膨胀橡胶材料。

进一步地，多孔橡胶板的材料为三元乙丙橡胶材料。

一种隧道伸缩缝变形协调及排水施工方法，包括以下步骤：

步骤s1：对隧道结构底板现场施工，在隧道主体结构底板中设置伸缩缝，并在伸缩缝上端预设排水沟槽，在对隧道主体结构底板浇筑混凝土时，将剪力杆、中埋式钢边橡胶止水带、发泡pe垫板等材料埋入伸缩缝内；

步骤s2：将开孔波纹管放入伸缩缝上端预设的排水沟槽内，在开孔波纹管外包透水无纺布材料，并在开孔波纹管四周填充压实砂砾石；

步骤s3：对浇筑混凝土铺装层和排水边沟进行现场施工，在混凝土铺装层中在预先规划的顶面位置下预留出安装多孔橡胶板的槽位，在排水边沟侧壁预留出孔洞，浇筑混凝土铺装层和排水边沟；

步骤s4：安装多孔橡胶板，多孔橡胶板设置有横截面形状为半圆形的沟槽的一面朝向地面，然后将多孔橡胶板放置在混凝土铺装层预留的槽位中并紧贴混凝土铺装层，多孔橡胶板的顶面与铺装层预先规划的顶面位置齐平，多孔橡胶板的宽度沿伸缩缝对称设置；

步骤s5：将开孔波纹管穿过排水管沟侧部预留的孔洞；

步骤s6：在多孔橡胶板和铺装层上敷设热熔型土工布，敷设时在多孔橡胶板两侧各延伸50cm；

步骤s7：敷设好热熔型土工布后，对路面层进行施工。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：本发明的隧道伸缩缝变形协调及排水结构，采用在隧道结构伸缩缝处安装多孔橡胶板的方式，协调伸缩缝两侧的变形，增加伸缩缝处的路面抗变形能力和防排水能力，增加了隧道的安全保障，减少了隧道的修护成本。

附图说明

图1为本发明的隧道伸缩缝变形协调及排水结构的多孔橡胶板结构断面图；

图2为本发明的隧道伸缩缝变形协调及排水结构的变形协调结构横断面图；

图3为本发明的隧道伸缩缝变形协调及排水结构的变形协调结构纵断面图；

图4为本发明的隧道伸缩缝变形协调及排水结构的a处波纹管与排水边沟连接示意图。

【附图标记说明】

1：多孔橡胶板；2：热熔型土工布；3：剪力杆；4：中埋式钢边橡胶止水带；5：开孔波纹管；6：密封胶条；7：发泡pe垫板；8：伸缩缝；9：砂砾石；101：隧道主体结构底板；102：d8型钢筋网；103：混凝土铺装层；104：改性乳化沥青粘性防水层；105：路面下面层；106：路面上面层；107：路面层；108：排水边沟；109：孔洞。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

本发明提供一种隧道伸缩缝变形协调及排水结构，包括隧道结构底板101、混凝土铺装层103、路面层107、多孔橡胶板1、热熔型土工布2、剪力杆3、中埋式钢边橡胶止水带4、开孔波纹管5和密封胶条6，在隧道结构底板101中设置有伸缩缝8，多孔橡胶板1设置在隧道的混凝土铺装层103内并且设置在伸缩缝8上方，能够协调伸缩缝8两侧的变形，增加伸缩缝8处的路面抗变形能力，热熔型土工布2敷设在多孔橡胶板1朝向路面层107的一侧，并在多孔橡胶板1两侧各延伸出50cm，能够增强多孔橡胶板1和路面结构间的连接关系，防止路面层107反射裂缝的出现，在伸缩缝8处设置有剪力杆3，剪力杆3与伸缩缝8垂直设置，剪力杆3为钢筋和钢套管组成，具有抵抗伸缩缝8上剪力的作用，控制剪切变形，并允许伸缩缝8在隧道轴线方向上的变形，中埋式钢边橡胶止水带4设置在混凝土结构内部浇筑而成并且设置在伸缩缝8两侧，对伸缩缝8能够起到更好地防水效果，在伸缩缝8上端和多孔橡胶板1底部两侧设置密封胶条6，能够强化整体结构的防水效果，在多孔橡胶板1下部设置有排水沟槽，排水沟槽沿路面长度方向设置，排水沟槽内埋置有开孔波纹管5，开孔波纹管5四周填充并压实有砂砾石，用于收集并排出渗漏的地下水。

优选地，多孔橡胶板1内部在隧道路面宽度方向上设置有贯通的孔洞，保持多孔橡胶板1的强度的同时降低自重，节省了用料，同时对多孔橡胶板1上方渗漏下来的水及多孔橡胶板1下方渗漏出来的地下水起到收集的作用。

可选地，多孔橡胶板1的孔洞的形状和分布根据路面荷载条件有所不同，如图1所示，孔洞的横截面形状优选设置为圆形，也可设置为其他几何图形，设置的横截面为圆形的孔洞的尺寸即半径r的大小、最上层的圆形孔洞到多孔橡胶板1上表面距离h1、圆形孔洞之间的垂直距离h2以及最下层的圆形孔洞到多孔橡胶板1下表面距离h3都能够根据路面荷载条件进行调整。

进一步，多孔橡胶板1的底部设置有沟槽，沟槽的横截面形状为半圆形，能够更好地收集从伸缩缝8处渗漏出来的地下水，加强伸缩缝8处的防水效果。

优选地，多孔橡胶板1的厚度为8cm～12cm，具体厚度由路面结构设计而定，且如图1所示，多孔橡胶板1的宽度b可优选为1m，具体的宽度可在1m的基础上进行调整以达到能够相对有效覆盖伸缩缝8上方两侧容易产生形变的区域，并且多孔橡胶板1的长度具体应根据隧道结构宽度进行现场切割和拼接。

可选地，还包括发泡pe垫板7，在伸缩缝8里面填充发泡pe垫板7，能够对伸缩缝8的变形起到较好的抑制效果。

优选地，开孔波纹管5材料为hdpe(高密度聚乙烯)，hdpe具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好。

优选地，密封胶条6使用遇水膨胀橡胶材料，在地下水渗漏的情况下能够对伸缩缝8的变形起到更好的抑制作用。

优选地，多孔橡胶板1的材料为三元乙丙橡胶材料，该材料防水性能优良。

优选地，在热熔型土工布2上方还设置有改性乳化沥青粘性防水层，进一步提高整体结构的防水性能。

具体地，如图2所示，仅在伸缩缝8上方两侧的一定区域内设置多孔橡胶板1代替混凝土铺装层103，在其他地方设置混凝土铺装层103，混凝土铺装层103内设置有d8型钢筋网102。

如图3所示，在隧道边侧设置有排水边沟108，在排水边沟108侧部预留有孔洞109，将开孔波纹管5通过孔洞109通入排水边沟108中，以将开孔波纹管5中的水排入排水边沟108中集中排送出隧道，且图4为图3的局部放大图。

根据本发明提供的隧道伸缩缝变形协调及排水结构，现提供该结构的施工方法，包括如下步骤：

步骤s1：对隧道主体结构底板101现场施工，在隧道主体结构底板101中设置伸缩缝8，并在伸缩缝8上端预设排水沟槽，在对隧道主体结构底板101浇筑混凝土时，将剪力杆3、中埋式钢边橡胶止水带4、发泡pe垫板7等材料埋入伸缩缝8内。

步骤s2：将开孔波纹管5放入伸缩缝8上端预设的排水沟槽内，在开孔波纹管5外包透水无纺布材料，并在开孔波纹管5四周填充压实砂砾石9。

步骤s3：对混凝土铺装层103和排水边沟108进行现场施工，在混凝土铺装层103中在预先规划的顶面位置下预留出用于安装多孔橡胶板1的槽位，在排水边沟108侧壁预留出孔洞109，浇筑混凝土铺装层103和排水边沟108。

步骤s4：安装多孔橡胶板1，多孔橡胶板1设置有横截面形状为半圆形的沟槽的一面朝向地面，然后将多孔橡胶板1放置在混凝土铺装层预留的槽位中并紧贴混凝土铺装层，多孔橡胶板1的顶面与铺装层预先规划的顶面位置齐平，多孔橡胶板1的宽度沿伸缩缝8对称设置。

步骤s5：将hdpe开孔波纹管5穿过排水边沟108侧部预留的孔洞109，可排出渗入的地下水。

步骤s6：在多孔橡胶板1和混凝土铺装层103上敷设热熔型土工布2，敷设时在多孔橡胶板1两侧各延伸50cm。

步骤s7：敷设好热熔型土工布2后，施工路面层107。

本发明采用在隧道结构伸缩缝处安装多孔橡胶板的方式，协调伸缩缝两侧的变形，增加伸缩缝处的路面抗变形能力和防排水能力，增加了隧道的安全保障，减少了隧道的修护成本。

需要理解的是，以上对本发明的具体实施例进行的描述只是为了说明本发明的技术路线和特点，其目的在于让本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，但本发明并不限于上述特定实施方式。凡是在本发明权利要求的范围内做出的各种变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。