气囊式明挖隧道变形缝密封结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于隧道防水技术领域，不仅适用已建隧道变形缝漏水的治理，也可作为新建隧道的变形缝防水设计加强措施的气囊式明挖隧道变形缝密封结构。
【背景技术】
[0002]近年来，随着公路、铁路及城市地铁的大规模兴建，出现了越来越多的明挖隧道工程，这些隧道工程深埋于地下，常年四周环水，考验着隧道的防水能力。但是受制于工艺及施工水平的限制，隧道的防水问题一直是业内的技术难题，众多已建或新建隧道出现了漏水的情况。隧道漏水有变形缝漏水、墙板裂缝漏水及施工缝漏水，而又以变形缝漏水最为常见。
[0003]国内目前变形缝防水设计主要根据《地下工程防水设计规范》中推荐的相关方法，外侧采用背贴式橡胶止水带、中间设置中埋式钢边橡胶止水带。现有技术一方面受制于中埋式钢边橡胶止水带的位置关系，混凝土浇注时，其附近的混凝土难以有效振捣，造成漏水路径；另一方面受制于施工水平限制，很多时候中埋式钢边橡胶止水带很难准确定位和有效保护，混凝土浇注过程中发生破损或移位，造成漏水路径。
【发明内容】
[0004]针对【背景技术】中存在的问题，本发明的目的在于提供一种能适应现场恶劣的施工条件，比较容易保护和更换，且作为隧道病害整治使用，能满足隧道设计寿命要求，保证漏水病害复发时的可更换性的气囊式明挖隧道变形缝密封结构。
[0005]为达到上述目的，本发明设计的气囊式明挖隧道变形缝密封结构，其特征在于:在位于隧道内侧变形缝的的位置处设有沿隧道内壁周向一圈的凹槽；变形缝内充满填充材料；所述凹槽开口端设有固定在隧道内侧壁上的挡板，所述凹槽内设有气囊式止水带；所述气囊式止水带设有穿出所述挡板的充气阀。
[0006]优选的，所述凹槽的宽度彡变形缝宽度+50mm?100mm。优选的，所述凹槽宽度+50mm彡气囊式止水带的直径彡凹槽宽度+20mm。
[0007]优选的，用填充物对所述气囊式止水带填充后所述气囊式止水带与凹槽壁产生的接触压力>外部水压X安全系数。
[0008]优选的，所述气囊式止水带内的填充物为气体或液体。
[0009]优选的，所述填充材料为丁晴软木垫。
[0010]优选的，所述气囊式止水带填满填充物后在所述凹槽内的截面为椭圆形。
[0011]优选的，所述挡板为格栅式挡板。
[0012]优选的，隧道内各气囊式止水带连接的充气阀通过线路连接至一气压管理监测系统。这样，通过气压管理监测系统对整个隧道内的所有气囊式止水带进行实时的监测，如此能够及时发现和管理渗水情况。
[0013]优选的，在位于隧道外侧变形缝的位置处设有背贴式止水带。
[0014]优选的，所述变形缝内设有伸入变形缝两侧混凝土结构内的中埋式止水带，所述中埋式止水带靠近所述凹槽底部。
[0015]本发明的有益效果是:采用后装式的气囊式止水带，因此不受施工现场条件限制，不需要现场高标准的保护，同时也适合于既有隧道的病害整治；气囊式止水带可以在不影响使用功能的前提下更换的，满足耐久性要求；可以建立统一的气压监测系统和自动充气系统，形成自动维护的智能防水系统。
【附图说明】
[0016]图1是本发明的结构示意图
[0017]图2是图1中的A处的放大示意图
[0018]图3是本发明全周安装示意图
[0019]图中:变形缝1、背贴式止水带2、凹槽3、填充材料4、中埋式止水带5、挡板6、气囊式止水带7、充气阀8、混凝土结构9、压力表10、锚钉11、垫片12。
【具体实施方式】
[0020]下面通过图1?图3以及列举本发明的一些可选实施例的方式，对本发明的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述，本实施例内的任何技术特征以及任何技术方案均不限制本发明的保护范围。
[0021]如图1、图2和图3所示，本发明设计的气囊式明挖隧道变形缝密封结构，在位于隧道内侧变形缝I的位置处设有沿隧道内壁周向一圈的凹槽3，在位于隧道外侧变形缝I的位置处设有背贴式止水带2 ;所述背贴式止水带2与所述凹槽3底部之间的变形缝I内充满填充材料4，在变形缝I内还设有置入变形缝I两侧混凝土结构9中的中埋式止水带5，所述中埋式止水带5靠近所述凹槽3底部；所述凹槽3开口端设有固定在隧道内侧壁上的挡板6，所述凹槽3内设有气囊式止水带7 ;所述气囊式止水带7设有穿出所述挡板6的充气阀8。
[0022]首先施工时，在混凝土结构9内侧沿变形缝I预留通长的凹槽3，且保证槽壁的光滑；所述凹槽3的宽度彡变形缝I宽度+50mm?100mm。
[0023]结构施工完成后，在凹槽3内安装全周通长的气囊止水带7 ;并在合适的位置预留气囊式止水带7的充气阀8安装位和压力表10 ;气囊式止水带7的直径选择要求为:所述凹槽3宽度+50mm彡气囊式止水带7的直径彡所述凹槽3宽度+20mmo
[0024]然后在混凝土结构9内侧壁安装格栅式挡板5，该格栅式挡板5预留锚钉孔，通过锚钉11和垫片12固定在混凝土结构9的内壁上，主要起到固定作用，防止充气后气囊式止水带7被挤出；
[0025]上述工作完成后，通过充气阀8对气囊试止水带7充气，达到设定的控制压力值；
[0026]要达到防水效果，气囊式止水带7充气后，在凹槽3内的截面为椭圆形，而且必须保证:
[0027]所述气囊式止水带7与凹槽3壁产生的接触压力>外部水压X安全系数。例如:1、如果外部水压力为0.2Mpa(水位高度20m)，安全系数可取1.35 ;则要求充气后，气囊式止水带7与凹槽3侧壁的接触点压力0.27Mpa，即可封堵住地下水渗入。2、如果外部水压力为0.4Mpa (水位高度40m)，安全系数可取1.35 ;则要求充气后，气囊式止水带7与凹槽3侧壁的接触点压力0.54Mpa，即可封堵住地下水渗入。优选的，气囊式止水带7充气后，气囊式止水带7的截面宽度约为凹槽截面宽度的1.3倍为宜。
[0028]本发明中对于填充材料4和中埋式止水带5的施工未做详尽描述，其属于现有常规的施工方法。
[0029]优选的，变形缝I位于隧道外侧的一端设有背贴式止水带2。
[0030]优选的，所述气囊式止水带7内的填充物为气体或液体。
[0031]优选的，所述填充材料4为丁晴软木垫。
[0032]优选的，所述挡板5为格栅式挡板。
[0033]优选的，所述充气阀8上连接一压力表10。
[0034]优选的，隧道内各气囊式止水带7连接的充气阀8通过线路连接至一气压管理监测系统，也就是将压力表10的数据传输至该气压管理监测系统，统一地对气囊式止水带7的气压进行管理，实时的监测，及时发现气压不足渗水情况。
【主权项】
1.一种气囊式明挖隧道变形缝密封结构，其特征在于:在位于隧道内侧变形缝的位置处设有沿隧道内壁周向一圈的凹槽；变形缝内充满填充材料；所述凹槽开口端设有固定在隧道内侧壁上的挡板，所述凹槽内设有气囊式止水带；所述气囊式止水带设有穿出所述挡板的充气阀。2.根据权利要求1所述的气囊式明挖隧道变形缝密封结构，其特征在于:所述凹槽的宽度彡变形缝宽度+50mm?10mm03.根据权利要求1或2所述的气囊式明挖隧道变形缝密封结构，其特征在于:所述凹槽宽度+50mm多气囊式止水带的直径多凹槽宽度+20mm。4.根据权利要求3所述的气囊式明挖隧道变形缝密封结构，其特征在于:用填充物对所述气囊式止水带填充后所述气囊式止水带与凹槽壁产生的接触压力>外部水压X安全系数。5.根据权利要求1或4所述的气囊式明挖隧道变形缝密封结构，其特征在于:所述气囊式止水带内的填充物为气体或液体。6.根据权利要求5所述的气囊式明挖隧道变形缝密封结构，其特征在于:所述气囊式止水带填满填充物后在所述凹槽内的截面为椭圆形。7.根据权利要求1所述的气囊式明挖隧道变形缝密封结构，其特征在于:所述挡板为格栅式挡板。8.根据权利要求1所述的气囊式明挖隧道变形缝密封结构，其特征在于:隧道内各气囊式止水带连接的充气阀通过线路连接至一气压管理监测系统。9.根据权利要求1所述的气囊式明挖隧道变形缝密封结构，其特征在于:在位于隧道外侧变形缝的位置处设有背贴式止水带。10.根据权利要求1所述的气囊式明挖隧道变形缝密封结构其特征在于:所述变形缝内设有伸入变形缝两侧混凝土结构内的中埋式止水带，所述中埋式止水带靠近所述凹槽底部。
【专利摘要】本发明公开一种气囊式明挖隧道变形缝密封结构，在位于隧道内侧变形缝的位置处设有沿隧道内壁周向一圈的凹槽；变形缝内充满填充材料；所述凹槽开口端设有固定在隧道内侧壁上的挡板，所述凹槽内设有气囊式止水带；所述气囊式止水带设有穿出所述挡板的充气阀。采用后装式止水带，因此不受施工现场条件限制，不需要现场高标准的保护，同时也适合于既有隧道的病害整治；气囊式止水带可以在不影响使用功能的前提下更换的，满足耐久性要求；可以建立统一的气压监测系统和自动充气系统，形成自动维护的智能防水系统。
【IPC分类】E02D29/16, E02D31/02
【公开号】CN105064412
【申请号】CN201510459568
【发明人】薛光桥, 肖明清, 邓朝辉, 资谊, 孙文昊, 刘岩, 季大雪
【申请人】中铁第四勘察设计院集团有限公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年7月30日