一种富水区明挖段隧道顶板变形缝防水结构及其施工方法

1.本发明涉及隧道施工技术领域，尤其涉及一种富水区明挖段隧道顶板变形缝防水结构及其施工方法。

背景技术：

2.隧道工程防水历来是施工的重点和难点，目前隧道常采用的变形缝防水结构主要由中埋式钢边橡胶止水带和镀锌接水盒组成，往往达不到防水标准，尤其在变形缝处，极易出现渗漏水现象，影响隧道衬砌结构安全，增加衬砌病害治理成本。
3.富水区明挖隧道对变形缝具有更高的防水要求，现有的隧道变形缝防水结构已经不能满足其使用要求，已经不能达到有效的防水效果。因此，急需研究出一种适用于富水区明挖隧道的变形缝防水结构，以达到有效的防水效果，这样不仅可以减小隧道后期运营期间病害出现的可能性，还可以有效减少因渗漏水引起的病害的治理成本。

技术实现要素：

4.针对上述存在的问题，本发明旨在提供一种富水区明挖段隧道顶板变形缝防水结构及其施工方法，以解决现有技术中存在变形缝防水结构防水效果在富水区明挖隧道中不佳的问题。
5.为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
6.一种富水区明挖段隧道顶板变形缝防水结构，所述顶板包括顶板先施工段和顶板后施工段，变形缝位于所述顶板先施工段与顶板后施工段之间；其特征在于：所述防水结构包括位于所述变形缝内的变形缝衬垫板，所述变形缝的中部两侧对称设有两条中埋式钢边橡胶止水带；所述顶板的顶部设有背贴式橡胶止水带，所述背贴式橡胶止水带覆盖所述变形缝，所述背贴式橡胶止水带的外侧依次设有防水加强层和辅助附加外防水层，所述变形缝的底部设有接水槽。
7.进一步的，所述变形缝内设有与变形缝相互垂直的保护筒，所述保护筒的两端分别贯穿所述顶板先施工段和顶板后施工段，且所述保护筒的开口端设有钢板，所述保护筒内滑动设有滑动剪力杆，所述剪力杆的一端与所述钢板固定连接。
8.进一步的，所述变形缝的底部设有可卸式ω止水带，所述接水槽位于所述可卸式ω止水带的外侧，且所述变形缝与所述背贴式橡胶止水带之间，所述变形缝与所述可卸式ω止水带之间，以及所述可卸式ω止水带与所述接水槽之间均填充有聚硫密封胶。
9.进一步的，所述可卸式ω止水带包括ω型止水带，所述顶板的底部开设有凹槽，所述ω型止水带与所述凹槽之间设有未硫化丁基橡胶腻子片，所述ω型止水带的两端远离所述未硫化丁基橡胶腻子片的一侧设有压块，所述压块远离所述ω型止水带的一侧设有压板，所述压板与所述顶板之间通过预埋螺杆和螺栓连接，所述预埋螺杆的一端预埋在所述顶板内；所述压板远离所述压块的一端与所述未硫化丁基橡胶腻子片之间还设有圆钢。
10.进一步的，所述顶板内还预埋有预埋铁板，所述预埋铁板与所述未硫化丁基橡胶
腻子片相互接触。
11.进一步的，所述中埋式钢边橡胶止水带与水平方向夹角为15
°–
20
°
，且两条所述中埋式钢边橡胶止水带分别嵌入对应的顶板先施工段和顶板后施工段内。
12.进一步的，一种富水区明挖段隧道顶板变形缝防水结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤，
13.s1：在变形缝对应的位置处充填变形缝衬垫板；
14.s2：在变形缝中部两侧预埋中埋式钢边橡胶止水带；
15.s3：在大于1/3顶板高度处预埋带有钢板和滑动剪力杆的保护筒，所述保护筒的两端贯穿所述变形缝衬垫板；
16.s4：在变形缝两侧浇筑隧道的顶板；
17.s5：在变形缝的底部安装接水槽；
18.s6：在顶板的顶部设置背贴式橡胶止水带；
19.s7：在背贴式橡胶止水带的顶部依次布设防水加强层和辅助附加外防水层。
20.本发明的有益效果是：
21.1、与现有变形缝防水结构相比，本发明中的变形缝防水结构通过增设背贴式橡胶止水带，在变形缝与接水槽之间增设可卸式ω止水带，并在这些装置的连接口处充填聚硫密封胶，可以有效提高变形缝的防水效果。
22.2、本发明中的变形缝防水结构通过在背贴式橡胶止水带的外侧设置防水加强层和辅助附加外防水层，防水加强层采用自粘胶膜防水卷材，辅助附加外防水层由内到外依次为非黑非沥青基预铺高分子自粘胶膜防水卷材和优质单组份聚氨酯防水涂料，可以有效阻止渗漏水，进一步提高变形缝的防水效果。
23.3、本发明中的变形缝防水结构通过设置滑动剪力杆，可以减变形缝的变形量，保证中埋式钢边橡胶止水带在变形缝发生位移时不被破坏；
24.4、本发明中的变形缝防水结构通过设置铁质的保护筒，且在保护筒内设有可滑动的滑动剪力杆，当变形缝发生位移时，滑动剪力杆可在铁套筒内自由活动，保护筒对滑动剪力杆起保护作用；通过在保护筒的内侧壁半段涂刷沥青或充填黄油，不仅可以防止生锈腐蚀，还可以减少滑动剪力杆与铁套筒之间的摩擦。
25.5、本发明中的变形缝防水结构从整体上来看，不仅能够提高变形缝防水效果，保证隧道后期运营安全，避免因缺陷处理造成的成本增加，符合施工规范要求，而且还实现了降低成本和提高经济效应的目的，解决了隧道顶板变形缝发生渗漏的难题。
附图说明
26.图1为本发明中变形缝防水结构结构示意图；
27.图2为本发明图1中a部分结构局部放大图；
28.图3为本发明中可卸式ω止水带结构示意图。
29.其中：1-顶板，101-顶板先施工段，102-顶板后施工段，103-凹槽，2-变形缝，3-变形缝衬垫板，4-中埋式钢边橡胶止水带，5-背贴式橡胶止水带，6-聚硫密封胶，7-防水加强层，8-辅助附加外防水层，9-保护筒，10-钢板，11-滑动剪力杆，12-可卸式ω止水带，13-接水槽，14-ω型止水带，15-螺栓，16-压板、17-压块、18-圆钢、19-预埋螺杆、20-未硫化丁基
橡胶腻子片，21-预埋铁板。
具体实施方式
30.为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的描述。
31.参照附图1-3所示，一种富水区明挖段隧道顶板变形缝防水结构，所述顶板1包括顶板先施工段101和顶板后施工段102，变形缝2位于所述顶板先施工段101与顶板后施工段102之间；所述防水结构包括位于所述变形缝2内的变形缝衬垫板3，所述变形缝2的中部两侧对称设有两条中埋式钢边橡胶止水带4；所述中埋式钢边橡胶止水带4的一端与所述变形缝衬垫板3固定连接，所述变形缝衬垫板3的另一端嵌入对应的顶板先施工段101或顶板后施工段102中；所述顶板1的顶部设有背贴式橡胶止水带5，所述背贴式橡胶止水带5覆盖所述变形缝2，所述背贴式橡胶止水带5的外侧依次设有防水加强层7和辅助附加外防水层8，所述变形缝2的底部设有接水槽13。
32.所述变形缝2内设有与变形缝2相互垂直的保护筒9，所述保护筒9的两端分别贯穿所述顶板先施工段101和顶板后施工段102，所述保护筒9嵌入式浇筑在顶板先施工段101和顶板后施工段102中，所述保护筒9的开口端设有钢板10，所述保护筒9内滑动设有滑动剪力杆11，所述剪力杆11的一端位于所述保护筒9内，另一端与钢板10固定连接，所述滑动剪力杆11的两端分别位于所述顶板先施工段101和顶板后施工段102内。在保护筒9内设有剪力杆11的一半的内表面涂沥青或充填黄油，在变形缝2发生不均匀变形时剪力杆11可发生微小移动，远离钢板10的一端可以任意角度与保护筒9接触，保护筒9可对顶板先施工段101和顶板后施工段102起到固定作用，保护筒9内的黄油或者表面的沥青可以减小剪力杆11移动过程中的摩擦力。
33.所述变形缝2的底部设有可卸式ω止水带12，所述接水槽13位于所述可卸式ω止水带12的外侧，且所述变形缝2与所述背贴式橡胶止水带5之间，所述变形缝2与所述可卸式ω止水带12之间，以及所述可卸式ω止水带12与所述接水槽13之间均填充有聚硫密封胶6。
34.具体的，所述可卸式ω止水带12包括ω型止水带14，所述顶板1的底部开设有凹槽103，所述ω型止水带14与所述凹槽103之间设有未硫化丁基橡胶腻子片20，所述ω型止水带14的两端远离所述未硫化丁基橡胶腻子片20的一侧设有压块17，所述压块17远离所述ω型止水带14的一侧设有压板16，所述压板16与所述顶板1之间通过预埋螺杆19和螺栓15连接，所述预埋螺杆19的一端预埋在所述顶板1内；所述压板16远离所述压块17的一端与所述未硫化丁基橡胶腻子片20之间还设有圆钢18。
35.所述顶板1内还预埋有预埋铁板21，所述预埋铁板21与所述未硫化丁基橡胶腻子片20相互接触。
36.优选的，所述中埋式钢边橡胶止水带4与水平方向夹角为15
°–
20
°
，且两条所述中埋式钢边橡胶止水带4分别嵌入对应的顶板先施工段101和顶板后施工段102内。
37.优选的，所述变形缝2的宽度为20mm。
38.优选的，所述变形缝衬垫板3采用聚氨酯发泡板。
39.优选的，所述防水加强层7采用自粘胶膜防水卷材，沿所述变形缝2中线两边200mm处做300mm长度满粘；
40.优选的，所述辅助附加外防水层8由内到外依次为非黑非沥青基预铺高分子自粘胶膜防水卷材和优质单组份聚氨酯防水涂料。
41.优选的，所述保护筒9采用铁套筒，所述保护筒9的位置高度1/3顶板的高度。
42.优选的，所述接水槽13采用不锈钢接水槽。
43.本发明中富水区明挖段隧道顶板变形缝防水结构的施工方法，包括以下步骤，
44.s1：在变形缝2对应的位置处充填变形缝衬垫板3；
45.s2：在变形缝2中部两侧与水平成15
°–
20
°
预埋中埋式钢边橡胶止水带4；
46.s3：在大于1/3顶板1高度处预埋带有钢板10和滑动剪力杆11的保护筒9，所述保护筒9的两端贯穿所述变形缝衬垫板3；
47.s4：在变形缝2两侧浇筑隧道的顶板1，在浇筑顶板1时，先浇筑顶板先施工段101，后浇筑顶板后施工段102，且在顶板先施工段101和顶板后施工段102的底部前侧预留用于安装接水槽13的凹槽103；
48.s5：在变形缝2的底部与接水槽13相对应的位置处通过预埋螺杆19、螺栓15、压板16等安装ω型止水带14，在ω型止水带14与凹槽103之间填充聚硫密封胶6进行密封，然后使用螺栓或者水泥钉将ω型止水带14与接水槽13连接，缝隙处填充聚硫密封胶6；
49.s6：在顶板1的顶部设置背贴式橡胶止水带5，覆盖变形缝2，并在变形缝2与背贴式橡胶止水带5之间填充聚硫密封胶6进行密封；
50.s7：在背贴式橡胶止水带5的顶部依次布设防水加强层7和辅助附加外防水层8。
51.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：

1.一种富水区明挖段隧道顶板变形缝防水结构，所述顶板(1)包括顶板先施工段(101)和顶板后施工段(102)，变形缝(2)位于所述顶板先施工段(101)与顶板后施工段(102)之间；其特征在于：所述防水结构包括位于所述变形缝(2)内的变形缝衬垫板(3)，所述变形缝(2)的中部两侧对称设有两条中埋式钢边橡胶止水带(4)；所述顶板(1)的顶部设有背贴式橡胶止水带(5)，所述背贴式橡胶止水带(5)覆盖所述变形缝(2)，所述背贴式橡胶止水带(5)的外侧依次设有防水加强层(7)和辅助附加外防水层(8)，所述变形缝(2)的底部设有接水槽(13)。2.根据权利要求1所述的一种富水区明挖段隧道顶板变形缝防水结构，其特征在于：所述变形缝(2)内设有与变形缝(2)相互垂直的保护筒(9)，所述保护筒(9)的两端分别贯穿所述顶板先施工段(101)和顶板后施工段(102)，且所述保护筒(9)的开口端设有钢板(10)，所述保护筒(9)内滑动设有滑动剪力杆(11)，所述剪力杆(11)的一端与所述钢板(10)固定连接。3.根据权利要求1所述的一种富水区明挖段隧道顶板变形缝防水结构，其特征在于：所述变形缝(2)的底部设有可卸式ω止水带(12)，所述接水槽(13)位于所述可卸式ω止水带(12)的外侧，且所述变形缝(2)与所述背贴式橡胶止水带(5)之间，所述变形缝(2)与所述可卸式ω止水带(12)之间，以及所述可卸式ω止水带(12)与所述接水槽(13)之间均填充有聚硫密封胶(6)。4.根据权利要求3所述的一种富水区明挖段隧道顶板变形缝防水结构，其特征在于：所述可卸式ω止水带(12)包括ω型止水带(14)，所述顶板(1)的底部开设有凹槽(103)，所述ω型止水带(14)与所述凹槽(103)之间设有未硫化丁基橡胶腻子片(20)，所述ω型止水带(14)的两端远离所述未硫化丁基橡胶腻子片(20)的一侧设有压块(17)，所述压块(17)远离所述ω型止水带(14)的一侧设有压板(16)，所述压板(16)与所述顶板(1)之间通过预埋螺杆(19)和螺栓(15)连接，所述预埋螺杆(19)的一端预埋在所述顶板(1)内；所述压板(16)远离所述压块(17)的一端与所述未硫化丁基橡胶腻子片(20)之间还设有圆钢(18)。5.根据权利要求4所述的一种富水区明挖段隧道顶板变形缝防水结构，其特征在于：所述顶板(1)内还预埋有预埋铁板(21)，所述预埋铁板(21)与所述未硫化丁基橡胶腻子片(20)相互接触。6.根据权利要求1所述的一种富水区明挖段隧道顶板变形缝防水结构，其特征在于：所述中埋式钢边橡胶止水带(4)与水平方向夹角为15
°–
20
°
，且两条所述中埋式钢边橡胶止水带(4)分别嵌入对应的顶板先施工段(101)和顶板后施工段(102)内。7.如权利要求1-6任一项所述的一种富水区明挖段隧道顶板变形缝防水结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤，s1：在变形缝(2)对应的位置处充填变形缝衬垫板(3)；s2：在变形缝(2)中部两侧预埋中埋式钢边橡胶止水带(4)；s3：在大于1/3顶板(1)高度处预埋带有钢板(10)和滑动剪力杆(11)的保护筒(9)，所述保护筒(9)的两端贯穿所述变形缝衬垫板(3)；s4：在变形缝(2)两侧浇筑隧道的顶板(1)；s5：在变形缝(2)的底部安装接水槽(13)；s6：在顶板(1)的顶部设置背贴式橡胶止水带(5)；
s7：在背贴式橡胶止水带(5)的顶部依次布设防水加强层(7)和辅助附加外防水层(8)。

技术总结

本发明公开了一种富水区明挖段隧道顶板变形缝防水结构及其施工方法，所述顶板包括顶板先施工段和顶板后施工段，变形缝位于所述顶板先施工段与顶板后施工段之间；所述防水结构包括位于所述变形缝内的变形缝衬垫板，所述变形缝的中部两侧对称设有两条中埋式钢边橡胶止水带；所述顶板的顶部设有背贴式橡胶止水带，所述背贴式橡胶止水带覆盖所述变形缝，所述背贴式橡胶止水带的外侧依次设有防水加强层和辅助附加外防水层，所述变形缝的底部设有接水槽。本发明不仅能够提高变形缝防水效果，保证隧道后期运营安全，避免因缺陷处理造成的成本增加，符合施工规范要求，而且还实现了降低成本和提高经济效应的目的，解决了隧道顶板变形缝发生渗漏的难题。变形缝发生渗漏的难题。变形缝发生渗漏的难题。