一种隧道二次衬砌中埋式止水带预埋方法及固定装置
技术领域
本发明涉及隧道开挖支护施工技术领域，特别是一种隧道二次衬砌中埋式止水带预埋方法及固定装置。
背景技术
山区高速公路隧道的开挖施工多采用矿山法开挖，并根据不同围岩类别采用不同的矿山法开挖方式，如Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级围岩的稳定性较好，采用全断面开挖；而Ⅳ、Ⅴ级围岩稳定性较差，多采用机械开挖或局部爆破的方式，如：采用上下台阶法或三台阶法等方式开挖。
且隧道施工过程中，根据不同的围岩设计有不同的衬砌类型，为确保隧道开挖支护作业的安全，隧道二次衬砌施工必须满足规范要求的安全步距，二次衬砌混凝土须紧跟掌子面施工。隧道二衬施工是沿隧道纵向分段施工的，相邻两段二衬之间需要设置中埋式止水带，且中埋式止水带的宽度方向是沿隧道纵向一致，并在上述两段二衬各占一半宽度。如中埋式橡胶止水带宽度300mm，预埋段宽度150mm，外露段宽度150mm，因外露段导致当前节段二次衬砌端头模板必须进行分割安装加固，如图1所示：端头模板1是指封堵当前节段端部的模板，其沿初支面3的环向进行设置，端头模板1分割成第一端头模板11和第二端头模板12，使止水带2能够从第一端头模板11和第二端头模板12之间的缝隙穿出，但这种施工方法的第一端头模板11和第二端头模板12需要分别进行安装和加固，施工十分复杂繁琐。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术存在：在隧道二次衬砌作业过程中，因预埋中埋式橡胶止水带需要在当前节段隧道二衬的端部预埋一半宽度，导致该段隧道二衬的端头模板需要分成两半以适应橡胶止水带的安装，进而致使端头模板需要进行分半加工，还需要对分半后的端头模板分别进行安装和加固，致使施工繁琐的问题，提供一种隧道二次衬砌中埋式止水带预埋方法及固定装置。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种隧道二次衬砌中埋式止水带预埋方法，包括以下步骤:
A、安装当前节段二衬的二衬模板；其中，所述二衬模板包括端头模板；
B、将止水带的外露段折弯至贴紧于所述端头模板内侧的预设位置并临时固定，再通过固定装置将所述止水带的预埋段固定至预埋位置并将所述外露段固定在预设位置；
C、对当前节段浇筑混凝土；
D、达到预定强度后拆除二衬模板，并释放所述外露段，完成所述止水带的预埋。
二衬模板是指施工二衬节段的模板，其能够配合已有结构形成浇筑空间，已有结构如：初期支护面等，二衬模板包括端头模板，端头模板是二衬浇筑前用于封闭二衬隧道纵向端面的模板；因二衬是沿隧道纵向分段施工，当前节段二衬是指的沿隧道纵向施工的一段二衬。中埋式止水带用于在混凝土变形缝、伸缩缝等混凝土内部设置的止水带产品，具有以橡胶材料弹性和结构形式来适应混凝土伸缩变形的能力。通过将止水带从宽度的中部折弯，并通过固定装置固定，此处的固定装置可以为一个整体结构，也可以为多个单体结构，通过折弯并固定，固定装置能够保证被折弯后的止水带的折弯状态，即需要使外露段贴紧于端头模板的内侧，使预埋段固定于预埋位置，如：固定装置可以采用螺栓加垫片等方式实现止水带的固定，固定后，此时止水带的另一侧垂直于端头模板，并被固定在端头模板上，保持了折弯状态；预埋位置是指的预埋段埋于隧道二衬的位置，且预埋段是沿隧道纵向设置的；外露段是沿隧道横向设置的，其在当前节段的二衬施工完成后会，最终需要外露在当前节段二衬的端部。通过上述方式，能够将整个止水带设置在了当前节段的二衬模板的内部并固定在了端头模板上，向当前节段的二衬模板内的浇筑空间浇筑混凝土后，能够将预埋段给预埋在二衬的混凝土中，拆除二衬模板后，固定装置与端头模板之间的连接断开，而通过简单的处理，如清理一下外露段四周的混凝土，即可将被折弯后的外露段反向折弯，就能够捋直止水带就完成了预埋段的预埋施工。采用上述预埋方法，通过折弯止水带并将折弯后的外露段固定在端头模板内侧，待浇筑后再反向折弯外露段实现止水带的复原，避免了因止水带安装而分成两半加工端头模板，进而避免了安装端头模板时需要对端头模板分成的两半分别进行安装和支撑，减少了端头模板的施工工序，使施工方法更加简单。
优选的，所述固定装置包括第一限位段和第二限位段以及两个固定部，所述第一限位段为开环结构，所述第一限位段一端连接所述第二限位段的一端、另一端连接一个所述固定部，所述第二限位段另一端连接另一个所述固定部；
所述步骤B包括以下步骤：
B1：将所述外露段贴紧于所述端头模板内侧的预设位置并临时固定；
B2：将所述第一限位段的开口朝向所述端头模板并套设于所述预埋段外侧，并将所述第二限位段对应于所述外露段安装，然后将两个所述固定部分别连接至所述端头模板。
所述固定装置可以为一个整体的结构,通过一个整体结构直接将整个止水带进行限位固定；也可以为若干个小构件，由小构件对止水带进行多点限位和固定。所述第一限位段用于限制止水带的预埋段，其为开环结构，开环结构的缺口处即为开环结构的开口，在通过开环结构对预埋段进行限位时，开环结构的开口朝向端头模板，套设在所述预埋段的外表面，能够套设于预埋段外侧并限位；所述第二限位段用于限制所述外露段，其能够配合端头模板贴紧于端头模板的外露段进行限位。通过所述第一限位段和所述第二限位段能够对折弯后的止水带进行限位，保证折弯后的止水带的折弯状态，然后通过分别连接于所述第一限位段和所述第二限位段上的固定部，来实现所述固定装置与所述端头模板的连接。通过所述固定装置，能够配合端头模板直接对折弯后的止水带进行限位，并能够间接的将折弯后的所述止水带固定在端头模板上，避免了直接将所述止水带固定至端头模板时破坏止水带的情况的发生，如：通过螺栓穿过止水带进行固定等，进一步保障了止水带的止水功能。
优选的，所述第一限位段和所述第二限位段用于接触所述止水带的一侧具有若干凹陷，所述凹陷用于适配所述止水带上的凸起；
所述步骤B包括：先将所述预埋段适配安装于所述第一限位段，然后将所述外露段折弯，至所述外露段的凸起与所述第二限位段的凹陷适配设置，再将两个所述固定部固定于所述端头模板。
所述第一限位段和所述第二限位段是根据止水带折弯后的状态加工的，通过先将预埋段安装于所述第一限位段，再对所述外露段进行折弯，第一限位段能够对所述预埋段进行限位，便于将外露段进行折弯处理，且能够根据折弯后外露段与所述第二限位段的配合是否已经达到预期值，来判断折弯的角度是否合适，故能够提高折弯的精确度，使止水带的安装更精确，有利于止水带的使用。
优选的，所述端头模板包含沿隧道拱形环向分布的若干木模板，相邻木模板之间具有间隙，所述固定装置为钢筋构件，每个所述间隙处均采用所述钢筋构件固定所述止水带。
优选的，每个所述间隙处采用所述钢筋构件固定所述止水带的步骤依次为：
B2a：将所述钢筋构件的所述第一限位段的开口朝向所述端头模板并套设于所述预埋段，并将所述钢筋构件的所述第二限位段压在所述外露段远离端头模板的一侧，使所述钢筋构件的两个所述固定部从同一个间隙中穿过；
B2b：折弯两个所述固定部使其贴紧于所述端头模板的外侧；
B2c：对所述间隙进行堵漏。
在所述端头模板采用若干木模板连接形成时，木模板沿隧道拱形的环向分布，木模板的数量根据实际施工情况确定，相邻两个木模板之间存在间隙，其能够保证钢筋的通过，钢筋的尺寸也根据相邻两个木模板之间间隙的尺寸的确定。每一个所述止水带需要通过多个钢筋加工的固定装置进行限位和固定，通过用钢筋来加工所述固定装置，其加工方便，便于加工出适配于折弯后的止水带的固定装置。同时固定装置的固定部能够借助于相邻木模板之间的间隙从端模内侧向端模外侧穿出，并通过折弯该固定部，将折弯后的止水带压紧于端头模板内侧，实现折弯后止水带的限位即固定，保持折弯后的止水带的折弯状态。通过上述方式，能够避免所述固定装置破坏所述端头模板和止水带，便于将折弯后的止水带固定在端头模板上，同时便于拆模时端头模板和止水带的拆分。且每个间隙处均要对止水带进行弯折和采用固定装置进行固定，能够加强所述止水带和所述端头模板之间的连接强度，保证浇筑混凝土时止水带状态的稳定性，进而提高止水带的安装完成后的准确度。且在采用钢筋穿过木模板之间的缝隙后，缝隙会产生漏浆现象，通过对相邻两个所述木模板的间隙进行堵漏，堵漏可以采用填充间隙堵漏，如采用堵漏胶；也可以采用外覆盖堵漏，从端头模板外侧进行封堵。通过对端头模板上的相邻两个木模板之间的间隙进行堵漏，能够避免后期浇筑混凝土时漏浆，同时能够增加固定部与端头模板之间的连接，能够保证二衬节段施工的质量。
优选的，在所述步骤B中，所述止水带沿隧道拱形环向从两侧向中部依次折弯施工，并对所述止水带折弯后的位置及时采用所述固定装置进行固定。
所述止水带的施工是分多个固定点进行施工的，每个固定点处需要对该固定点对应的止水带部分进行折弯并固定，通过先在隧道拱形两侧的固定点折弯并固定止水带，实现整个止水带的初步安装和固定，便于对隧道拱形中部固定点对应的止水带部分进行施工。采用从隧道拱形两侧向中间逐步施工的方式，两侧采用固定装置固定止水带后，能够为下一个止水带的固定点提供稳定的安装环境，能够方便下一个固定点对应的止水带部分的安装，大大加快止水带的安装速率。同时，每一个固定点对应的止水带在折弯成指定状态后，紧接着就对该固定点进行固定，能够保护该固定点处对应的止水带部分折弯后的最初状态，提高该固定点对应的止水带部分的安装准确度，进而提高整个止水带的安装准确度。
一种隧道二次衬砌中埋式止水带固定装置，包括第一限位段和第二限位段以及两个固定部，所述第一限位段为开环结构，所述第一限位段一端连接所述第二限位段的一端、另一端连接一个所述固定部，所述第二限位段另一端连接另一个所述固定部，所述固定部用于连接端头模板，所述第二限位段用于限制止水带贴紧于端头模板的一侧的外露段，所述第一限位段用于限制所述止水带的预埋段并使所述预埋段位于预埋位置。
所述第一限位段用于限制预埋段，其为开环结构，能够套设于预埋段外侧并对预埋段两侧进行限位；所述第二限位段用于限制被弯折后的所述外露段，其能够压在外露段远离端头模板的一侧，并与端头模板一起将所述外露段夹持住，配合端头模板的内侧对的所述外露段进行限位；通过分别连接于所述第一限位段和所述第二限位段上的固定部，来实现所述固定装置与所述端头模板的连接；将两个固定部连接端头模板后，端头模板和所述固定装置形成一个L形的闭环，进而将折弯后的止水带嵌套在闭环内部，形成限位，保证折弯后的止水带的折弯状态。通过所述固定装置，能够直接配合端头模板对折弯后的止水带进行限位，并能够间接的将所述止水带固定在端头模板上，避免了固定所述止水带时破坏止水带的情况，进一步保障了止水带的止水功能。
优选的，所述第一限位段和/或所述第二限位段用于接触所述止水带的一侧具有若干凹陷，所述凹陷用于适配所述止水带上的凸起。所述止水带的表面是带有凸起的面，包括中孔带来的凸起以及位于中孔两侧的凸起。中孔是止水带中部圆形的通孔，在安装止水带时中孔一般都在建筑的沉降缝处，本方案是指相邻二衬节段的连接处，中孔能起到收缩和膨胀,压缩和张拉的调节变形作用，中孔会导致止水带表面形成半圆柱状的凸起。所述第一限位段和所述第二限位段上具有所述凹陷，所述凹陷的数量根据止水带的凸起确定，通过采用所述凹陷来适配止水带上对应的凸起，能够对止水带形成限位保护。
优选的，所述固定装置为钢筋构件。
通过采用圆钢筋边角料折弯制作，安装方便。
优选的，所述钢筋构件的直径为6-10mm，能够满足所述固定装置的强度，同时能够大大减少对木模板造成损伤。
优选的，所述固定部的长度方向与所述预埋段的设置方向适配，所述固定部能够穿过所述端头模板的间隙并弯折至贴紧于所述端头模板的外侧。
其中，所述端头模板包含沿隧道拱形环向分布的若干木模板，相邻木模板之间具有间隙。
通过将所述固定部的长度方向和所述预埋段的设置方向适配，使所述固定部能够穿过相邻木模板之间的间隙，进而采用将固定部弯折至贴紧木模板外侧面的方式固定所述止水带，此种固定方式简单快捷，且便于后期端头模板的拆除，能后降低施工难度。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明所述的隧道二次衬砌中埋式止水带预埋方法，通过折弯止水带并将折弯后的止水带固定在端头模板内侧，待浇筑后在反向折弯实现止水带的复原，避免了因止水带安装而分成两半加工端头模板，进而避免了安装端头模板时需要对端头模板分成的两半分别进行安装和支撑，减少了端头模板的施工工序，使施工方法更加简单。
2、本发明中的固定装置通过所述第一限位段和所述第二限位段配合端头模板能够对折弯后的止水带进行限位，保证折弯后的止水带的折弯状态，然后通过分别连接于所述第一限位段和所述第二限位段上的固定部，来实现所述固定装置与所述端头模板的连接。通过所述固定装置，能够配合所述端头模板直接对折弯后的止水带进行限位，并能够间接的将折弯后的所述止水带固定在端头模板上，避免了直接将所述止水带固定至端头模板时破坏止水带的情况的发生，进一步保障了止水带的止水功能。
3.所述端头模板采用若干木模板连接形成时，本发明中的固定装置采用钢筋构件。每一个所述止水带需要通过多个钢筋加工的固定装置进行限位和固定，通过用钢筋来加工所述固定装置，其加工方便，便于加工出适配于折弯后的止水带的固定装置，同时固定装置的固定部能够借助于相邻木模板之间的间隙从端模内侧向端模外侧穿出，并通过折弯该固定部，将折弯后的止水带压紧于端头模板内侧，实现折弯后止水带的限位即固定，保持折弯后的止水带的折弯状态。通过上述方式，能够避免所述固定装置破坏所述端头模板和止水带，便于将折弯后的止水带固定在端头模板上，同时便于拆模时端头模板和止水带的拆分。
附图说明
图1是现有技术中的止水带安装示意图；
图1图标：1-端头模板；11-第一端头模板；12-第二端头模板；2-止水带；3-初期支护面。
图2是实施例1中的固定装置的结构示意图一；
图3是实施例1中的固定装置的结构示意图二；
图4是止水带一侧安装于固定装置的第一限位段内的示意图；
图5是止水带折弯后示意图；
图6是固定装置将止水带限位后的示意图；
图7是固定装置将止水带固定的示意图。
图2-7图标：1-端头模板；2-止水带；21-预埋段；22-外露段；3-初期支护面；4-凹陷；51-第一限位段；52-第二限位段；53-固定部。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
参见图2-7，其中：图6-7为隧道左侧面的俯视示意图，所示的端头模板1的上方为二衬模板的内侧，下方为二衬模板的外侧，左侧为初期支护面3；本实施例提供一种隧道二次衬砌中埋式止水带预埋方法，包括以下步骤:
A：安装当前节段二衬的二衬模板；其中，所述二衬模板包括当前节段二衬的端头模板1；
所述二衬模板是施工二衬节段的模板，安装当前节段二衬的二衬模板，不仅是二衬模板本身的安装，还包括二衬模板内部钢筋和钢架的安装。其中，所述端头模板1可以采用钢模板或木模板，因木模板具有：在施工现场临时加工会更容易，且运输方便等优点，本实施例以木模板为例进行说明，所述端头模板1为沿隧道拱形环向分布的若干木模板，在所述端头模板1采用若干木模板连接形成时，木模板沿隧道拱形的环向分布，木模板的数量根据实际施工情况确定，相邻两个木模板之间存在间隙；本实施例中，安装木模板时，不需要像现有技术施工方法中为了适应止水带2沿隧道纵向布置的方式来将每一个木模板切割成两半，进而避免对分隔成的两半木模板分别进行安装和支撑，本实施例是对整个木模板进行安装和支撑，减少了木模板安装和支撑的施工工序和施工难度。
在将所述端头模板1安装完成之后，再执行B：将止水带2从宽度的中部折弯至外露段22贴紧于所述端头模板1内侧的预设位置并临时固定，再通过固定装置将所述止水带2的预埋段21固定至预埋位置并将所述外露段22固定在预设位置；
其中，所述预埋段21是指预埋于该二衬节段内部的止水带2宽度的一半，其设置方向为隧道纵向；所述预埋位置是指所述预埋段21埋设于该二衬节段的位置；所述外露段22是指该二衬节段施工完成后，需要外露于该二衬节段端部的止水带2的一半；所述预设位置是指：在预埋段21位于预埋位置的情况下，将外露段22弯折后使外露段22贴于端头模板1内侧的位置。
且所述步骤B的实施方式根据实际施工情况确定，本实施例中，所述止水带2沿隧道拱形环向从两侧向中部依次折弯施工，并对所述止水带2折弯后的位置及时采用所述固定装置进行固定。所述止水带2的施工是分多个固定点进行施工的，每个固定点处需要对该固定点对应的止水带2部分进行折弯并固定，通过先在隧道拱形两侧的固定点折弯并固定止水带2，实现整个止水带2的初步安装和固定，便于对隧道拱形中部固定点对应的止水带2部分进行施工。采用从隧道拱形两侧向中间逐步施工的方式，两侧采用固定装置固定止水带2后，能够为下一个止水带2的固定点提供稳定的安装环境，能够方便下一个固定点对应的止水带2部分的安装，大大加快止水带2的安装速率。同时，每一个固定点对应的止水带2在折弯成指定状态后，紧接着就对该固定点进行固定，能够保护该固定点处对应的止水带2部分折弯后的最初状态，提高该固定点对应的止水带2部分的安装准确度，进而提高整个止水带2的安装准确度。
本实施例还提供一种隧道二次衬砌中埋式止水带固定装置，参见图2-5，所述固定装置用于将折弯后的止水带2固定在端头模板1上，所述固定装置可以为一个整体的结构,通过一个整体结构直接将整个止水带2进行限位固定；也可以为若干个小构件，由小构件对止水带2进行多点限位和固定。本实施例中，所述固定装置包括第一限位段51和第二限位段52以及两个固定部53，所述第一限位段51为开环结构，所述第一限位段51一端连接所述第二限位段52的一端、另一端连接一个所述固定部53，所述第二限位段52另一端连接另一个所述固定部53；
本实施例中，所述固定装置采用小构件对止水带2进行多点限位和固定,具体的，所述固定装置为钢筋构件，钢筋的尺寸也根据相邻两个木模板之间间隙的尺寸的确定，本实施例使用普通的φ8圆钢筋边角料折弯制作所述固定装置。具体的，所述步骤B具体包括以下步骤：
B1：将止水带2从宽度的中部折弯至所述外露段22贴紧于所述端头模板1内侧的预设位置并临时固定；
B2：将所述第一限位段51的开口朝向所述端头模板1并套设于所述预埋段21，并将所述第二限位段52对应于所述外露段22安装，然后将两个所述固定部53分别连接至所述端头模板1。
本实施例中，每个所述间隙处均采用所述钢筋构件固定所述止水带2。且每个所述间隙处采用所述钢筋构件固定所述止水带2的方法是：
B2a：将所述钢筋构件的所述第一限位段51的开口朝向所述端头模板1并套设于所述预埋段21，并将所述钢筋构件的所述第二限位段52压在所述外露段22远离端头模板1的一侧，使所述钢筋构件的两个所述固定部53从同一个间隙中穿过；
B2b：折弯两个所述固定部53使其贴紧于所述端头模板1的外侧；
B2c：对所述间隙进行堵漏。
其中，每一个所述止水带2需要通过多个钢筋加工的固定装置进行限位和固定，通过用钢筋来加工所述固定装置，其加工方便，便于加工出适配于折弯后的止水带2的固定装置，同时固定装置的固定部53能够借助于相邻两个木模板之间的一个间隙从端模内侧向端模外侧穿出，并通过折弯该固定部53，将折弯后的止水带2压紧于端头模板1内侧，实现折弯后止水带2的限位即固定，保持折弯后的止水带2的折弯状态。通过上述方式，能够避免所述固定装置破坏所述端头模板1和止水带2，便于将折弯后的止水带2固定在端头模板1上，同时便于拆模时端头模板1和止水带2的拆分。
且每个间隙处均要对止水带2进行弯折和采用固定装置进行固定，能够加强所述止水带2和所述端头模板1之间的连接强度，保证浇筑混凝土时止水带2状态的稳定性，进而提高止水带2的安装完成后的准确度。且在采用钢筋穿过木模板之间的缝隙后，缝隙会产生漏浆现象，通过对相邻两个所述木模板的间隙进行堵漏，堵漏可以采用填充间隙堵漏，如采用堵漏胶；也可以采用外覆盖堵漏，从端头模板1外侧进行封堵。通过对端头模板1上的相邻两个木模板之间的间隙进行堵漏，能够避免后期浇筑混凝土时漏浆，同时能够增加固定部53与端头模板1之间的连接，能够保证二衬节段施工的质量。
本实施例中，所述第一限位段51和/或所述第二限位段52用于接触所述止水带2的一侧具有若干凹陷4，所述凹陷4用于适配所述止水带2上的凸起；如图2所示，所述第一限位段51和所述第二限位段52均设有凹陷4；如图3所示，所述第一限位段51设有凹陷4。所述步骤B可以采用先折弯再固定的方法，也可以采用以下步骤：先将所述止水带2一侧适配安装于所述第一限位段51，如图4所示；然后将所述止水带2另一侧折弯，至所述止水带2另一侧的凸起与所述第二限位段52的凹陷4适配设置，如图5所示；再将两个所述固定部53固定于所述端头模板1，如图6-7所示。因所述第一限位段51和所述第二限位段52是根据止水带2折弯后的状态加工的，当所述第二限位段52设有所述凹陷4时，通过先将所述止水带2的预埋段21安装于所述第一限位段51，再对所述止水带2外露段22进行折弯，第一限位段51能够对所述止水带2的预埋段21进行限位，便于将止水带2的外露段22进行折弯处理，且能够根据折弯后的外露段22与所述第二限位段52的配合是否已经达到预期值，来判断折弯的角度是否合适，故能够提高折弯的精确度，使止水带2的安装更精确，有利于止水带2的使用。
在按照步骤B的施工将整个止水带2限位并固定在所述端头模板1上，并对相邻两个所述木模板的间隙进行堵漏后，再实施步骤C：对当前节段浇筑混凝土；然后施行步骤D：达到预定强度后拆除二衬模板，并释放所述外露段22，完成所述止水带2的预埋。拆除二衬模板时，所述端头模板1也被拆除，不仅需要去掉端头模板1本身的支撑，还需要将固定装置的固定部53弯折回原来的状态，使所述端头模板1能够拆卸掉。
端头模板1拆卸完成后，释放所述外露段22并使所述止水带2捋直，完成所述止水带2的预埋。在释放所述外露段22时，因外露段22在端头模板1内部，浇筑混凝土会凝结至外露段22的四周，所以需要对外露段22的四周进行简单的清除和处理，才能够将外露段22释放出来并折弯至捋直，使外露段22的宽度方向重新回到隧道纵向。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
