本發(fā)明涉及水利水電工程中的隧洞混凝土襯砌誘導(dǎo)縫結(jié)構(gòu)及設(shè)置方法，具體涉及一種輸水隧洞混凝土襯砌誘導(dǎo)縫結(jié)構(gòu)及設(shè)置方法。輸水隧洞采用鋼模臺車進行襯砌施工，可多段混凝土襯砌同步澆筑，環(huán)向自動設(shè)縫，從而減少裂縫發(fā)生的概率，并顯著加快施工進度。

背景技術(shù)：

水利水電工程輸水隧洞在不同工況下需承受內(nèi)外水壓，混凝土襯砌一旦開裂，不僅會加速混凝土襯砌內(nèi)的鋼筋銹蝕，嚴重時還會影響到隧洞的穩(wěn)定與安全，因此，輸水隧洞襯砌混凝土裂縫防控是提高隧洞工程結(jié)構(gòu)耐久性的工作重點。

施工期最有效的襯砌混凝土防裂措施是對襯砌混凝土結(jié)構(gòu)進行合理分縫。規(guī)范要求澆筑分段長度可采用6～12m，分段長度越短，對裂縫防控越有利；然而，過短的分段長度又會影響施工進度，對于長距離輸水隧洞將直接影響整體工期。

常規(guī)混凝土施工縫分縫采用切縫方式，然而在輸水隧洞中，洞壁大多是圓形或城門洞型，切縫機難以實施環(huán)向切縫，且切縫過程會影響到下一段襯砌混凝土的澆筑，影響施工進度，另外，切縫也會大大增加工程造價，因此，切縫方式在輸水隧洞中不適用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種輸水隧洞混凝土襯砌誘導(dǎo)縫結(jié)構(gòu)及設(shè)置方法，一方面能減少裂縫的發(fā)生概率，表面規(guī)則美觀，另一方面也能加快施工進度，同時節(jié)省投資。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種輸水隧洞混凝土襯砌誘導(dǎo)縫結(jié)構(gòu)，由環(huán)縫切口、背隔縫和止水帶組成；環(huán)縫切口位于隧洞襯砌內(nèi)表面，為沿隧洞環(huán)向分布的楔形孔口，靠隧洞襯砌內(nèi)表面一側(cè)的外口大，靠隧洞襯砌內(nèi)部一側(cè)的內(nèi)口??；背隔縫位于隧洞襯砌外表面，與隧洞洞壁或一次支護表面相鄰，為沿隧洞環(huán)向分布的半封閉隔縫，深度約為隧洞襯砌厚度的一半，采用預(yù)設(shè)嵌縫材料半隔斷隧洞襯砌而形成，形成背隔縫的嵌縫材料可采用低發(fā)泡塑料板、松木板或浸瀝青杉木板，嵌縫材料采用縱向固定鋼筋及徑向固定鋼筋進行固定。止水帶位于環(huán)縫切口與背隔縫之間，可設(shè)置于設(shè)計襯砌厚度一半的位置，可以采用橡膠止水帶或鋼邊橡膠止水帶；采用橡膠止水帶時需布置縱向固定鋼筋綁扎對止水帶進行定位，固定橡膠止水帶的縱向固定鋼筋以及固定嵌縫材料的縱向固定鋼筋均通過徑向嵌巖鋼筋與隧洞洞壁固定，徑向嵌巖鋼筋一端采用錨固劑錨固于隧洞洞壁，另一端與縱向固定鋼筋焊接固定；采用鋼邊橡膠止水帶時，鋼邊橡膠止水帶兩側(cè)鋼邊直接與徑向嵌巖鋼筋焊接固定。

所述環(huán)縫切口采用鋼模臺車襯砌施工，利用固定在鋼模臺車鋼模板上的切縫鋼環(huán)直接澆筑而成，鋼模板為圓筒形結(jié)構(gòu)，連同切縫鋼環(huán)通過鋼模臺車內(nèi)部的臺車及驅(qū)動結(jié)構(gòu)操作，鋼模板上還設(shè)有活動窗口用于振搗隧洞襯砌的邊頂拱混凝土。

所述誘導(dǎo)縫每次澆筑前均應(yīng)在切縫鋼環(huán)上涂刷脫模劑，以保障脫模質(zhì)量，形成的環(huán)縫切口表面平整美觀。

所述誘導(dǎo)縫間距可取規(guī)范下限6m，可以在一部鋼模臺車上設(shè)置一道，也可以同時設(shè)置多道。同時設(shè)置多道誘導(dǎo)縫時，鋼模臺車總長度滿足隧洞平面或縱向轉(zhuǎn)彎部位的通行要求即可。

根據(jù)施工便利要求，誘導(dǎo)縫可以用于整體封閉的圓形或馬蹄形隧洞襯砌結(jié)構(gòu)中，也可以用于底板單獨澆筑設(shè)縫，僅頂拱和兩側(cè)邊墻設(shè)誘導(dǎo)縫的平底圓形、平底馬蹄形或圓拱直墻斷面中。

所述縱向固定鋼筋、徑向固定鋼筋和徑向嵌巖鋼筋統(tǒng)稱固定件。

本發(fā)明一種輸水隧洞混凝土襯砌誘導(dǎo)縫結(jié)構(gòu)的設(shè)置方法如下：

a.平整需要進行襯砌洞段的場地，預(yù)先鋪設(shè)輔助鋼模臺車推進的導(dǎo)軌；

b.綁扎襯砌段的受力鋼筋，在誘導(dǎo)縫結(jié)構(gòu)位置將縱向受力鋼筋斷開；

c.固定誘導(dǎo)縫結(jié)構(gòu)位置的嵌縫材料及止水帶；

d.在鋼模臺車及切縫鋼環(huán)表面涂刷脫模劑，將鋼模臺車推進至澆筑段并定位；

e.澆筑混凝土并振搗；

f.混凝土達到一定強度后進行脫模，脫模后在切縫鋼環(huán)處形成環(huán)縫切口，由于該處缺少縱向受力鋼筋保護，裂縫會被誘導(dǎo)在切口內(nèi)部產(chǎn)生并向深處發(fā)展，從而形成完整的誘導(dǎo)縫結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的有益效果是：

1)誘導(dǎo)縫中的背隔縫嵌縫材料和止水帶均可在澆筑前提前埋設(shè)，在控制襯砌實質(zhì)分縫間距取規(guī)范下限6m的同時，鋼模臺車單次澆筑長度可超過規(guī)范規(guī)定的上限12m，在減少裂縫發(fā)生概率的同時，顯著加快施工進度；

2)誘導(dǎo)縫楔形環(huán)縫切口脫模便利，由于誘導(dǎo)縫部位襯砌內(nèi)的縱向受力鋼筋是斷開的，缺少縱向鋼筋的保護，裂縫會被誘導(dǎo)在切口內(nèi)部產(chǎn)生并向深處發(fā)展，裂縫的開展與延伸被誘導(dǎo)在環(huán)縫切口內(nèi)部進行，襯砌表面切縫規(guī)則美觀；

3)誘導(dǎo)縫結(jié)構(gòu)在隧洞襯砌脫模后即自動形成，無需增加切縫機切縫費用，止水帶工程量與設(shè)置常規(guī)施工縫的工程類似，僅需多一些固定鋼筋，相對切縫而言投資省。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例平底圓形輸水隧洞分縫布置圖；

圖2是本發(fā)明實施例平底圓形輸水隧洞鋼模臺車橫斷面圖；

圖3是本發(fā)明實施例誘導(dǎo)縫部位細節(jié)圖；

圖4是本發(fā)明實施例楔形切縫鋼環(huán)斷面圖。

圖中：1-誘導(dǎo)縫結(jié)構(gòu)；11-環(huán)縫切口；12-背隔縫；13-止水帶；2-隧洞襯砌；21-底板混凝土襯砌；22-邊頂拱混凝土襯砌；23-環(huán)向受力鋼筋；24-縱向受力鋼筋；25-常規(guī)施工縫；3-嵌縫材料；4-鋼模臺車；41-臺車及驅(qū)動結(jié)構(gòu)；42-鋼模板；43-切縫鋼環(huán)；44-活動窗口；5-固定件；51-縱向固定鋼筋；52-徑向固定鋼筋；53-徑向嵌巖鋼筋；6-隧洞洞壁。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明作進一步詳細說明。

如圖1至圖4所示，本發(fā)明一種輸水隧洞混凝土襯砌誘導(dǎo)縫結(jié)構(gòu)1，由環(huán)縫切口11、背隔縫12和止水帶13組成。環(huán)縫切口11位于隧洞襯砌2內(nèi)表面，為沿隧洞環(huán)向分布的楔形孔口，靠隧洞襯砌2內(nèi)表面一側(cè)的外口大，靠隧洞襯砌2內(nèi)部一側(cè)的內(nèi)口小，環(huán)縫切口11深度12cm左右，外口最大寬度約2cm。背隔縫12位于隧洞襯砌2外表面，與隧洞洞壁6或一次支護表面相鄰，為沿隧洞環(huán)向分布的半封閉隔縫，縫寬約2cm，深度約為隧洞襯砌2厚度的一半，采用預(yù)設(shè)嵌縫材料3半隔斷隧洞襯砌2而形成，形成背隔縫12的嵌縫材料3可采用低發(fā)泡塑料板、松木板或浸瀝青杉木板，嵌縫材料3采用縱向固定鋼筋51及徑向固定鋼筋52進行固定。止水帶13位于環(huán)縫切口11與背隔縫12之間，設(shè)置于設(shè)計襯砌厚度一半的位置，可以采用橡膠止水帶或鋼邊橡膠止水帶；采用橡膠止水帶時需布置縱向固定鋼筋51綁扎對止水帶13進行定位，固定橡膠止水帶的縱向固定鋼筋51以及固定嵌縫材料的縱向固定鋼筋51均通過徑向嵌巖鋼筋53與隧洞洞壁6固定，嵌巖鋼筋53一端采用錨固劑錨固于隧洞洞壁6，另一端與縱向固定鋼筋51焊接固定；采用鋼邊橡膠止水帶時，鋼邊橡膠止水帶兩側(cè)鋼邊直接與徑向嵌巖鋼筋53焊接固定。

所述環(huán)縫切口11采用鋼模臺車4襯砌施工，利用固定在鋼模臺車4鋼模板42上的切縫鋼環(huán)43直接澆筑而成，鋼模板42為圓筒形結(jié)構(gòu)，連同切縫鋼環(huán)43通過鋼模臺車4內(nèi)部的臺車及驅(qū)動結(jié)構(gòu)41操作，鋼模板42上還設(shè)有活動窗口44用于振搗隧洞襯砌2的邊頂拱混凝土22。

所述誘導(dǎo)縫結(jié)構(gòu)1每次澆筑前均應(yīng)在切縫鋼環(huán)43上涂刷脫模劑，以保障脫模質(zhì)量，形成的環(huán)縫切口11表面平整美觀。

所述誘導(dǎo)縫結(jié)構(gòu)1間距取規(guī)范下限6m，可以在一部鋼模臺車4上設(shè)置一道，也可以同時設(shè)置多道。同時設(shè)置多道誘導(dǎo)縫結(jié)構(gòu)1時，鋼模臺車4總長度滿足隧洞平面或縱向轉(zhuǎn)彎部位的通行要求即可。

根據(jù)施工便利要求，誘導(dǎo)縫結(jié)構(gòu)1可以用于整體封閉的圓形或馬蹄形隧洞襯砌結(jié)構(gòu)中，也可以用于底板單獨澆筑設(shè)縫，僅頂拱和兩側(cè)邊墻設(shè)誘導(dǎo)縫結(jié)構(gòu)1的平底圓形、平底馬蹄形或圓拱直墻斷面中。

所述縱向固定鋼筋51、徑向固定鋼筋52和徑向嵌巖鋼筋53統(tǒng)稱固定件5。

誘導(dǎo)縫結(jié)構(gòu)1設(shè)置方法如下：

a.平整需要進行襯砌的洞段的場地，對于平底圓形隧洞，先施工完成輸水隧洞底部的隧洞襯砌2，并輸水隧洞底部的隧洞襯砌2表面預(yù)先鋪設(shè)輔助鋼模臺車推進的導(dǎo)軌；

b.綁扎澆筑段的縱向受力鋼筋24和環(huán)向受力鋼筋23，在誘導(dǎo)縫結(jié)構(gòu)1位置需將縱向受力鋼筋24斷開，斷開距離10cm，即誘導(dǎo)縫結(jié)構(gòu)1兩側(cè)各預(yù)留一倍的鋼筋端頭保護層厚度；

c.固定誘導(dǎo)縫結(jié)構(gòu)1位置的嵌縫材料3及止水帶13：在澆筑段的誘導(dǎo)縫結(jié)構(gòu)1位置固定徑向嵌巖鋼筋53，采用縱向固定鋼筋51穿過嵌縫材料3并與徑向嵌巖鋼筋53焊接，從而固定嵌縫材料3的徑向位移，在嵌縫材料3兩側(cè)采用徑向固定鋼筋52夾緊從而固定嵌縫材料3的縱向位移，徑向固定鋼筋52與縱向固定鋼筋51焊接；再通過縱向固定鋼筋51固定止水帶13，縱向固定鋼筋51與徑向嵌巖鋼筋53焊接；

d.在鋼模臺車4的鋼模板42及切縫鋼環(huán)43表面涂刷脫模劑，為保證環(huán)縫切口11的表面光整度，在每次澆筑前均應(yīng)對切縫鋼環(huán)43涂刷脫模劑，并確保其表面無混凝土殘渣余留，將鋼模臺車4沿軌道推進至澆筑段并定位；

e.采用泵送混凝土從鋼模臺車4的活動窗口44對澆筑段進行隧洞襯砌2的邊頂拱混凝土襯砌22的澆筑及振搗作業(yè)；

f.已澆筑段脫模前進行下一個澆筑段的步驟a到步驟c；

g.達到隧洞襯砌2混凝土初凝強度后對已澆筑段進行脫模，脫模時采用鋼模臺車4上的臺車及液壓系統(tǒng)41，使鋼模臺車4上的鋼模板42與切縫剛環(huán)43沿徑向收縮，從而使鋼模板42與切縫剛環(huán)43脫開混凝土表面，在誘導(dǎo)縫結(jié)構(gòu)1位置形成一圈光潔平整的環(huán)縫切口11；

h.對下一個澆筑段進行步驟d與步驟e，依次循環(huán)施工。