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Liberal Arts Research

新型自粘橡胶止水带及其施工应用研究

作者

赵宁

山东源泉盛德新材料科技有限公司山东省德州市 253400

摘要:本文提出了一种新型自粘橡胶止水带及与之配套的可伸缩式安装卡具,系统阐述了该止水带的结构特征与该技术在隧道工程施工中的具体应用措施,旨在为相关领域的理论研究和实践提供更多的参考依据。关键词:新型自粘橡胶止水带;工程施工;应用措施

引言

隧道二次衬砌混凝土的施工缝与变形缝防水处理中,止水带作为一种常用材料,主要用于实现接缝密封和防止渗漏,其性能与安装质量直接关系到隧道整体防水效果的成败。传统止水带与混凝土界面之间易存在微观渗水路径,从而影响防水可靠性。针对该问题,本研究基于“堵塞渗水通道”的理念,通过结构创新与胶粘密封技术,开发了一种新型自粘橡胶止水带。该产品在传统橡胶止水带基础上复合专用自粘胶层,借助其优异的粘结性能,实现对混凝土-止水带界面渗水通道的全面密封,显著提升止水带防水能力。本文系统阐述了该新型止水带的结构设计与施工方法,重点研究了止水带厚度、自粘胶涂覆厚度以及不同施工环境条件对其与混凝土间剥离强度的影响机制。

、新型自粘橡胶止水带的结构特征

新型自粘橡胶止水带在其结构设计中增设了一项关键功能——位于背面的排水功能区。该区域设置于止水带中部,主要由一道排水槽和分布于其两侧的透水层共同组成。在实际应用中,透水层能够有效收集从施工缝、变形缝等接缝部位渗入的裂隙水,并将其有序导入中部的排水槽内。排水槽沿隧道环向布设,最终将汇流的水量系统引导至隧道主体排水网络中,从而实现主动排水与防水相结合的功能[1]。

根据安装方式与使用位置的不同,该新型自粘橡胶止水带可划分为背贴式与中埋式两类,各自具备明确的区域功能划分。背贴式自粘橡胶止水带包括四个主要部分:锚固区、止水区、变形区及排水区。其中,锚固区通过高强度粘结与机械协同作用,确保止水带稳固附着于混凝土表面;止水区依托材料的弹性与自粘性能阻断水的渗透路径;变形区能够适应接缝因温度、荷载引起的位移变化,防止界面脱开;排水区则承担汇水和导排功能,有效解决渗水积聚问题。

中埋式自粘橡胶止水带的结构则包括三个核心部分:锚固区、止水区与变形区。该类止水带埋设于混凝土内部,其锚固区通过自粘胶层与混凝土形成可靠粘结;止水区利用橡胶的高弹性和耐久性实现长期密封;变形区可在混凝土收缩或轻微变形时保持其整体性与防水功能。尽管中埋式未设置独立的排水区,其整体设计与背贴式相辅相成,共同增强隧道接缝的水密性能。

综上所述,该新型止水带不仅延续了传统橡胶止水带的弹性与耐久特性,更通过复合排水与分区功能化设计,显著提升了在复杂水文地质条件下的适应能力与防排水可靠性。

二、新型自粘橡胶止水带在隧道工程施工中的应用

随着我国隧道工程尤其是城市地铁、山岭铁路及公路隧道、水利隧洞等建设规模的不断扩大,对隧道结构防水性能的要求也日益提高。施工缝与变形缝是隧道衬砌中最易出现渗漏的薄弱环节,其防水措施的可靠性直接关系到隧道的使用寿命与运营安全。传统止水带在实际工程应用中,常因与混凝土粘结不密实、适应变形能力有限、缺乏主动排水功能等问题,导致防水体系存在缺陷。基于此,本研究团队开发的新型自粘橡胶止水带,通过材料与结构双重创新,较好地解决了上述问题,并在实际工程中展现出良好的应用效果。

(一)施工前准备与基层处理

在应用新型自粘橡胶止水带之前,必须对施工缝或变形缝部位的混凝土基层进行彻底处理。基层应坚实、平整,无浮浆、油污、松散颗粒等影响粘结的污染物。对于不平整表面,需采用打磨等方式进行处理,必要时使用高压水枪或专用工业吸尘器清理基层,确保粘结面洁净、干燥。此外,应复核缝宽与设计位置,为止水带的准确安装提供条件[2]。

(二)配套卡具安装与止水带定位

新型自粘橡胶止水带配套的可伸缩式安装卡具是实现其准确定位和临时固定的关键工装。该卡具具备可调性,能适应不同断面尺寸与缝宽要求,尤其适用于环向施工缝等曲面部位。安装时,应首先依据设计缝宽和衬砌厚度确定卡具安装位置,使用专用锚栓将卡具系统固定于初期支护或模板系统上,确保其在混凝土浇筑过程中不发生位移。随后将止水带平稳嵌入卡具中,利用其可伸缩特性微调位置,保证止水带居中设置、不扭曲、不翘边,最终实现“居中、平顺、牢固”的安装目标。

(三)背贴式止水带施工工艺

背贴式新型自粘橡胶止水带主要用于衬砌外侧防水层与二衬混凝土之间,兼具防水与排水功能。施工中,首先将止水带展开预铺,确认长度与缝长匹配。之后揭除自粘胶层的隔离膜,依据卡具定位逐段粘贴于基层上。粘贴过程中需使用橡胶辊轮反复滚压,排除空气,确保胶层与混凝土基层密贴。中部排水槽需保持畅通,透水层应与防水板或混凝土表面贴合良好,以保证将来渗水可顺利汇入排水系统。在环向缝转弯处,应采取圆角过渡处理,防止折损。

(四)中埋式止水带施工工艺

中埋式止水带埋设于二次衬砌混凝土中部,是防水系统的核心环节。其安装需与二衬混凝土浇筑协同进行。施工时,首先通过卡具将止水带准确定位于缝宽中线,两端锚固区利用自粘胶与先后浇筑的混凝土粘结。在混凝土浇筑过程中,需特别注意振捣作业,避免振捣棒直接触及止水带本体,以防止其位移或损坏。同时,应确保混凝土浇筑密实,尤其位于止水带两侧的区域,避免形成渗水孔隙。中埋式止水带虽无独立排水区,但其优良的变形能力可适应混凝土收缩和地基沉降引起的接缝张开,保持持续防水效果。

(五)特殊节点与过渡区处理

在隧道洞口、断面变化处、交叉洞室等复杂部位,止水带的安装需采取特殊处理。这些区域应力集中,接缝变形复杂,应适当增强止水带锚固,必要时可采用加强型自粘胶或辅助机械固定[3]。对于纵横缝交叉节点,宜使用预制十字接头或采用现场硫化拼接技术,保证止水带连续性和整体防水效果。

(六)施工环境控制与成品保护

新型自粘橡胶止水带对施工环境有一定要求。环境温度不宜低于5℃,否则需采取升温措施保障自粘胶活性。雨天或潮湿环境下施工,应确保作业面无明水,避免影响粘结效果。止水带安装完成后、混凝土浇筑前,需加强成品保护,防止人为踩踏、污染或机械损伤。一旦自粘胶层被污染,需及时清理或更换局部区段,以免影响最终防水质量。

(七)实际工程应用效果

该新型止水带已在多项铁路隧道和城市地铁工程中成功应用。实践表明,其排水功能有效解决了衬砌背后水压积聚问题,自粘胶层显著提高了止水带与混凝土的粘结强度与密实性,可伸缩卡具则大幅提高了安装效率与定位精度。经对比,采用该止水带的施工缝渗漏率显著下降,隧道整体防水等级达到设计要求。

七、实际工程应用效果

该新型止水带已在多项铁路隧道和城市地铁工程中成功应用。实践表明,其排水功能有效解决了衬砌背后水压积聚问题,自粘胶层显著提高了止水带与混凝土的粘结强度与密实性,可伸缩卡具则大幅提高了安装效率与定位精度。经对比,采用该止水带的施工缝渗漏率显著下降,隧道整体防水等级达到设计要求。

结论

新型自粘橡胶止水带通过集成自粘密封与排水功能,配套专用安装卡具,形成了一套完整、高效的接缝防水系统。其施工工艺相对简便,适应性强,显著提升了隧道衬砌施工缝与变形缝的防水可靠性,具有广阔的推广价值和应用前景。在今后应用中,相关领域应进一步规范标准化施工流程,加强操作人员培训,确保该优良防水材料发挥应有的技术效果。

参考文献

[1]秦利娥. 隧道中埋止水带一次安装合格影响因素及提升对策 [J]. 四川水泥, 2025, (05): 281-283.

[2]丁少明. 隧道二衬中埋式止水带安装工艺的改进及新型加劲止水带的应用 [J]. 国防交通工程与技术,2024, 22 (01): 93-96.

[3]章定文,杨大勇,张小飞,等. 橡胶止水带变形适应性与优化设计研究 [J]. 建筑科学与工程学报, 2023,40 (06): 127-136.