三元乙丙橡胶及采用其进行一次性浇筑电力沟的方法与流程

1.本发明属于三元乙丙橡胶防水材料技术领域，以及市政工程现浇电力沟施工技术领域，尤其涉及一种采用三元乙丙橡胶及可伸缩支架一次性浇筑电力沟的方法。


背景技术：

2.市政电力沟是以钢筋与混凝土结合构建成的排线隧道，隧道由一个或多个方、矩形或圆形断面组成。施工中按变形缝分若干施工段进行流水施工，每一段电力沟主体工程分为钢筋、模板、混凝土三个分项工程。
3.目前，矩形断面的电力沟主体混凝土施工过程中，分两次浇筑成型是多年来一直沿用的常规做法，两次浇筑混凝土在侧墙上留有一条水平施工缝，一般设置在底板腋角以上200mm处。电力沟的防水抗渗性是影响其使用寿命和使用安全的重要指标，目前的工程施工中，为防止渗水，主要采用侧墙施工缝内嵌有止水带。止水带的方法来进行防水，但随着使用年限的增加，止水带老化等现象严重，防水性能下降，带来了安全隐患。
4.同时目前常规的矩形电力沟混凝土两次浇筑的主要施工过程按三个分项工程划分主要包括如下工序：
5.(1)钢筋的两次加工和绑扎。具体为钢筋按照设计图纸及两次绑扎搭接尺寸加工成型后运至施工现场，先绑扎电力沟底板和侧墙下部钢筋，待安装完底板和侧墙止水带中线以下模板后，浇筑混凝土成型。在拆除模板后，再绑扎电力沟侧墙上部和顶板钢筋。该过程中需要将原本通长的侧墙主筋先截断后再进行连接，增加了钢筋接头处理，增加了工作量，延长了工期，提高了工程造价。
6.(2)模板的两次加工和安装。以采用木模板、钢板止水带为例，在木工棚将模板按照电力沟两次浇筑混凝土成型的几何尺寸加工成型后，运至施工现场，先安装电力沟底板、侧墙止水带中线以下模板和止水带，待电力沟底板、止水带中线以下侧墙的混凝土浇筑成型后，拆除模板，绑扎完侧墙、顶板钢筋后，再安装电力沟侧墙上部、顶板模板。该过程中需要将原本整块的大模板切割成小模板，长木方锯成短木方，缩短了模板的使用寿命，浪费了材料，模板两次安装、拆除降低了模板的周转利用率，增加了止水带，提高了工程造价。
7.(3)混凝土的两次浇筑。第一次为浇筑电力沟底板、侧墙止水带中线以下混凝土，待混凝土初凝后及时安排工人将两次浇筑的混凝土接合面(侧墙水平施工缝)凿毛，拆除模板绑扎完电力沟侧墙上部、顶板钢筋，安装完侧墙、顶板模板后，再浇筑电力沟侧墙、顶板混凝土。该过程留有一条水平施工缝，从而影响了电力沟的整体性，施工缝混凝土的结合面凿毛、清理，浇筑混凝土的人工、材料、机械设备的二次准备，增加了工作量，延长了工期。
8.上述的矩形电力沟混凝土两次浇筑常规施工方法按施工先后顺序可表达为：绑扎底板、侧墙钢筋至搭接位置
→
安装底板、止水带中线以下侧墙模板、止水带
→
浇筑底板、止水带中线以下侧墙混凝土
→
养护拆模
→
绑扎侧墙上部、顶板钢筋
→
安装侧墙、顶板模板
→
浇筑侧墙、顶板混凝土
→
养护拆模八个施工过程，工序繁琐、复杂。同时在这个过程中，防水带材的使用安装不当，寿命短，也严重影响电力沟的防水性能以及安全性。


技术实现要素：

9.为了解决上述技术问题，本发明提出了一种采用三元乙丙橡胶及可伸缩支架一次性浇筑电力沟的方法，与传统的两次浇筑施工方法相比，首先制备获得了性能优良的三元乙丙橡胶止水带材，在变形缝中预设中埋式橡胶止水带和外贴式橡胶止水带，提高了防水性能。其次将原本繁琐的八个施工过程压缩为：绑扎钢筋
→
安装模板
→
浇筑混凝土
→
养护拆模四个施工过程，大大提高了施工效率、提高了工程质量、节约投资。
10.本发明完整的技术方案包括：
11.一种三元乙丙橡胶止水带材，所述三元乙丙橡胶止水带材至少包括三元乙丙橡胶100份，碳黑32～35份，石蜡20～25份，硫磺2～4份；轻质碳酸钙15～30份，促进剂0.5～1.2份，硬脂酸1～2份，以上为重量份计。
12.所述三元乙丙橡胶止水带材表面设有粘结层。
13.利用所述的三元乙丙橡胶止水带材及可伸缩模板支架一次性浇筑电力沟的施工方法，所述三元乙丙橡胶止水带材用于变形缝施工中，三元乙丙橡胶止水带材包括中埋式橡胶止水带和外贴式橡胶止水带。
14.具体包括如下步骤：
15.1)钢筋绑扎
16.采用一次性绑扎钢筋，绑扎前先在垫层上弹出侧(中)墙线，按照电力沟钢筋外包尺寸宽度确定两排立杆位置，搭设双排多立杆式钢管扣件式脚手架，以形成钢筋绑扎时主筋的临时支撑和工人操作平台；然后在垫层和已固定好的脚手架钢管上画出主筋、架立筋位置线，按位置线摆放主筋、架立筋、箍筋后进行八字扣绑扎、焊接或机械连接；完成后加设保护层，拆除脚手架；拆除脚手架前在电力沟钢筋骨架四个肋角位置按适当距离加设焊点或斜向固定钢筋；
17.2)模板施工
18.模板施工过程采用一次性加工、安装模板的方式；其中内外模均采用木模板，模板缝粘贴自粘式双面海绵条，模板内表面光滑平整，使用前先涂刷脱模剂；
19.模板施工结构为：顶部包括顶板模板和顶板，侧面包括由内而外依次设置的侧壁模板、侧壁和侧壁模板支撑，所述侧壁模板支撑为三角形，截面积由上而下依次增加，底部包括底板；
20.模板内部采用模板支架支撑，所述支架为可伸缩式模板支架，包括模板支架中横撑、模板支架顶横撑和模板支架竖撑，所述模板支架竖撑为竖着斜向设置，和模板支架顶横撑以及模板支架中横撑形成三角形的稳定结构；支架采用预组装式，其中相邻的两根模板支架竖撑顶端采用支架铰接连接，并在其两侧设置模板支架顶顶横撑，在支架中部，两根模板支架竖撑中间采用支架转轴结构连接模板支架中横撑，模板支架竖撑底部设置伸缩滚轮，所述模板支架中横撑的钢管壁厚大于模板支架顶横撑和模板支架竖撑钢管壁厚；
21.3)变形缝施工
22.变形缝施工包括预设中埋式橡胶止水带和外贴式橡胶止水带；
23.所述中埋式橡胶止水带和外贴式止水带沿底板、侧墙、顶板兜绕成环设置；所述中埋式橡胶止水带依次按照底板、侧墙、顶板的顺序施工，外贴式橡胶止水带包括底板止水带的安装和侧墙止水带的安装；
24.4)混凝土浇筑及振捣
25.所述混凝土浇筑及振捣为一次性浇筑混凝土，混凝土的浇筑自下而上，先浇筑底板后浇筑侧墙再浇筑顶板；底板浇筑按电力沟宽度由低处向高处分层浇筑振捣，混凝土浇筑、振捣、收面完成后进行覆盖养护；待达到拆模强度后拆除模板和支架。
26.所述步骤4)中，拆除模板和支架后，再将地板上的钢管支撑孔用同强度的防水混凝土填补；砼浇筑完后12h内即加以养护，平面混凝土采用覆盖塑料薄膜或土工布洒水的方法进行养护，立面混凝土采用喷洒水或养护剂进行养护。
27.还包括步骤5)基坑回填，所述基坑回填采用挖机回填，人工配合机械分层对称回填夯实、压路机压实；回填时结构顶板上500mm回填厚度内及管线周围使用小型机具夯填，夯与夯之间重叠不小于1/3夯底宽度。
28.采用3％水泥石屑回填至电力沟顶板以上500mm，回填施工均匀对称进行，并分层夯实；
29.人工夯实每层厚度不宜大于250mm，机械夯实每层厚度不宜大于300mm。
30.本发明相对于现有技术的优点为：
31.1、通过合理的三元乙丙橡胶止水带材组分设计，得到了耐候性好及高强度性能的止水带材，使用寿命也大幅度提高，同时可伸缩模板支架设计，实现了电力沟的一次性浇筑，取消施工缝，综合来讲显著提高电力沟的防水效果和安全性。
32.2、把两次浇筑改为一次浇筑成型，简化施工工序，缩短工期，节约成本。
33.3、通过整体合理的施工工序、施工要求和参数设计，优化结构形式，便于养护，节约养护成本。提高整体稳定性。
34.4、模板快速支立，节省时间、节约成本。
附图说明
35.图1为本发明的一次浇筑成型施工示意图示意图。
36.图2为支架平面示意图；
37.图3为支架立体示意图。
38.图4为支架又一平面示意图。
39.图中：1-顶板模板，2-顶板，3-侧壁模板，4-侧壁，5-侧壁模板支撑，6-底板，7-模板支架中横撑，8-支架铰接，9-支架转轴结构连接，10-模板支架顶横撑，11-模板支架竖撑。
具体实施方式
40.下面将结合本技术实施方式中的附图，对本技术的实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是作为例示，并非用于限制本技术。
41.本实施方式中，为了缩短工期、提高结构物的整体性及防水抗渗性，混凝土浇筑采用一次浇筑成型的方法，由一端向另一端连续浇筑。浇筑时采用纵向分段、竖向分层施工的方式，纵向分段长度原则上按30m划分为一个浇筑段，每一段先浇筑底板混凝土及30cm高墙体，再浇筑剩余墙体和顶板。
42.所述现浇电力沟施工工艺总体流程包括：
43.①
场地整平
→②ⅳ
型拉森钢板桩围护结构
→③
基坑降水
→④
支撑安装
→⑤
基坑
开挖
→⑥
垫层 防水及保护层
→⑦
绑扎钢筋
→⑧
安装模板
→⑨
浇筑混凝土
→⑩
养护拆模
→
回填土
→
拆除支撑
→
拔除型钢。
44.所述现浇电力沟支护工艺流程及支护形式为：
45.①
钢板桩位置的定位放线
→②
初步开挖基槽
→③
施打钢板桩
→④
基坑开挖及回填
→⑤
拔除钢板桩
→⑥
桩孔处理。
46.下面对本实施方式中的现浇电力沟结构施工方案进行具体介绍：
47.1)钢筋绑扎
48.采用一次性加工、绑扎钢筋的方式。钢筋加工过程为：根据施工图纸电力沟断面尺寸，以钢筋搬运绑扎方便为前提，对电力沟主体钢筋系统编号，进行整体下料长度计算编制钢筋配料单，并按配料单中的形状尺寸进行加工成型。
49.钢筋绑扎过程为：绑扎前先在垫层上弹出侧(中)墙线，按照电力沟钢筋外包尺寸宽度确定两排立杆位置，搭设双排多立杆式钢管扣件式脚手架，以形成钢筋绑扎时主筋的临时支撑和工人操作平台。然后在垫层和已固定好的脚手架钢管上画出主筋、架立筋位置线，按位置线摆放主筋、架立筋、箍筋后进行八字扣绑扎、焊接或机械连接。完成后加设保护层，拆除脚手架。
50.由于电力沟钢筋进行一次性加工、绑扎高度高、自重大，在安装模板、浇筑混凝土时又要承受许多施工荷载。因为本发明设计了在拆除脚手架前在电力沟钢筋骨架四个肋角位置按适当距离加设焊点或斜向固定钢筋。以增强钢筋骨架的整体刚度，避免变形、倾倒，提高了施工过程的安全性。
51.2)模板施工
52.本实施例中模板施工过程采用一次性加工、安装模板的方式。其中内外模均采用木模板，模板缝粘贴自粘式双面海绵条，模板内表面光滑平整，使用前先涂刷脱模剂，模板支立直顺平整，无鼓肚、错茬现象。
53.本发明所采用的新型可伸缩式模板支架以实现对现浇混凝土结构进行一次性整体浇筑，是本发明的最重要的发明点，所述新型模板支架通过机械连接结构(包括铰接、转轴、卡扣装置等)，在保证其强度及稳定性的前提下做到可以在垂直施工隧道的截面上进行横向及竖向自由伸缩，可以大大缩短施工过程中支立模板支架的时间，节省人工，降低成本，提高安全性，使得本发明现浇箱型混凝土结构(箱涵、电力沟等)改变了原有的分两次浇筑并留设施工缝的施工方法，采用一次性绑扎钢筋、一次性支立模板、一次性浇筑混凝土的施工方法，不留施工缝。
54.所述施工结构如图1所示，顶部包括顶板模板1和顶板2，侧面包括由内而外依次设置的侧壁模板3、侧壁4和侧壁模板支撑5，所述侧壁模板支撑5为三角形，截面积由上而下依次增加，以提高稳定性。底部包括底板6。
55.所述新型可伸缩式模板支架结构如图2～4所示，包括模板支架中横撑7、模板支架顶横撑10和模板支架竖撑11，所述模板支架竖撑11为竖着斜向设置，和模板支架顶横撑10以及模板支架中横撑7形成三角形的稳定结构。支架采用预组装式，其中相邻的两根模板支架竖撑11顶端采用支架铰接8连接，并在其两侧设置模板支架顶顶横撑10，在支架中部，两根模板支架竖撑11中间采用支架转轴结构9连接模板支架中横撑7，模板支架竖撑11底部设置伸缩滚轮，方便移动。
56.模板和支架的强度和结构在使用前需要计算其承载能力、刚度和稳定性，在实际施工过程中发现，由于模板支架中横撑7承载顶部结构施加给竖撑的力，因此能否保证整个支架结构抗变形的稳定性，需要对中横撑的结构进行特殊设计，经过工程力学进行理论计算后，与实际结果相验证，去掉在实际应用中相关性不大的参数，采用如下的设计方式：其中d1为模板支架中横撑的钢管壁厚，d0为模板支架竖撑的钢管壁厚，α为两根模板支架竖撑之间的夹角，α0为基准角，本发明中取值为30
°
。其中竖撑之间的角度根据隧道的形状以及施工要求进行确定，竖撑和顶横撑采用的角度根据隧道的形状以及施工要求进行确定，竖撑和顶横撑采用钢管，根据施工要求确定的夹角α，计算得到需要的中横撑钢管壁厚。可以显著提高整个支架的抗弯及抗剪强度，保证施工过程的稳定性。
57.3)变形缝施工
58.本实施方式中，变形缝施工需要预设中埋式橡胶止水带和外贴式橡胶止水带。该橡胶止水带采用三元乙丙橡胶止水带。三元乙丙橡胶止水带材至少包括三元乙丙橡胶100份，碳黑32～35份，石蜡20～25份，硫磺2～4份；轻质碳酸钙15～30份，促进剂0.5～1.2份，硬脂酸1～2份，以上为重量份计。将各组分重量比放入密炼机进行混炼、过滤除杂、开炼机散热并加入促进剂、和硫磺二次混炼、开炼机散热后得到。
59.所述中埋式橡胶止水带和外贴式止水带沿底板、侧墙、顶板兜绕成环设置；材料进场时经过名称、规格、型号、数量、重量、外观、厚度、合格证、质保证明等验证，并根据设计图纸及规范规定进行取样送检，检验合格经监理确认后进行使用。
60.施工方法如下：
61.中埋式橡胶止水带
62.施工依次按照底板、侧墙、顶板的顺序施工，其中：
63.①
底板变形缝止水带横向安装，不留接头，接头留在距离顶板外墙1m位置。侧墙变形缝止水带从下往上拉的方式安装，分段固定。
64.②
中埋式止水带平行于剪力墙竖向钢筋安装，不留接头，与底板变形缝为同一条止水带。
65.③
顶板的变形缝止水带横向安装，留两个接头，与底板和侧墙变形缝止水带连接。
66.中埋式橡胶止水带的连接工艺流程为：
67.材料准备
→
打磨接头
→
吹扫干净
→
涂刷胶水
→
晾晒10分钟
→
粘合施压
→
钢边两侧钻孔铆钉
→
端头打玻璃胶密封
→
验收。
68.橡胶止水带的连接操作时要求：
69.②
磨平后，必须用干净棉布擦净，并用吹风机进行辅助吹扫。
70.②
涂刷胶水厚度控制在0.08-0.15mm，胶总量为200-300g/
㎡
，本发明采用薄胶层的设计方式，缺陷少，收缩小，粘接强度越高，解决了厚胶层易引起不干透、粘不牢、起泡等问题。
71.③
涂胶后进行晾置10分钟，以让溶剂挥发干净，增大粘度，促进固化，待胶层呈干膜状时立即粘合。解决了现有技术中立即叠合，胶层发粘或产生气泡，导致粘接质量下降。或者晾置时间太长，胶层失去粘性，影响粘接强度的技术问题。
72.④
粘合时一次性对准位置，不可来回错动，粘合后适当按压，锤压或滚压，以赶走
空气，密实胶层，提高粘结质量。
73.⑤
接头搭接粘合有效长度不小于300mm，两侧钢边打两排铆钉固定，钢边内侧在锚固前打玻璃胶在咬合面上，然后铆接，周边再用玻璃胶封口。
74.底板橡胶止水带安装工艺流程为：
75.清理基层
→
变形缝处内侧支架钢筋安装
→
内侧下层木模板支架安装固定
→
安装橡胶止水带
→
内侧上层木模板支架安装固定
→
混凝土浇筑及养护。
76.操作要点及技术要求：
77.①
清理基层：将混凝土碎屑、焊渣等垃圾清理干净。
78.②
木模板支架安装固定利用枕梁钢筋锚爪做支撑。
79.③
为保证橡胶止水带安装横平竖直，在距止水带两侧钢边边缘10mm的位置以1m的间距打孔，用铁丝与钢筋进行固定。
80.③
底板及外侧墙变形缝止水带不得留置接头。
81.④
侧墙变形缝橡胶止水带必须与底板变形缝有效连接。
82.侧墙橡胶止水带安装工艺流程为：
83.变形缝处内侧支架钢筋安装
→
安装止水带
→
外侧木模板支架安装固定
→
混凝土浇筑。
84.操作要点及技术要求：
85.止水带竖向垂直度控制：中间侧墙止水带提前计算好长度，量测出搭接位置，预先用铁丝固定于钢筋上。避免止水带中间褶皱，凸凹不平。
86.顶板橡胶止水带安装工艺流程：
87.变形缝处内侧支架钢筋安装
→
安装橡胶止水带
→
外侧木模板支架安装固定
→
混凝土浇筑。
88.操作要点及技术要求：
89.①
顶板变形缝止水带只能留置2个接头，分别位于顶板距外墙边1m位置。
90.②
提前计算好侧墙止水带与顶板止水带连接位置，并对顶板止水带进行打磨、吹扫。
91.外贴式橡胶止水带
92.底板止水带的安装：在混凝土垫层上沿两条止水带外侧向外扩展各200mm，其间粘贴3mm厚的三元乙丙橡胶防水卷材(粘贴于垫层之上，要牢固)，然后再将橡胶止水带与其用401防水胶粘贴牢固。
93.侧墙止水带的安装：外墙需安装止水带的部位，应在止水带背面配30mm厚木模板，木模板的宽度和长度应满足止水带安装的要求，木模板应与地下室外墙整体模板(钢模、竹模等)连接成一体，以防浇筑混凝土时木模板移位、漏浆，失去止水作用。同时用双帽钉将外贴式橡胶止水带与木模板固定(将双帽钉钉在止水带两侧最边缘部位，每隔200mm钉双帽钉一个)。安装好的止水带应平整，无下垂现象。此部位在浇筑混凝土后，混凝土强度达到设计强度的80％以上方可拆模，拆摸后再粘贴卷材防水层。
94.4)混凝土浇筑及振捣
95.一次性浇筑混凝土，混凝土采用商品混凝土。混凝土应按照设计要求严格控制塌落度，一般为30～50mm为宜。混凝土现场浇注采用混凝土泵车进行布料机动性好，移动方便
可将混凝土直接准确的送至浇筑位置。采用电动软轴插入式振捣器。混凝土的浇筑应自下而上，先浇筑底板后浇筑侧(中)墙再浇筑顶板。底板浇筑应按电力沟宽度由低处向高处分层浇筑振捣，视厚度一般分两层匀速、连续进行，不得留施工缝。侧(中)墙是混凝土浇筑的重点，侧墙浇筑应按先外墙后中墙再另一侧墙的顺序分层进行。分层厚度视振动器的作用长度而定，一般为500mm。振捣应定人定位按层有序进行，避免漏振。浇筑速度均匀不宜过快，上一层混凝土应在下一层混凝土振捣完成稍微沉淀后进行浇筑，视塌落度大小和墙高必要时中间进行停顿，但不宜过久。为保证结构整体性，上一层混凝土的浇筑应在下一层混凝土初凝前进行。侧墙混凝土浇筑完成后紧接着浇筑顶板。浇筑方法与地板类同。混凝土浇筑、振捣、收面完成后进行覆盖养护。待达到拆模强度后拆出模板和支架。在将地板上的钢管支撑孔用同强度的防水混凝土填补，防止渗水。砼浇筑完后12h(气温较低时可延长)内即加以养护，平面混凝土安排专人采用覆盖塑料薄膜或土工布洒水的方法进行养护，立面混凝土采用喷洒水或养护剂进行养护，养护时间根据气温确定，一般不少于7个昼夜。
96.5)基坑回填
97.基坑回填采用挖机回填，人工配合机械分层对称回填夯实、压路机压实。回填时为保证机械或机具碰撞防水保护层，结构顶板上500mm回填厚度内及管线周围应用人工使用小型机具夯填，夯与夯之间重叠不小于1/3夯底宽度。
98.(1)采用3％水泥石屑回填至电力沟顶板以上500mm，回填施工应均匀对称进行，并分层夯实。
99.(2)人工夯实每层厚度不宜大于250mm，机械夯实每层厚度不宜大于300mm，并应防止损伤防水层。
100.本发明从施工过程，一次性浇筑将钢筋、模板、混凝土三个分项工程从八个施工过程压缩为四个施工过程，中间又减少了一个技术间歇时间(两次浇筑中底板砼养护和拆模时间)，便于施工组织、管理，又节约了工期。一次性浇筑钢筋的加工、绑扎，减少了钢筋接头处理，减少了工作量，节约了钢材。模板按照整块墙体尺寸加工成大板，便于安装和拆除，提高了周转利用率。模板安装中又减少了水平施工缝的处理，减少了工程量，节约了止水带和人工费，提高了施工效率。从工程质量上看，一次性浇筑墙体采用大模板不留施工缝，提高了电力沟混凝土结构的观感质量，防透、渗水能力，加强了结构的整体性。因此，一次性浇筑方案提高了工程质量、节约了投资、缩短了工期，值得推广。
101.具体施工流程为：
①
垫层 防水及保护层
→②
绑扎钢筋
→③
安装模板
→④
浇筑混凝土
→⑤
养护拆模。
102.本发明由原来的两次绑扎钢筋，两次支模，两次浇筑混凝土，全部简化为一次。使用材料主要为：木模或大竹胶板、50
×
80mm方木拼条、止水对拉螺栓、新型伸缩式模架、大理石垫块、abs管(主要用于钢管支架在底板范围内做支撑时，套在支架底部，便于拆除)混凝土、塑料薄膜(养护使用)、电动软轴插入式振捣器等。
103.以上申请的仅为本技术的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术创造构思的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些都属于本技术的保护范围。