CN105298111B - 明洞隧道衬砌施工模板及其施工装置、方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种明洞隧道衬砌施工模板及其施工装置、方法，施工模板包括内模板和外模板，外模板包括对称的、结构相同的第一块外模板和第二块外模板，第一块外模板设置在将要施工的衬砌一侧，第二块外模板对称的设置在将要施工的衬砌另一侧；第一块外模板和第二块外模板均为整体结构；两块外模板的底部均支撑在一支撑装置上，并通过固定装置进行固定，顶部之间通过连接装置连接形成外模板。施工装置还包括龙门吊，施工方法采用龙门吊配合两条线上的外模板交替进行施工，使两条线的衬砌同步向前推进。本发明减轻了模板自重，防水性能好。加快模板的安装拆卸时间，使施工形成错位开工、同步推进的流水节拍，提高效率，并减少场地限制的影响。

Description

明洞隧道衬砌施工模板及其施工装置、方法

技术领域

本发明是关于一种明洞隧道衬砌施工的装置及方法，尤其涉及一种明洞隧道衬砌施工模板及其施工装置、方法。

背景技术

明洞衬砌施工中，模板较为重要，它的选择直接影响施工工期。明洞衬砌的内模板通常采用常规台车。常见的明洞衬砌外模板有两种方案，一种为内模板与外模板之间采用对拉螺杆连接的外模板。这种外模板采用小型木模或钢木拼接而成，并采用对拉螺杆将内外模板进行加固。由于内外模板间采用对拉螺杆，衬砌上有对拉螺杆预留孔，会大大降低衬砌的防水性能。一般建设单位不会允许采用此方法，若采用止水螺杆，又会较大提高施工成本。外模板由人工或汽车吊安装拆卸，外模采用小型木模或钢木拼接，需要较多人工和时间完成。

另一种为门架台车外模板，采用轨道门架下设置液压油泵定位的外模形式，一般由三块至四块拼成单洞整体外模板，门架由自走电机移动。外模板安装时需多次调整设备，外模模板为门架，门架外轮廓线距离衬砌外轮廓线接近1.1米，该外模板用于两条平行的上线、下线明洞隧道衬砌的施工时，若上线、下线明洞隧道衬砌的最近距离小于1.1米时，就不能使用这种形式的外模板；若上线、下线明洞隧道衬砌的最近距离大于1.1米而小于2.2米时，虽然可以在一条线上单独使用，但是两幅衬砌同时使用这种形式的外模板就会互相干扰。这种外模板用钢量较大，并有液压调控设备和电力自走设备，整体成本高。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种明洞隧道衬砌施工模板及其施工装置、方法，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种明洞隧道衬砌施工模板及其施工装置、方法，模板连接方便，减轻模板自重，节约成本，且防水性能好。

本发明的另一目的在于提供一种明洞隧道衬砌施工模板及其施工装置、方法，提高明洞衬砌施工效率，减少受施工场地限制的影响。

本发明的目的是这样实现的，一种明洞隧道衬砌施工模板，包括内模板和外模板，所述外模板包括对称的、结构相同的第一块外模板和第二块外模板，所述第一块外模板设置在将要施工的衬砌一侧，所述第二块外模板对称的设置在将要施工的衬砌另一侧；所述第一块外模板和第二块外模板均为整体结构；

所述第一块外模板的底部和第二块外模板的底部均支撑在一支撑装置上，并通过固定装置进行固定，所述第一块外模板的顶部和第二块外模板的顶部相对并间隔有一定距离，所述第一块外模板的顶部和第二块外模板的顶部之间通过连接装置连接形成所述外模板。

在本发明的一较佳实施方式中，固定装置包括顶杆和预埋钢筋；将要施工的衬砌两侧分别设有矮边墙；所述预埋钢筋分别埋设在每侧的所述矮边墙内，所述预埋钢筋的一端从所述矮边墙的墙体内水平向外侧伸出；

所述第一块外模板下部及第二块外模板下部均设有能使所述预埋钢筋穿过的预留孔；所述第一块外模板下部的预留孔套在水平伸出的所述预埋钢筋上，所述第一块外模板下部贴靠在该侧的所述矮边墙外侧；所述顶杆一端抵靠在所述第一块外模板下部的外侧，所述顶杆另一端抵靠在一固定物体上，将所述第一块外模板下部压紧在所述矮边墙外侧；所述第二块外模板下部的固定结构与所述第一块外模板下部的固定结构相同。

在本发明的一较佳实施方式中，连接装置为对拉丝杆，所述对拉丝杆两端分别固定在第一块外模板顶部和第二块外模板顶部。

在本发明的一较佳实施方式中，第一块外模板朝向将要施工的衬砌的一侧为内侧，从所述第一块外模板的内侧至外侧依次为面板、纵向桁架、横向桁架和纵檩；所述面板的形状与将要施工的衬砌的形状一致。

在本发明的一较佳实施方式中，面板上部为半拱形；所述纵向桁架包括多根纵向杆，每根纵向杆沿着纵向固定在所述面板上，多根纵向杆沿着所述面板的弧度方向均匀的间隔设置；

所述横向桁架包括多根横向杆，每根横向杆的弧度与所述面板相同，每根横向杆沿着所述面板的弧度方向固定在所述纵向杆上，多根横向杆沿着纵向均匀的间隔设置；

所述纵檩有多根，每根纵檩沿着纵向固定在所述横向杆上，多根纵檩沿着所述面板的弧度方向均匀的间隔设置。

在本发明的一较佳实施方式中，面板采用Q235钢板，钢板厚度8mm；所述纵向杆采用10cm×15cm的型钢，所述纵向杆焊接在所述面板上；所述横向杆采用I 16工字钢，所述横向杆焊接在所述纵向杆上；所述纵檩采用I20工字钢，所述纵檩焊接在所述横向杆上。

在本发明的一较佳实施方式中，面板的弧度的半径为6030mm；所述矮边墙由钢筋混凝土浇筑，所述矮边墙高700mm、宽680mm；所述第一块外模板的顶部和第二块外模板的顶部之间水平距离为2m。

在本发明的一较佳实施方式中，第一块外模板和第二块外模板上开有工作窗口，所述第一块外模板的底部和第二块外模板的底部均支撑在所述千斤顶上。

本发明的目的还可以这样实现，一种明洞隧道衬砌施工装置，所述衬砌施工装置包括上述的施工模板，还包括对所述第一块外模板和第二块外模板辅助进行安装、移动和拆卸的龙门吊；所述龙门吊跨设在将要施工的衬砌两侧。

本发明的目的还可以这样实现，一种采用上述施工装置的施工方法，用于两条平行的上线、下线明洞隧道衬砌的施工，将所述龙门吊跨设在两条将要施工的衬砌两侧，采用所述龙门吊配合两条线上的所述外模板交替进行施工，使两条线的衬砌同步向前推进。

在本发明的一较佳实施方式中，施工方法包括以下步骤：

S1、利用所述龙门吊在第一条线上安装好所述外模板后，进行混凝土施工；

S2、移动所述龙门吊到第二条线上安装第二条线的所述外模板，安装好后进行混凝土施工；

S3、移动所述龙门吊到第一条线上，拆卸所述外模板后，将所述外模板移动到新的施工位置，安装好所述外模板后进行混凝土施工；

S4、移动所述龙门吊到第二条线上，拆卸所述外模板后，将所述外模板移动到新的施工位置，安装好所述外模板后进行混凝土施工；

如此循环重复进行施工，使两条线上的衬砌同步向前推进。

由上所述，本发明的明洞隧道衬砌施工模板及其施工装置、方法，减轻了模板自重并节约成本，防水性能好。将衬砌外模板(一侧)由龙门吊整体吊运，大大加快了模板的安装拆卸时间。采用对拉丝杠连接两侧外模板，便于工人操作，大大加快了明洞衬砌施工效率。部分明洞隧道上下线两幅衬砌距离较近，使用龙门吊可同时吊运两幅衬砌模板，使施工形成错位开工、同步推进的流水节拍，提高效率，并减少场地限制的影响。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1：为本发明的隧道衬砌施工模板的结构示意图。

图2：为本发明中模板底部与矮边墙连接结构示意图。

图3：为本发明中外模板顶部的连接结构示意图。

图4：为本发明中其中一块外模板的结构示意图。

图5：为图4中I-I截面的剖视图。

图6：为本发明的明洞隧道衬砌施工装置的示意图。

图7：为本发明的施工方法流程图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本发明提供了一种明洞隧道衬砌施工模板100，包括内模板20和外模板10，内模板20采用的是常规的内模台车21，为常规施工工艺。外模板10架设在内模板20外部，在内模板20和外模板10之间是将要施工的衬砌a。该外模板10采用的是整体式无拉杆外模板10，整体式外模板10是指：明洞衬砌a(一侧)的外模板10为一整块模板，施工过程中不用进行拼接安装的一种模板。无拉杆模板是指：明洞衬砌a的内模板20和外模板10之间不采用对拉螺杆进行加固的一种模板。本发明的外模板10分为对称的、结构相同的第一块外模板101和第二块外模板102，第一块外模板101设置在将要施工的衬砌a一侧，第二块外模板102对称的设置在将要施工的衬砌a另一侧；第一块外模板101和第二块外模板102均为整体结构。

其中，第一块外模板101的底部和第二块外模板102的底部均支撑在一支撑装置上，并通过固定装置进行固定，第一块外模板101的顶部和第二块外模板102的顶部相对并间隔有一定距离，第一块外模板101的顶部和第二块外模板102的顶部之间通过连接装置连接形成外模板10。

本发明的外模板10由于采用两块整体结构的外模板10，两块整体结构的外模板10在顶部通过连接装置连接组成整个外模板10，外模板10连接方便，减轻模板自重，节约成本，且没有了内外模板10之间采用对拉丝杠造成的衬砌a预留孔孔，防水性能好。

作为本发明的一个具体实施例，如图2所示，固定装置包括顶杆30和预埋钢筋(图中未示出)；衬砌a构成一个拱形结构，将要施工的衬砌a两侧分别设有矮边墙40，矮边墙40沿着衬砌a的走向设置，由钢筋混凝土浇筑，施工后的衬砌a连接在矮边墙40上面。预埋钢筋分别埋设在每侧的矮边墙40内，预埋钢筋的一端从矮边墙40的墙体内水平向墙体的外侧伸出。矮边墙40外侧是指朝向衬砌a所形成的隧道的外侧方向。

相应的，第一块外模板101下部及第二块外模板102下部均设有能使预埋钢筋穿过的预留孔(图中未示出)；第一块外模板101下部的预留孔套在水平伸出的预埋钢筋上，第一块外模板101下部贴靠在该侧的矮边墙40外侧；预留孔套在水平伸出的预埋钢筋上防止第一块外模板101在施工时发生上浮。内模板20抵靠在矮边墙40内侧。顶杆30一端抵靠在第一块外模板101下部的外侧，顶杆30另一端抵靠在一固定物体上，固定物体可以是地面或其它固定在地面的物体，将第一块外模板101下部压紧在矮边墙40外侧。第二块外模板102下部的固定方式与第一块外模板101下部的固定方式相同。

进一步，如图3所示，连接装置为对拉丝杆50，对拉丝杆50是现有技术，通过旋转套在丝杆上的套筒使两个端部伸长或缩短，对拉丝杆50两端分别固定在第一块外模板101顶部和第二块外模板102顶部，对拉丝杆50位于第一块外模板101顶部和第二块外模板102顶部之间，通过旋转套筒使两端距离缩短进行拉紧。

进一步，如图4和图5所示，第一块外模板101朝向将要施工的衬砌a的一侧为内侧，从第一块外模板101的内侧至外侧依次为面板11、纵向桁架、横向桁架和纵檩14，形成一块整体结构。面板11的形状与将要施工的衬砌a的形状一致。具体的，面板11的顶部为半拱形形成衬砌a弧形拱顶，在下部还有一段直线部形成衬砌a的直墙a1，下部直墙a1高1700mm，面板11的弧度的半径为6030mm；钢筋混凝土浇筑的矮边墙高700mm、宽680mm；第一块外模板101的顶部和第二块外模板102的顶部之间水平距离为2m，两块外模板101、102的顶部之间采用7根2m长的对拉丝杠连接。纵向桁架包括多根纵向杆12，每根纵向杆12沿着纵向固定在面板11上(纵向是指沿着衬砌a走向的方向，如图4中水平箭头的指向)，多根纵向杆12沿着面板11的弧度方向(如图4中竖直箭头的指向)均匀的间隔设置。

横向桁架包括多根横向杆13，每根横向杆13的弧度与面板11相同，每根横向杆13沿着面板11的弧度方向固定在纵向杆12上，多根横向杆13沿着纵向均匀的间隔设置。

纵檩14设有多根，每根纵檩14沿着纵向固定在横向杆13上(即每根纵檩14的延伸方向与纵向杆12的延伸方向平行)，多根纵檩14沿着面板11的弧度方向均匀的间隔设置。面板11采用Q235钢板，钢板厚度8mm；纵向杆12采用10cm×15cm的型钢，纵向杆12焊接在面板11上；横向杆13采用I 16工字钢，横向杆13焊接在纵向杆12上；纵檩14采用I20工字钢，纵檩14焊接在横向杆13上。单块外模板沿纵向长度为9m，重量为13.5吨。上述外模板10的结构较好的满足了模板的整体性和稳定性要求。第一块外模板和第二块外模板上还开有工作窗口15，支撑装置可以采用50t的千斤顶60。

本发明还提供了一种明洞隧道衬砌施工装置200，如图6所示，包括上述的本发明施工模板100，还包括龙门吊201，龙门吊201跨设在将要施工的衬砌a两侧，对第一块外模板101和第二块外模板102辅助进行安装、移动和拆卸。

本发明的衬砌施工装置200取消了门架台车的门架、液压调整设备和自走设备，采用龙门吊201来吊运整体式模板，提高了模板的安装拆卸效率，并且不受场地限制。

本发明又提供了一种采用以上施工装置200的施工方法，如图6所示，该施工方法用于两条平行的上线、下线明洞隧道衬砌a的施工，特别是当上线、下线明洞隧道衬砌a的最近距离小于1.1米时更能体现出优势。上线、下线明洞隧道衬砌a的走向平行，施工完成后形成两个平行的明洞隧道。该方法是将龙门吊201跨设在两条将要施工的衬砌a两侧，采用龙门吊201配合两条线上的外模板10交替进行施工，使两条线的衬砌a同步向前推进。包括以下步骤：

S1、利用龙门吊201在第一条线上安装好外模板10后，进行混凝土施工；

S2、移动龙门吊201到第二条线上安装第二条线的外模板10，安装好后进行混凝土施工；

S3、移动龙门吊201到第一条线上，拆卸外模板10后，将外模板10移动到新的施工位置，安装好外模板10后进行混凝土施工；

S4、移动龙门吊201到第二条线上，拆卸外模板10后，将外模板10移动到新的施工位置，安装好外模板10后进行混凝土施工；

如此循环重复进行施工，使两条线上的衬砌a同步向前推进。

具体的施工流程请参见图7所示。

本发明的施工方法采用龙门吊201同时控制上线和下线衬砌a的施工，保证上下线衬砌a施工形成错位开工，同步推进的流水节拍，最大程度缩短了施工工期。用龙门吊201吊运外模板10，将模板移动安装系统与模板分离，提高了龙门吊201利用的灵活性。将传统的3～4片大型钢外模板由液压油泵操控定位的施工工艺，改为两块半拱形模板由龙门吊201吊运、拼装的施工工艺，使模板安装更灵活、易操作。

由上所述，本发明的明洞隧道衬砌施工模板及其施工装置、方法，减轻了模板自重并节约成本，防水性能好。将衬砌外模板(一侧)由龙门吊整体吊运，大大加快了模板的安装拆卸时间。采用对拉丝杠连接两侧外模板，便于工人操作，大大加快了明洞衬砌施工效率。部分明洞隧道上下线两幅衬砌距离较近，使用龙门吊可同时吊运两幅衬砌模板，使施工形成错位开工、同步推进的流水节拍，提高效率，并减少场地限制的影响。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (8)

1.一种明洞隧道衬砌施工模板，包括内模板和外模板，其特征在于，所述外模板包括对称的、结构相同的第一块外模板和第二块外模板，所述第一块外模板设置在将要施工的衬砌一侧，所述第二块外模板对称的设置在将要施工的衬砌另一侧；所述第一块外模板和第二块外模板均为整体结构；

所述第一块外模板的底部和第二块外模板的底部均支撑在一支撑装置上，并通过固定装置进行固定，所述第一块外模板的顶部和第二块外模板的顶部相对并间隔有一定距离，所述第一块外模板的顶部和第二块外模板的顶部之间通过连接装置连接形成所述外模板；所述固定装置包括顶杆和预埋钢筋；将要施工的衬砌两侧分别设有矮边墙；所述预埋钢筋分别埋设在每侧的所述矮边墙内，所述预埋钢筋的一端从所述矮边墙的墙体内水平向外侧伸出；所述第一块外模板下部及第二块外模板下部均设有能使所述预埋钢筋穿过的预留孔；所述第一块外模板下部的预留孔套在水平伸出的所述预埋钢筋上，所述第一块外模板下部贴靠在该侧的所述矮边墙外侧；所述顶杆一端抵靠在所述第一块外模板下部的外侧，所述顶杆另一端抵靠在一固定物体上，将所述第一块外模板下部压紧在所述矮边墙外侧；所述第二块外模板下部的固定结构与所述第一块外模板下部的固定结构相同；

所述第一块外模板朝向将要施工的衬砌的一侧为内侧，从所述第一块外模板的内侧至外侧依次为面板、纵向桁架、横向桁架和纵檩；所述面板的形状与将要施工的衬砌的形状一致；所述面板上部为半拱形；所述纵向桁架包括多根纵向杆，每根纵向杆沿着纵向固定在所述面板上，多根纵向杆沿着所述面板的弧度方向均匀的间隔设置；

所述横向桁架包括多根横向杆，每根横向杆的弧度与所述面板相同，每根横向杆沿着所述面板的弧度方向固定在所述纵向杆上，多根横向杆沿着纵向均匀的间隔设置；

所述纵檩有多根，每根纵檩沿着纵向固定在所述横向杆上，多根纵檩沿着所述面板的弧度方向均匀的间隔设置。

2.如权利要求1所述的明洞隧道衬砌施工模板，其特征在于，所述连接装置为对拉丝杆，所述对拉丝杆两端分别固定在第一块外模板顶部和第二块外模板顶部。

3.如权利要求2所述的明洞隧道衬砌施工模板，其特征在于，所述面板采用Q235钢板，钢板厚度8mm；所述纵向杆采用10cm×15cm的型钢，所述纵向杆焊接在所述面板上；所述横向杆采用I16工字钢，所述横向杆焊接在所述纵向杆上；所述纵檩采用I20工字钢，所述纵檩焊接在所述横向杆上。

4.如权利要求3所述的明洞隧道衬砌施工模板，其特征在于，所述面板的弧度的半径为6030mm；所述矮边墙由钢筋混凝土浇筑，所述矮边墙高700mm、宽680mm；所述第一块外模板的顶部和第二块外模板的顶部之间水平距离为2m。

5.如权利要求1至4中任一项所述的明洞隧道衬砌施工模板，其特征在于，所述第一块外模板和第二块外模板上开有工作窗口，所述第一块外模板的底部和第二块外模板的底部均支撑在千斤顶上。

6.一种明洞隧道衬砌施工装置，其特征在于，所述衬砌施工装置包括如权利要求1至5中任一项所述的施工模板，还包括对所述第一块外模板和第二块外模板辅助进行安装、移动和拆卸的龙门吊；所述龙门吊跨设在将要施工的衬砌两侧。

7.一种采用如权利要求6所述的施工装置的施工方法，用于两条平行的上线、下线明洞隧道衬砌的施工，其特征在于，将所述龙门吊跨设在两条将要施工的衬砌两侧，采用所述龙门吊配合两条线上的所述外模板交替进行施工，使两条线的衬砌同步向前推进。

8.如权利要求7所述的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、利用所述龙门吊在第一条线上安装好所述外模板后，进行混凝土施工；

S2、移动所述龙门吊到第二条线上安装第二条线的所述外模板，安装好后进行混凝土施工；

S3、移动所述龙门吊到第一条线上，拆卸所述外模板后，将所述外模板移动到新的施工位置，安装好所述外模板后进行混凝土施工；

S4、移动所述龙门吊到第二条线上，拆卸所述外模板后，将所述外模板移动到新的施工位置，安装好所述外模板后进行混凝土施工；

如此循环重复进行施工，使两条线上的衬砌同步向前推进。