CN106193118B - 明挖隧道主体结构高大侧墙单侧立模及其施工工艺 - Google Patents
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Abstract
明挖隧道主体结构高大侧墙单侧立模及其施工工艺，包括直角三角形的型钢三角桁架，型钢三角桁架的底部一侧倾斜设置预埋地脚螺栓，型钢三角桁架上设置数个压梁槽钢，型钢三角桁架的直角边长边外侧安装模板，型钢三角桁架与模板之间设置数个连接装置，连接装置的一端位于型钢三角桁架一侧的模板内部，型钢三角桁架的斜边上沿长度方向安装横向连接钢管，型钢三角桁架上部安装操作平台。本发明利用型钢三角桁架和预埋件作为模板的支撑系统，可进行单侧立模且支架稳定性能高、防水性能好，钢管用量少且拆装方便，能够为隧道高大侧墙模板提供足够的抗侧移及抗浮力，既提高了模板的施工精度，又大大提高了施工效率及工程进度。
Description
技术领域
本发明涉及及明挖隧道主体结构侧墙及其施工工艺，具体地说是 明挖隧道主体结构高大侧墙单侧立模及其施工工艺。
背景技术
在工程用地日趋紧张的前提下，基坑工程向着深、大、近的方向发展，随之而来的是垂直支护的形式越来越频繁的被应用到施工中，由于操作空间狭窄，明挖隧道主体结构侧墙的施工采用双侧支模无法实现，必须采用单侧支模。
传统的单侧支模工艺是采用钢管搭设排架作为模板的支撑体系，通过近年来一系列的工程应用可以发现其具有较大的弊端：①现阶段我国基础设施建设具有工期短、工程任务重、施工线路长的特点，而传统单侧立模工艺使用的钢管数量大，搭设周期长，拆卸工作量较大，严重影响到侧墙的施工效率，难以满足工程实际对于工期的要求；②由于侧墙体积较大，混凝土灌注过程中侧向压力及上浮力极大，而传统钢管排架单侧立模技术一次支模高度较低，极易出现模板上浮、胀模的现象，导致混凝土墙面平整度、垂直度等出现缺陷，影响工程质量与工程形象；③受其自身结构形式的影响，传统单侧立模技术需要对拉螺栓，对拉螺栓的施作会对主体结构侧墙的防水性能带来较大的影响，造成防水隐患，施工质量难以保证。对于高度较大墙体支模，传统单侧支模工艺施工难度更大。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种提供一种可进行单侧立模且支架稳定性能高、防水性能好、施工效率高的明挖隧道主体结构高大侧墙单侧立模及其施工工艺。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：明挖隧道主体结构高大侧墙单侧立模，包括直角三角形的型钢三角桁架，型钢三角桁架的底部一侧倾斜设置预埋地脚螺栓，型钢三角桁架上设置数个压梁槽钢，型钢三角桁架的直角边长边外侧安装模板，型钢三角桁架与模板之间设置数个连接装置，连接装置的一端位于型钢三角桁架一侧的模板内部，型钢三角桁架的斜边上沿长度方向安装横向连接钢管，型钢三角桁架上部安装操作平台，型钢三角桁架底部设置螺杆，螺杆上配合设置开设内螺纹的套筒，套筒上设置固定板，固定板上开设固定孔，固定孔内装有限位销，限位销的下端为半球形，限位销的上端设有限位块，限位块的下端固定连接弹簧的一端，弹簧的另一端固定连接固定板，型钢三角桁架上安装环形的限位板，限位板上开设数个限位孔，限位孔与限位销相配合。
为进一步实现本发明的目的，还可以采用以下技术方案：所述的预埋地脚螺栓上部设置连接管，连接管设置内螺纹，连接管安装在型钢三角桁架上，连接管下部与预埋地脚螺栓配合连接，连接管上部配合安装螺栓；所述的连接装置有连接爪，连接爪一端位于模板内，连接爪另一端与型钢三角桁架连接，连接爪两侧分别安装两个L形的背楞，其中两个背楞与模板连接，另外两个背楞与型钢三角桁架连接；所述的模板内设置两个倾斜的L形连杆，连杆的短端与连接爪端面相触，连杆的长端分别与对应的背楞连接；所述的型钢三角桁架内设置模板扣件，模板扣件一端连接两个L形的连接件，其中一个连接件的内侧侧壁与背楞的外侧侧壁连接，另一个连接件的内侧侧壁与背楞的上部连接，模板扣件上设置垫片，垫片与型钢三角桁架相触，垫片上安装数个蝶形螺母；明挖隧道主体结构高大侧墙单侧立模的施工工艺，包括以下步骤：
步骤1：安装预埋地脚螺栓；
步骤2：安装模板；
步骤3：安装型钢三角桁架，穿插压梁槽钢，并安装横向连接钢管；
步骤4：用连接装置将模板和型钢三角桁架连成整体，并在操作平台安装完成后对受力系统进行检查、紧固，而后进行侧墙混凝土灌注；
步骤5：拆除模板及型钢三角桁架。步骤3中压梁槽钢的安装分为两种情况：当墙体段为直面时，需在每安装5-6榀所述型钢三角桁架后穿插压梁槽钢，但当底板有反梁时，需根据实际情况确定；当墙体段为弧形时，每安装1榀型钢三角桁架，就应安装压梁槽钢；步骤4中预先调节型钢三角桁架，直至模板面板上口向墙内倾约10mm。
本发明的优点在于：本发明利用型钢三角桁架和预埋件作为模板的支撑系统，可进行单侧立模且支架稳定性能高、防水性能好，钢管用量少且拆装方便，能够为隧道高大侧墙模板提供足够的抗侧移及抗浮力，既提高了模板的施工精度，又大大提高了施工效率及工程进度。
附图说明
图1是本发明结构示意图；图2是图1的Ⅰ部放大图；图3是图1的Ⅱ部放大图；图4是图1的Ⅲ部放大图；图5是本发明施工步骤1示意图；图6是本发明施工步骤2示意图；图7是本发明施工步骤3示意图；图8是本发明施工步骤4示意图。
附图标记：1型钢三角桁架 2预埋地脚螺栓 3螺杆 4操作平台 6背楞 7模板 8支撑钢管 9压梁槽钢 10横向连接钢管 11模板扣件 12蝶形螺母 13垫片 14连接爪 15限位板 16套筒 17固定板 18固定孔 19限位销 20限位孔 21限位块 22弹簧。
具体实施方式
明挖隧道主体结构高大侧墙单侧立模，如图1所示，包括直角三角形的型钢三角桁架1，型钢三角桁架1的底部一侧倾斜设置预埋地脚螺栓2，型钢三角桁架1上设置数个压梁槽钢9，型钢三角桁架1的直角边长边外侧安装模板7，型钢三角桁架1与模板7之间设置数个连接装置，连接装置的一端位于型钢三角桁架1一侧的模板7内部，型钢三角桁架1的斜边上沿长度方向安装横向连接钢管10，型钢三角桁架1上部安装操作平台4。这种结构采用型钢三角桁架1和预埋地脚螺栓2对模板7进行单侧支撑，使用的钢管数量小，搭设周期短，拆卸工作量较小，侧墙的施工效率高，能够满足工程实际对于工期的要求；这种结构通过预埋地脚螺栓2对型钢三角桁架1和模板7进行固定并提供支撑力，避免混凝土灌注过程中，模板7受侧向压力及上浮力影响，出现模板上浮、胀模的现象，防止混凝土墙面平整度、垂直度等出现缺陷，工程质量高；这种结构使用连接装置对模板7和型钢三角桁架1进行连接，而连接装置的一端位于型钢三角桁架1一侧的模板7内部，使模板7不需要对拉螺栓，模板7的灌注混凝土的一侧无孔洞，避免对主体结构侧墙的防水性能带来影响，防止造成防水隐患，能够保证施工质量。所述型钢三角桁架1由标准节和加高节组成，以应对不同的侧墙高度。操作平台4能够供施工人员进行混凝土灌注。型钢三角桁架1底部设置螺杆3，螺杆3上配合设置开设内螺纹的套筒16，套筒16上设置固定板17，固定板17上开设固定孔18，固定孔18内装有限位销19，限位销19的下端为半球形，限位销19的上端设有限位块21，限位块21的下端固定连接弹簧22的一端，弹簧22的另一端固定连接固定板17，型钢三角桁架1上安装环形的限位板15，限位板15上开设数个限位孔20，限位孔20与限位销19相配合。螺杆3的下端与固定在地面上的附加件螺纹连接，这种结构能够通过螺杆3将型钢三角桁架1固定稳固，从而将模板7固定，避免混凝土灌注过程中，模板7受侧向压力及上浮力影响，出现模板7上浮、胀模的现象，防止混凝土墙面平整度、垂直度等出现缺陷，提高工程质量与工程形象。为当套筒16拧紧到设定位置时，限位销19下端的半球形部位完全进入限位孔20，此时无法转动套筒16,从而表示套筒16到达预定位置，到达预定位置后，限位销19在自身重力作用下，其下端一直位于限位孔20内，左右晃动或拧动套筒16均无法使限位销19脱离限位孔20，防止套筒16与螺杆3出现松动。当套筒16未拧紧到设定位置时，限位销19的半球形下端未能完全进入限位孔20，限位销19的半球形下端可以沿限位孔20的上沿滑动，此时仍可以转动套筒16，从而表示套筒16未拧紧到达预定位置。弹簧22的弹力保证了限位销19与限位板15的相对位置和限位销19能够在套筒16未到达设定位置时从限位孔19中脱离。当需要拆卸套筒16时，需要手动提起限位销19至下端脱离限位孔20，然后转动套筒16。限位块21的宽度或直径大于固定孔18的宽度或直径，固定孔18可以为多个，多个固定孔18沿周向分布在固定板17上。数个限位孔20沿周向分布在限位板15上。
如图2所示，所述的预埋地脚螺栓2上部设置连接管，连接管设置内螺纹，连接管安装在型钢三角桁架1上，连接管下部与预埋地脚螺栓2配合连接，连接管上部配合安装螺栓。这种结构通过固定在型钢三角桁架1上的连接管，可以方便与预埋地脚螺栓2的安装和拆除，并使型钢三角桁架1与预埋地脚螺栓2固定牢固。连接管上部配合安装螺栓，这种结构通过螺栓在连接管内对预埋地脚螺栓2进行固定和限位。
如图3所示，所述的连接装置可以由涨紧螺栓构成，也可以有连接爪14，连接爪14一端位于模板7内，连接爪14另一端与型钢三角桁架1连接，连接爪14两侧分别安装两个L形的背楞6，其中两个背楞6与模板7连接，另外两个背楞6与型钢三角桁架1连接。连接爪14由两个大小不同的长方体组成，连接爪14宽度大的一端位于模板7内，连接爪14宽度小的一端与型钢三角桁架1连接。这种结构使连接爪14的大头端位于模板7内，不易脱出，型钢三角桁架1与模板7通过背楞6和连接爪14连接，固定紧密，并且方便安装和拆卸。
所述的模板7内设置两个倾斜的L形连杆，连杆的短端与连接爪14端面相触，连杆的长端分别与对应的背楞6连接。连杆的长端开设外螺纹并配合安装螺母，螺母与对应的背楞6相触，这种结构能够使模板7与连接爪14连接紧密。
所述的型钢三角桁架1内设置模板扣件11，模板扣件11一端连接两个L形的连接件，其中一个连接件的内侧侧壁与背楞6的外侧侧壁连接，另一个连接件的内侧侧壁与背楞6的上部连接，模板扣件11上设置垫片13，垫片13与型钢三角桁架1相触，垫片13上安装数个蝶形螺母12。这种结构能够使型钢三角桁架1与背楞6连接紧密。
明挖隧道主体结构高大侧墙单侧立模的施工工艺，包括以下步骤：
如图5所示，步骤1：安装预埋地脚螺栓2；
如图6所示，步骤2：安装模板7；进行此步骤时，可临时使用支撑钢管8对模板7进行支撑。
如图7所示，步骤3：安装型钢三角桁架1，穿插压梁槽钢9，并安装横向连接钢管10；
如图8所示，步骤4：用连接装置将模板7和型钢三角桁架1连成整体，并在操作平台4安装完成后对受力系统进行检查、紧固，而后进行侧墙混凝土灌注；
步骤5：拆除模板7及型钢三角桁架1。
明挖隧道主体结构高大侧墙单侧立模的施工工艺，步骤3中压梁槽钢9的安装分为两种情况：当墙体段为直面时，需在每安装5-6榀所述型钢三角桁架后穿插压梁槽钢9，但当底板有反梁时，需根据实际情况确定；当墙体段为弧形时，每安装1榀型钢三角桁架1，就应安装压梁槽钢9。步骤3中，横向连接钢管为48的钢管。
明挖隧道主体结构高大侧墙单侧立模的施工工艺，步骤2中在安装模板7之前需先在安装位置弹出墙边线。步骤2中，模板7安放到预定位置后，在模板7上安装横槽钢背楞6，并用模板扣件11和两个连接件将背楞6与型钢三角桁架1锁紧。模板扣件11和其中一个连接件可以是钩头螺栓。
明挖隧道主体结构高大侧墙单侧立模的施工工艺，步骤4中预先调节型钢三角桁架1，直至模板7面板上口向墙内倾约10mm。当型钢三角桁架1加高节时，内倾约5mm。安装时，模板7向墙内倾斜，这种方式能够在灌注混凝土后，模板7上部受侧向挤压力变形或倾斜后，使模板7垂直于地面。
利用本施工工艺进行侧墙立模，可一次性支设模板高度达3.4米，对于较高墙体可减少水平施工缝的留置数量，利于墙体防水；能够满足超高墙体混凝土灌注对底部抗力的要求；该施工工艺无需对拉螺栓，可有效提高墙体的防水性能，并降低工程造价，有利于环保；该施工工艺浇筑的侧墙外观质量较好，可以有效地减少钢材的使用，具有较好的经济效益和社会效益。
本发明的技术方案并不限制于本发明所述的实施例的范围内。本发明未详尽描述的技术内容均为公知技术。
Claims (6)
1.明挖隧道主体结构高大侧墙单侧立模，其特征在于：包括直角三角形的型钢三角桁架（1），型钢三角桁架（1）的底部一侧倾斜设置预埋地脚螺栓（2），型钢三角桁架（1）上设置数个压梁槽钢（9），型钢三角桁架（1）的直角边长边外侧安装模板（7），型钢三角桁架（1）与模板（7）之间设置数个连接装置，连接装置的一端位于型钢三角桁架（1）一侧的模板（7）内部，型钢三角桁架（1）的斜边上沿长度方向安装横向连接钢管（10），型钢三角桁架（1）上部安装操作平台（4），型钢三角桁架（1）底部设置螺杆（3），螺杆（3）上配合设置开设内螺纹的套筒（16），套筒（16）上设置固定板（17），固定板（17）上开设固定孔（18），固定孔（18）内装有限位销（19），限位销（19）的下端为半球形，限位销（19）的上端设有限位块（21），限位块（21）的下端固定连接弹簧（22）的一端，弹簧（22）的另一端固定连接固定板（17），型钢三角桁架（1）上安装环形的限位板（15），限位板（15）上开设数个限位孔（20），限位孔（20）与限位销（19）相配合，所述的预埋地脚螺栓（2）上部设置连接管，连接管设置内螺纹，连接管安装在型钢三角桁架（1）上，连接管下部与预埋地脚螺栓（2）配合连接，连接管上部配合安装螺栓，所述的连接装置有连接爪（14），连接爪（14）一端位于模板（7）内，连接爪（14）另一端与型钢三角桁架（1）连接，连接爪（14）两侧分别安装两个L形的背楞（6），其中两个背楞（6）与模板（7）连接，另外两个背楞（6）与型钢三角桁架（1）连接。
2.根据权利要求1所述的明挖隧道主体结构高大侧墙单侧立模，其特征在于：所述的模板（7）内设置两个倾斜的L形连杆，连杆的短端与连接爪（14）端面相触，连杆的长端分别与对应的背楞（6）连接。
3.根据权利要求1所述的明挖隧道主体结构高大侧墙单侧立模，其特征在于：所述的型钢三角桁架（1）内设置模板扣件（11），模板扣件（11）一端连接两个L形的连接件，其中一个连接件的内侧侧壁与背楞（6）的外侧侧壁连接，另一个连接件的内侧侧壁与背楞（6）的上部连接，模板扣件（11）上设置垫片（13），垫片（13）与型钢三角桁架（1）相触，垫片（13）上安装数个蝶形螺母（12）。
4.根据权利要求1所述的明挖隧道主体结构高大侧墙单侧立模的施工工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：安装预埋地脚螺栓（2）；
步骤2：安装模板（7）；
步骤3：安装型钢三角桁架（1），穿插压梁槽钢（9），并安装横向连接钢管（10）；
步骤4：用连接装置将模板（7）和型钢三角桁架（1）连成整体，并在操作平台（4）安装完成后对受力系统进行检查、紧固，而后进行侧墙混凝土灌注；
步骤5：拆除模板（7）及型钢三角桁架（1）。
5.根据权利要求4所述的明挖隧道主体结构高大侧墙单侧立模的施工工艺，其特征在于：步骤3中压梁槽钢（9）的安装分为两种情况：当墙体段为直面时，需在每安装5-6榀所述型钢三角桁架后穿插压梁槽钢（9），但当底板有反梁时，需根据实际情况确定；当墙体段为弧形时，每安装1榀型钢三角桁架（1），就应安装压梁槽钢（9）。
6.根据权利要求4所述的明挖隧道主体结构高大侧墙单侧立模的施工工艺，其特征在于：步骤4中预先调节型钢三角桁架（1），直至模板（7）面板上口向墙内倾约10mm。
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