CN108756890A - 一种用于竖井混凝土浇筑和岩体灌浆的滑模系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于竖井混凝土浇筑和岩体灌浆的滑模结构系统。包括浇筑灌浆输送系统、模板系统和模板移动系统；本发明滑模系统采用外爬式液压滑模，解决常规竖井混凝土滑模施工时钢筋安装与混凝土施工近距离交叉干扰、施工速度受影响的问题；本发明钢筋安装可超前混凝土施工工作面6.0m以上，避免了混凝土和钢筋施工之间的近距离交叉干扰，滑升速度快，本发明采用爬升杆外挂，模体滑升后可下降往复运用，循环使用，可节约爬升杆使用数量，应用中不需要吊篮制作安装，采用同步驱动的液压千斤顶平衡移动模板系统组成，并在爬升杆上设置可拆卸的位于同一水平面的限位器，能够保证模板移动均衡、稳定、安全，对模板的控制更精确。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土及灌浆施工技术领域，尤其涉及一种用于竖井混凝土浇筑和岩体灌浆的滑模结构系统。
背景技术
目前，高大竖井混凝土及灌浆的施工通常是先进行竖井混凝土滑模。而在对竖井混凝土进行滑模施工时，是先在混凝土内埋设爬升杆，然后将液压千斤顶套在爬升杆上，再使液压千斤顶与模板及支撑平台连接成一体。滑升时，液压千斤顶加压收缩上升，液压千斤顶与混凝土面保持一定的距离，以满足环向钢筋安装的需要。由于环向钢筋只能在柱头(F型爬升杆) 以下安装，使得环向钢筋的安装受混凝土滑升速度的影响，反之混凝土的滑升速度同样受环向钢筋安装速度的制约，形成混凝土施工和钢筋安装施工的近距离交叉干扰，需要进一步解决，提高速度；同时，因爬升杆与混凝土同步上升，且埋在混凝土內，导致滑模体只具有一次使用的功能，导致后期岩壁的固结灌浆往往采用吊篮、挂篮或其他形式施工，在安全和进度上受限，为此，在施工工艺上需进一步优化。
发明内容
本发明根据现有技术的不足公开了一种用于竖井混凝土浇筑和岩体灌浆的滑模结构系统。本发明要解决的问题是提供一种效率更高、施工操作进一步简化、更安全可靠的竖井混凝土及岩体灌浆滑模系统结构及滑模应用的可重复快速施工工艺。
本发明通过以下技术方案实现：
用于竖井混凝土浇筑和岩体灌浆的滑模系统，包括浇筑灌浆输送系统、模板系统和模板移动系统；所述浇筑灌浆输送系统用于竖井混凝土或岩体灌浆料的输送投放，所述模板系统用于竖井混凝土浇筑或岩体灌浆模板砌衬及其支撑，所述模板移动系统用于竖井混凝土浇筑或灌浆工序中驱动模板移动；
其中：
所述模板系统由以下机构构成：与竖井砌衬壁匹配的模板组，模板组由多段模板构成与竖井横截面匹配的圆环结构并由滑模平台支撑；滑模平台包括相互垂直固定位于中心部的船型梁与交通梁，船型梁和交通梁端部连接支撑圆环梁，圆环梁外周连接并固定模板组；圆环梁包括径向布置的多组对应的上横梁和下横梁，上横梁与下横梁通过连接梁连接固定，上横梁与下横梁外端连接固定有立柱，上横梁与下横梁外端通过围圈与模板连接固定；
所述模板移动系统由以下机构构成：多组爬升装置，每组爬升装置包括上端通过锚杆固定在竖井壁、下端设置于上横梁与下横梁外端部、立柱内侧的爬升杆，所述爬升杆穿过固定于上横梁的液压千斤顶活塞并驱动控制；多组爬升装置相对于滑模平台圆环结构中心对称布置。
进一步所述滑模平台垂直下方通过立柱连接用于人工施工操作的角钢修饰平台。角钢修饰平台是膜体向上滑升后，新浇筑混凝土露出模体下部，对混凝土表面出现的麻面、挂脸、水纹、错台等缺陷进行修饰处理的施工平台。
进一步所述圆环梁内周上间隔布置有拉杆与船型梁或交通梁连接固定。
本发明所述浇筑灌浆输送系统包括溜管、缓冲器、溜筒、溜槽、集料斗、旋转分料斗和分支溜槽；溜管由井口沿井壁向下布设，并通过锚杆固定在井壁上，溜管底部连接缓冲器，缓冲器与溜筒联接，溜筒与溜槽联接，溜槽铺设在溜槽支架上，溜槽连接集料斗，集料斗下连接旋转分料斗，旋转分料斗连接各分支溜槽。
上述集料斗、旋转分料斗、分支溜槽架设在分料支撑架上；所述溜槽架设在溜槽支撑架上；分料支撑架和溜槽支撑架固定设置于滑模平台上。
本发明滑模系统还包括运输系统，包括：卷扬机，通过第一导向滑轮和第二导向滑轮连接的吊笼，卷扬机和第一导向滑轮固定在井口旁的地面，第二导向滑轮通过锚杆固定在井顶部。
所述爬升杆可通过双螺旋连接器延长，并通过预埋在井壁混凝土中的爬杆固定卡支撑固定。
所述各爬升装置的爬升杆上设置有可拆卸的位于同一水平面的限位器。
所述缓冲器是与溜管等直径的钢管，其上端开口，与溜管通过华兰连接，下端开口有可开启的钢板封堵。
所述各组爬升装置的液压千斤顶是同一油泵同步驱动的液压千斤顶。
本发明滑模系统能够提升滑模爬升速度，使其不受竖井结构环向钢筋安装的影响，钢筋安装可以完全超前混凝土滑模施工，且模体混凝土滑升后可自行下降，循环使用，并减轻了重量，实现一套设备同时可为混凝土和岩体灌浆两道工序使用。
本发明的有益效果是：
1、本发明滑模系统突破传统的混凝土内埋爬升杆理念而采用外爬式液压滑模，解决常规竖井混凝土滑模施工时钢筋安装与混凝土施工近距离交叉干扰、施工速度受影响的问题；本发明钢筋安装可超前混凝土施工工作面6.0m以上，避免了混凝土和钢筋施工之间的近距离交叉干扰，滑升速度快，混凝土滑升速度可以实现至少5～7m/天。
2、爬升杆外挂，模体滑升后可下降往复运用，循环使用，可节约爬升杆使用数量，应用中不需要吊篮制作安装，具有明显的经济效益。
3、本发明对高深竖井的使用尤其实用，可减少混凝土滑膜后由混凝土工艺向灌浆工艺转化时的搭接时间7天，采用滑膜平台进行岩体灌浆，平台安全、稳固，实现了灌浆快速施工速度，相比吊篮等其他方式施工，具有快速、经济、安全的优点。
4、采用同步驱动的液压千斤顶平衡移动模板系统组成，并在爬升杆上设置可拆卸的位于同一水平面的限位器，能够保证模板移动均衡、稳定、安全，同时对模板的控制更精确，进一步提高浇筑和灌浆施工质量。
附图说明
图1是本发明系统布置示意图；
图2是本发明滑模平面结构示意图；
图3是图1中A部放大视图；
图4是图1中A部俯视局部放大示意图；
图5是图2中B部放大视图；
图6是本发明爬升杆连接部结构示意图。
图中，1是卷扬机，2-1是第一导向滑轮，2-2是第二导向滑轮，3是吊笼，4是导向架托架，5是爬升杆，6是液压千斤顶，7是船型梁，8是交通梁，91是上横梁，92是下横梁，10是拉杆，11是立柱，12是圆环梁， 13是托架，14是围圈，15是护栏，16是溜管，17是缓冲器，18是溜筒， 19是溜槽，20是集料斗，21是混凝土旋转分料斗，22是分支溜槽，23是模板，24是角钢修饰平台，25-1是溜槽支撑架，25-2是分料支撑架，26 是限位器，27是岩壁锚杆，28是螺栓，29是加固角钢，30是连接器。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进一步说明，具体实施方式是对本发明原理的进一步说明，不以任何方式限制本发明，与本发明相同或类似技术均没有超出本发明保护的范围。
结合附图。
用于竖井混凝土浇筑和岩体灌浆的滑模系统，包括浇筑灌浆输送系统、模板系统组成和模板移动系统；浇筑灌浆输送系统用于竖井混凝土或岩体灌浆料的输送投放，模板系统用于竖井混凝土浇筑或岩体灌浆模板砌衬及其支撑，模板移动系统用于竖井混凝土浇筑或灌浆工序中驱动模板移动。
本发明模板系统由以下机构构成：与竖井砌衬壁匹配的模板组，模板组由多段模板23构成与竖井横截面匹配的圆环结构并由滑模平台支撑；滑模平台包括相互垂直固定位于中心部的船型梁7与交通梁8，船型梁7和交通梁8端部连接支撑圆环梁12，圆环梁12外周连接并固定模板组；圆环梁 12包括径向布置的多组对应的上横梁91和下横梁91，上横梁91与下横梁 91通过连接梁连接固定，上横梁91与下横梁91外端连接固定有立柱11，上横梁91与下横梁91外端通过围圈14与模板23连接固定；
本发明模板移动系统由以下机构构成：多组爬升装置，每组爬升装置包括上端通过锚杆27固定在竖井壁、下端设置于上横梁91与下横梁91外端部、立柱11内侧的爬升杆5，爬升杆5穿过固定于上横梁91的液压千斤顶6活塞并驱动控制；多组爬升装置相对于滑模平台圆环结构中心对称布置。
滑模平台垂直下方通过立柱11连接用于人工施工操作的角钢修饰平台24，角钢修饰平台24用于用于膜体滑升后，新浇筑混凝土露出模体下部，对混凝土的表面的麻面、挂脸、水纹等缺陷进行修饰处理的施工平台。
圆环梁12内周上间隔布置有拉杆10与船型梁7或交通梁8连接固定。
本发明浇筑灌浆输送系统包括溜管16、缓冲器17、溜筒18、溜槽19、集料斗20、旋转分料斗21和分支溜槽22；溜管16由井口沿井壁向下布设，并通过锚杆27固定在井壁上，溜管16底部连接缓冲器17，缓冲器17与溜筒18联接，溜筒18与溜槽19联接，溜槽19铺设在溜槽支撑架25-1上，溜槽19连接集料斗20，集料斗20下连接旋转分料斗21，旋转分料斗21 连接各分支溜槽22。
集料斗21、旋转分料斗22、分支溜槽22架设在分料支撑架25-2上；溜槽19架设在溜槽支撑架25-1上；分料支撑架25-2和溜槽支撑架25-1 固定设置于滑模平台上。
本发明滑模系统还包括运输系统，包括：卷扬机1，通过第一导向滑轮2-1和第二导向滑轮2-2连接的吊笼3，卷扬机1和第一导向滑轮2-1固定在井口旁的地面，第二导向滑轮2-2通过锚杆27固定在井顶部。
本发明爬升杆5可通过双螺旋连接器30延长，并通过预埋在井壁混凝土中的爬杆固定卡支撑固定。
各爬升装置的爬升杆5上设置有可拆卸的位于同一水平面的限位器 26。
缓冲器17是采用与溜管等直径钢管，上端开口，与溜管为华兰连接，下端开口用钢板封堵，钢板为可开启式，距下端口50cm位置开斜叉分支管，分支管直径与主管等径。混凝土溜放时，减缓自由落体混凝土的速度，混凝土在速度降缓后从分支管中流出；缓冲器为达到减缓混凝土从分支管中流出的速度，需要对分支管位置以下主管中的混凝土在凝结前进行清理，以保证该段管中的混凝土塑性，已达到降速的目的。
各组爬升装置的液压千斤顶6是同一油泵同步驱动的液压千斤顶。
如图1～6所示，本例竖井混凝土及岩体灌浆滑模包括浇筑灌浆输送系统组成、模板系统组成和模板移动系统组成；还包括运输系统组成。
运输系统包括卷扬机1，以及通过第一导向滑轮2-1和第二导向滑轮2-2连接的吊笼3，卷扬机1和第一导向滑轮2-1固定在井口旁的地面上，第二导向滑轮2-2通过锚杆27固定在井顶部。通过输送装置可以解决竖井钢筋的运输、安装及人员的运输问题。
模板移动系统包括通过锚杆27固定在井壁上的导向架托架4，以及采用吊车从下至上安装接长并通过导向架托架4固定的爬升杆5，以及通过连接螺栓28固定在上横梁91上的液压千斤顶6，爬升杆5穿过液压千斤顶6，爬升杆5是采用丝扣连接方式固定在导向架托架4上，如图3所示，爬升杆5上设有限位器26。
滑模平台包括船型梁7、交通梁8、上横梁91、下横梁92、立柱11、托架13、围圈14、模板23，在滑模平台垂直下方通过立柱11连接角钢修饰平台24；立柱11下端设置在角钢平台24上，并通过连接板连接上横梁 91和下横梁92，托架13和围圈14设置在立柱11上，用架管搭1米高平台；吊装交通梁8到平台上并进行位置细调拼装连接；吊装船型梁7并用螺栓28、连接板进行连接；交通梁8与船型梁7相互垂直设置，并通过连接螺栓28和连接板与围圈14连接，模板设置在外立柱11的外侧，并与外立柱11和围圈14连接固定，角钢修饰平台24上设有护栏15，角钢修饰平台24是膜体向上滑升后，新浇筑混凝土露出模体下部，混凝土表面若有麻面、挂脸、水纹、错台等缺陷，则采取人工进行及时修饰处理的施工平台。
浇筑灌浆输送系统包括供料平台、溜管16、缓冲器17、溜筒18、溜槽19、集料斗20、混凝土旋转分料斗21、分支溜槽22后入仓；溜管16从井口沿井壁往下设置，通过锚杆27固定在井壁上，溜管16底连接缓冲器17，缓冲器17与溜筒18联接，溜筒18连接溜槽19、溜槽19连接集料斗 20，集料斗20下连接旋转分料斗21，旋转分料斗21连接各分支槽22。集料斗20、旋转分料斗21、分支槽22架设在分料支撑架25-2上。溜管16 是由多根钢管通过法兰螺栓连接而成，溜管16底也是通过法兰连接缓冲器 17，具体选用直径8寸壁厚8mm的钢管2组，每6m/节，高度方向上每4～ 5m利用岩壁锚杆27双面焊接固定。混凝土经溜筒18、溜槽19、集料斗20、旋转分料斗21、分支溜槽22后均匀入仓。
本发明系统施工操作工艺方法包括：
压力调试及滑升：先关闭控制柜后面出油阀，调试好压力，正常滑升压力为8MPa，最大压力为12MPa，初次调节旋转压力阀要缓慢，压力表指针达到需要的压力时停留10s，待表针稳定后旋紧固定螺帽，调试压力完毕。混凝土入仓达到模板的3分之2高度后开始第一次滑升，每次行程3cm，连续滑升20cm后检查滑模各连接处、模板、液压千斤顶6及其他铺助设施是否异常，发现异常立即处理。无任何问题后可连续滑升。
钢筋安装：刚筋提前制作并运至调压井口指定位置摆放整齐。按照2T/ 次进行吊装运输，吊装时钢筋捆绑牢固放在吊笼3内，并由专人指挥放在滑模指定位置，一次吊放不超过2t以免滑模平台荷载不均，造成偏移。
混凝土施工：混凝土对称入仓，入仓分层厚度不大于30cm，振捣实际不少于20秒，气泡完全泛出，混凝土不在下沉表面有浆为准。混凝土入仓达到模板的3分之2高度后滑模开始第一次滑升，每次行程3cm，连续滑升 20cm后检查滑模各连接处、模板、液压及铺助设施是否异常，发现异常立即处理。无任何问题后可连续滑升。脱模后的混凝土要及时压光，缺陷处要用大于原混凝土标号的50％来修饰，并清除缺陷砼压实修饰表面用1比1 砂浆压实磨光。滑模滑到缓冲器17位置后拆除缓冲器17；然后拆除一节溜管16再将缓冲器17用法兰安装到溜筒18，重复直至滑模结束；滑模距井口5m高时采用混凝土泵机入仓。
纠偏调节：滑模在滑升过程中由于混凝土入仓不均匀高度不一、平台荷载不均、滑升过迟、过早等原因都会造成滑模偏差、扭转，限位器26是控制混凝土滑升高度偏差的限位装置，布置在爬升杆5上，通过滑升后对混凝土面高程的监测来调控下次模体滑升高度，调节时本着每次少调，先关闭高的一侧，再提升低的一侧，每次调节不超过2个行程。当滑模提升调节完后，打开关闭的一侧，整体滑升20～30cm后再进行下一个循环。
灌浆施工：模体滑升到顶后拆除溜筒18、溜槽19、集料斗20、旋转分料斗21、分支溜槽22、模板23，然后从上而下接长爬升杆5，滑模主平台下到底后，由下而上进行灌浆施工。
本发明有效提升了滑模爬升速度，使其不受竖井结构环向钢筋安装的影响，钢筋安装可以完全超前混凝土滑模施工；模体滑升后可自行下降，循环使用；设计发明了预应力减轻重量；设计突破传统的混凝土内埋爬升杆理念而采用外爬式液压滑模，达到模体可上下循环滑动，实现一套设备同时可为混凝土和岩体灌浆两道工序使用。
Claims (10)
1.一种用于竖井混凝土浇筑和岩体灌浆的滑模系统，包括浇筑灌浆输送系统、模板系统和模板移动系统；其特征在于：
所述模板系统由以下机构构成：与竖井砌衬壁匹配的模板组，模板组由多段模板构成与竖井横截面匹配的圆环结构并由滑模平台支撑；滑模平台包括相互垂直固定位于中心部的船型梁与交通梁，船型梁和交通梁端部连接支撑圆环梁，圆环梁外周连接并固定模板组；圆环梁包括径向布置的多组对应的上横梁和下横梁，上横梁与下横梁通过连接梁连接固定，上横梁与下横梁外端连接固定有立柱，上横梁与下横梁外端通过围圈与模板连接固定；
所述模板移动系统由以下机构构成：多组爬升装置，每组爬升装置包括上端通过锚杆固定在竖井壁、下端设置于上横梁与下横梁外端部、立柱内侧的爬升杆，所述爬升杆穿过固定于上横梁的液压千斤顶活塞并驱动控制；多组爬升装置相对于滑模平台圆环结构中心对称布置。
2.根据权利要求1所述的用于竖井混凝土浇筑和岩体灌浆的滑模系统，其特征在于：所述滑模平台垂直下方通过立柱连接用于人工施工操作的角钢修饰平台。
3.根据权利要求1所述的用于竖井混凝土浇筑和岩体灌浆的滑模系统，其特征在于：所述圆环梁内周上间隔布置有拉杆与船型梁或交通梁连接固定。
4.根据权利要求1所述的用于竖井混凝土浇筑和岩体灌浆的滑模系统，其特征在于：所述浇筑灌浆输送系统包括溜管、缓冲器、溜筒、溜槽、集料斗、旋转分料斗和分支溜槽；溜管由井口沿井壁向下布设，并通过锚杆固定在井壁上，溜管底部连接缓冲器，缓冲器与溜筒联接，溜筒与溜槽联接，溜槽铺设在溜槽支架上，溜槽连接集料斗，集料斗下连接旋转分料斗，旋转分料斗连接各分支溜槽。
5.根据权利要求4所述的用于竖井混凝土浇筑和岩体灌浆的滑模系统，其特征在于：所述集料斗、旋转分料斗、分支溜槽架设在分料支撑架上；所述溜槽架设在溜槽支撑架上；分料支撑架和溜槽支撑架固定设置于滑模平台上。
6.根据权利要求1所述的用于竖井混凝土浇筑和岩体灌浆的滑模系统，其特征在于：滑模系统还包括运输系统，包括：卷扬机，通过第一导向滑轮和第二导向滑轮连接的吊笼，卷扬机和第一导向滑轮固定在井口旁的地面，第二导向滑轮通过锚杆固定在井顶部。
7.根据权利要求1所述的用于竖井混凝土浇筑和岩体灌浆的滑模系统，其特征在于：所述爬升杆可通过双螺旋连接器延长，并通过预埋在井壁混凝土中的爬杆固定卡支撑固定。
8.根据权利要求1至7任一项所述的用于竖井混凝土浇筑和岩体灌浆的滑模系统，其特征在于：所述各爬升装置的爬升杆上设置有可拆卸的位于同一水平面的限位器。
9.根据权利要求8所述的用于竖井混凝土浇筑和岩体灌浆的滑模系统，其特征在于：所述缓冲器是与溜管等直径的钢管，其上端开口，与溜管通过华兰连接，下端开口有可开启的钢板封堵。
10.根据权利要求8所述的用于竖井混凝土浇筑和岩体灌浆的滑模系统，其特征在于：所述各组爬升装置的液压千斤顶是同一油泵同步驱动的液压千斤顶。
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