CN109404013A - 混凝土模喷用侧模机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混凝土模喷用侧模机构，包括侧模支架和可伸缩的侧模板组件，侧模支架固定在模板的边部，侧模板组件安装在侧模支架上，并可在垂直于模板的方向上伸缩，伸出的侧模板组件可抵于隧道的岩面上，使岩面、模板、侧模板组件之间能相互配合形成模腔。通过提供的混凝土模喷用侧模机构，配合隧道初期支护的模板机构，使得侧模板机构、模板机构与岩面之间形成模腔，可以在不搭建钢拱架的时候，直接进行模喷操作；而即使在配合钢拱架形成的模腔进行浇筑施工时，也可以避免模板机构与钢拱架之间，或者钢拱架与岩面之间因为存在缝隙而出现漏料的现象，更进一步的节约了浇筑原材料的用量，提高了初期支护喷浇的施工质量。

Description

混凝土模喷用侧模机构

技术领域

本发明属于工程施工技术领域，特别涉及一种混凝土模喷用侧模机构。

背景技术

在现有的隧道工程机械中，混凝土喷射机是一种较为常见的施工机械。混凝土喷射机的工作原理是利用压缩空气，将预先拌好的混凝土混合料通过管道输送到喷射机的喷嘴出，经掺加速凝剂后形成料束，在压缩空气的作用下，高速喷射到受喷面，速凝剂使混凝土迅速凝结硬化，从而形成混凝土支护层。喷射混凝土技术以其简单的工艺在各种工程领域中得到了广泛的应用。

为了保证在一定时间内混凝土支护层能够满足强度要求，需要在混凝土中加注大量的混凝土速凝剂，而且喷射的混凝土回弹率高，造成了不必要的浪费，支护成型后其表面光洁程度较差还需对其表面做整形处理，延长了施工周期。

在隧道初期支护的喷射或浇筑成型的实践过程中，申请人发现通过采用模板机构可以有效降低混凝土的回弹率和减少混凝土速凝剂的使用，同时还发现，因为初期开挖的隧道开挖面难免会存在凹凸不平的情况，所架设的钢拱架的支撑面与开挖面之间会不同程度的存在着间隙，而且模板和钢拱架的接触面之间也会存在间隙，使得采用模板机构进行模喷过程中，喷入的混凝土会从间隙中泄露，同时混凝土注入到支护模具的模腔内时由于混凝土自身的重力及混凝土喷射的冲击力，引发甚至加重混凝土从支护模腔中泄漏的问题。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提供了一种混凝土模喷用侧模机构，有效提高了隧道初期支护的喷浇施工效率，避免了模板机构与钢拱架之间所形成的模腔在喷浇过程漏料的出现，也可不依赖于钢拱架，使得侧模机构、模板机构和岩面直接形成可喷射浇筑的模腔。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种混凝土模喷用侧模机构，包括侧模支架和可伸缩的侧模板组件，侧模支架固定在模板的边部，侧模板组件安装在侧模支架上，并可在垂直于模板的方向上伸缩，伸出的侧模板组件可抵于隧道的岩面上，使岩面、模板、侧模板组件之间能相互配合形成模腔。

本发明所述的混凝土模喷用侧模机构，所述侧模板组件由若干连续排列的侧模板单元组成，每个侧模板单元均可进行独立的伸缩运动。

本发明所述的混凝土模喷用侧模机构，所述侧模板单元包括内行程架、侧模罩和伸缩机构，侧模罩可滑动的套设在内行程架上；所述伸缩机构设为油缸、气缸、齿轮机构或链传动机构，伸缩机构用于控制侧模罩在内行程架上滑动。

本发明所述的混凝土模喷用侧模机构，所述伸缩机构设为伸缩气缸，所述伸缩气缸的缸体连接在内行程架上，伸缩气缸的活塞杆连接在侧模罩上，并通过活塞杆的伸缩控制侧模罩相对于内行程架滑动。

本发明所述的混凝土模喷用侧模机构，所述伸缩气缸设于内行程架的内部，所述内行程架和侧模罩之间均匀间隔的设置有若干滑块。

本发明所述的混凝土模喷用侧模机构，所述滑块安装在内行程架的各外侧面，内行程架的每个滑块安装处均设置有滑块安装槽，滑块通过螺栓固定在滑块安装槽内。

本发明所述的混凝土模喷用侧模机构，所述内行程架和侧模罩均设为空心矩形结构，并在同侧分别设置有纵向的内行程架开口和侧模罩开口，所述内行程架内设置有固定座，所述伸缩气缸的缸体安装在固定座上；所述固定座在内行程架开口一侧与侧模支架连接。

本发明所述的混凝土模喷用侧模机构，内行程架的前端和后端分别设置有固定座，并在前端固定座和后端固定座上设置有气缸安装孔，伸缩气缸的缸体通过气缸安装孔固定在固定座上。

本发明所述的混凝土模喷用侧模机构，所述侧模支架包括固定梁和安装架，安装架包括竖向平行的安装前梁和安装后梁，分别用于安装前端固定座和后端固定座；所述固定梁与并安装前梁齐平，侧模支架通过固定梁安装在模板边部。

本发明的有益效果为：通过提供的混凝土模喷用侧模机构，配合隧道初期支护的模板机构，使得侧模板机构、模板机构与岩面之间形成模腔，可以在不搭建钢拱架的时候，直接进行模喷操作；而即使在配合钢拱架形成的模腔进行浇筑施工时，也可以避免模板机构与钢拱架之间，或者钢拱架与岩面之间因为存在缝隙而出现漏料的现象，更进一步的降低了浇筑原材料的用量，提高了施工效率，并提高了初期支护喷浇的施工质量。

附图说明

图1为组合式模板机构的示意图一；

图2为组合式模板机构的示意图二；

图3为组合式模板机构的示意图三；

图4为组合式模板机构的示意图四；

图5为主模板的示意图；

图6为副模板的示意图；

图7为模板支座的示意图；

图8为侧模板组件单元的示意图一；

图9为侧模板组件单元的示意图二；

图10为图9的局部放大图；

图11为侧模板组件单元的内行程架示意图一；

图12为侧模板组件单元的内行程架示意图二；

图13为侧模支架的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图所示，混凝土模喷用侧模机构3，包括侧模支架32和可伸缩的侧模板组件，侧模支架32固定在模板的边部，侧模板组件安装在侧模支架32上，并可在垂直于模板的方向上伸缩，伸出的侧模板组件可抵于隧道的岩面上，使岩面、模板、侧模板组件之间能相互配合形成模腔。

所述侧模板组件由若干连续排列的侧模板单元31组成，每个侧模板单元31均可进行独立的伸缩运动。所述侧模板单元31包括内行程架311、侧模罩312和伸缩机构，侧模罩312可滑动的套设在内行程架311上；所述伸缩机构设为油缸、气缸、齿轮机构或链传动机构，伸缩机构用于控制侧模罩312在内行程架上滑动。进一步的，所述伸缩机构设为伸缩气缸313，所述伸缩气缸313的缸体连接在内行程架311上，伸缩气缸313的活塞杆连接在侧模罩312上，并通过活塞杆的伸缩控制侧模罩312相对于内行程架311滑动。

所述伸缩气缸313设于内行程架311的内部，所述内行程架311和侧模罩312之间均匀间隔的设置有若干滑块314。

所述滑块314安装在内行程架311的各外侧面，内行程架311的每个滑块314的安装处均设置有滑块安装槽314a，滑块314通过螺栓固定在滑块安装槽314a内。所述滑块314由聚四氟乙烯板制作，聚四氟乙烯板制造的滑块314具有高强度，摩擦系数低的特点，使得侧模罩313和内行程架311之间滑动更舒畅，避免了金属之间的直接接触，造成摩擦阻力较大的问题。同时，由滑块314组成的滑块组，使得与侧模罩313内表面的接触面积更小，进一步的降低了摩擦阻力。

所述内行程架311和侧模罩312均设为空心矩形结构，并在同侧分别设置有纵向的内行程架开口和侧模罩开口，所述内行程架内设置有固定座315，所述伸缩气缸313的缸体安装在固定座315上；所述固定座315在内行程架311开口一侧与侧模支架32连接。

进一步的，内行程架311的前端和后端分别设置有固定座315，并在前端固定座和后端固定座上设置有气缸安装孔315b，伸缩气缸313的缸体通过气缸安装孔315b固定在固定座315上。具体的，围绕前端固定座315的气缸通孔315b的周围设置有若干均匀间隔的气缸连接螺孔315c，侧模气缸313缸体的前端部设置有气缸连接座板313a，并通过螺栓将其与前端固定座315固定。固定座315的底端为“凸”字形结构，并固定在内行程架311的内表面，顶端伸出内行程架311的内行程架开口，并设有固定横板315a，内行程架311通过固定横板315a与侧模支架32连接。

内行程架311的内腔均匀间隔的设置有若干U形加强筋板316，以增强内行程架311的整体强度，而之所设计为U形，主要是为了方便侧模气缸313的安装。

所述侧模罩312内壁前端设置有活塞杆连接座312a，与伸缩气缸313的活塞杆顶部连接。所述侧模罩312的前端封闭，以避免侧模罩312伸出与隧道的开挖面接触后，泥土以及后续喷浇的混凝土进入到侧模罩312，影响到侧模板单元31的正常运行。进一步优选的，所述侧模罩312可以包括固定在侧模罩312外侧的可拆卸的侧模外罩312b，具体的固定连接方式为，侧模罩312的外侧面可以焊接若干均匀间隔的连接螺母312c，而侧模外罩312b是对应的设置有螺孔，然后通过螺栓将侧模外罩312b固定在侧模罩312上；侧模外罩312b与侧模罩312具有相同形状，而此时侧模罩312的前端也可以不再封闭，而只需要将侧模外罩312b的前端封闭即可。侧模外罩312b的作用在于，可以对侧模罩312形成有效的保护，降低对侧模罩312的直接磨损，提高了侧模罩312的寿命，并且侧模外罩312b也方便更换，以降低使用成本。

所述侧模支架32包括固定梁322和安装架321，安装架321包括竖向平行的安装前梁321a和安装后梁321b，分别用于安装前端固定座和后端固定座；所述固定梁322与安装前梁321a齐平，侧模支架32通过固定梁322安装在模板边部。

所述安装后梁321b上设置有若干连接板321c，用以通过螺栓连接各后端固定座315的固定横板315a。

实施例2

公开了将实施例1中的侧模机构3应用到组合式模板机构上的实例。

混凝土模喷用组合式模板机构，所述模板机构包括主模板1、副模板2、侧模机构3、模板支座4、俯仰油缸5、侧向油缸6和铰座7。主模板1的单侧或双侧可折叠的连接有副模板2，模板机构可在任意高度处整体覆盖隧道掘进面架设的相邻两根以上的钢拱架；主模板1与副模板2之间通过铰座7连接；侧向油缸6的活塞杆副模板2通过铰支座21连接，主模板1的两侧背部分别设置有垂直凸出于主模板1的侧油缸铰座板13，侧向油缸6的缸体通过铰支座14与侧油缸铰座板13连接，这样通过控制侧向油缸6的活塞杆伸缩即可控制副模板2与主模板1之间的侧向夹角。

主模板的宽度大于副模板的宽度，并且主模板的宽度还大于相邻两根钢拱架外侧面之间的距离，使得三榀式的模板机构能够适应于多根钢拱架之间的起伏，并尽可能的减小模板机构与钢拱架之间缝隙出现的几率。

本实施例的模板机构共包括一块主模板1和位于主模板两侧的两块副模板2，其总体的宽度可以覆盖相邻的连续四根钢拱架，使得模板机构与四根钢拱架之间形成三个待浇筑的模腔，这样模板机构在隧道开挖面从下往上移动时，每移动一次就可以同时对横向连续的三个模腔进行喷射浇筑，无疑大幅提高了喷浇的施工效率。而之所以会将模板机构设计成组合式的结构，主要是因为开挖后的隧道所布设的钢拱架，每相邻的两根或多根钢拱架并非严格的处在同一平面内，如果只采用单块大跨度的主模板来覆盖多根钢拱架(如超过三根)时，主模板和钢拱架之间就不能最大限度的形成闭合的模腔，造成在部分贴合处形成缝隙，进而在喷浇过程，混凝土会向外泄露。而采用组合的模板机构结构，主模板1和副模板2之间可以在一定范围内进行角度调整，主模板1可以与中心处的两根钢拱架进行完整的贴合，同时通过调整两侧的副模板2与主模板1之间的角度，也可以最大限度的让钢拱架与外侧的副模板形成良好的贴合，降低了缝隙出现的几率，降低了混凝土的漏损量，提高了喷浇的施工质量。

所述主模板1和副模板2的外侧表面为弧面，其弧度尽可能与钢拱架的弧度相同或相近，且主模板1背部均交错的布置有横向加强筋板15和纵向加强筋板16；副模板2的背部同样交错的布置有横向加强筋板22和纵向加强筋板23，以增强主模板1和副模板2的整体强度。

所述主模板1的背部铰接有模板支座4，并可通过模板支座4与模喷台车的回转大臂连接。所述主模板1上还设置有俯仰油缸5，所述俯仰油缸5的两端分别与模板支座4和主模板1的背部铰接，用于调节模板机构整体的俯仰角度。

具体的，所述主模板1的背部设置有模板铰支座11，通过模板铰支座11与模板支座4连接，并可通过模板支座4与所述回转大臂连接固定。所述模板支座4包括支座弯头41，支座连接板42和模板连接座43，所述支座连接板42固定在支座弯头41的水平顶端，以便于回转大臂连接。模板连接座43包括模板水平座板43a和模板竖直座板43b，所述模板水平座板43a固定在所述支座弯头41的竖直底端，所述模板竖直座板43b固定在模板水平座板43a的两侧，并与模板铰支座11通过转轴连接。在模板水平座板43a的底部位于两块模板竖直座板43b之间设置有缸体铰支座44，以连接俯仰油缸5的缸体；在主模板1的背部，且在所述模板铰支座11之下设置有俯仰油缸5的活塞杆铰支座12，以连接俯仰油缸5的活塞杆。这样，当模喷台车通过回转大臂带动模板机构在钢拱架上移动到不同的高度时，都可以通过控制俯仰油缸5的活塞杆伸缩，达到自如调节整体模板机构的俯仰角度，使得模板机构与钢拱架之间的贴合达到最好的状态，以实现最佳的模喷效果。

优选的，所述模板铰支座11的座板与位于中心的两块纵向加强筋板一体成型；上述的所有铰支座的座板侧面均设置有座板加强筋板；所述主模板1和副模板2的外侧表面设置有一层耐磨塑料层，以对模板机构的表面形成有效的保护，而且当耐磨塑料层达不到表面质量要求时，可以非常方便的更换。

在所述组合式模板机构的两侧(也即两边的副模板的侧边部)设置有实施例1中记载的侧模机构3，侧模机构3包括可伸缩式的侧模板，伸出的侧模板可紧贴钢拱架外侧，同时其前端可贴在隧道的开挖面上。

总的来说，在模板机构的两侧边部对称的安装好侧模机构3后，必须保证两端侧模板单元31的侧模外罩312b的工作面(非开口的竖直面)相对，具体来说，同侧所有的侧模外罩312b平直的工作面组成了一个组合式的侧模板组件，其在整体伸出的时候，可以紧贴钢拱架的外侧，同时也可以紧贴隧道开挖面，可以有效弥补钢拱架与不平整的隧道开挖面之间的缝隙。在使用中，同侧的各侧模板组件单元所伸出的行程量，主要根据其前端开挖面的不平整情况而定，并非“齐头并进”，这样的组合式结构，使得对模腔的补救封闭更为密实，避免了采用整块侧模板组件，因适应调节性差，同样会存在缝隙的弊端。另外，侧模板组件单元31在侧模支架32上安装完成后，同侧相邻两个侧模外罩312a的顶面和底面可保持弱接触或存在有很小细缝，以不影响各自独立的滑动，同时也可有效避免因缝隙较大，造成混凝土从其中大量泄露。

对于实际使用中的模板机构，除了本实施例中的三榀形式，还可以为单榀形式，一般用于与两根相邻的钢拱架形成单幅的模腔；也可以为双榀形式，即一块主模板连接一块副模板，一般用于与相邻的三根钢拱架形成两幅连续的模腔，当然在这样的思路下，模板机构还可以采用多于三榀的结构形式，可以灵活的选择使用，但是相应的在模板机构的制造以及使用操作时都要做出相应的改进，因此也难以避免的会面对一些新出现的问题。而且不管是单榀、两榀或者本实施例中的三榀模板机构，其两侧都可以通过安装侧模机构来达到喷浇操作中控制在混凝土在模腔中的泄露问题。只是单榀模板机构的两侧模机构同时安装在主模板的两端侧，双榀模板机构的两侧模组合体分别安装在主模板和副模板的自由端侧，而对于本实施例中的三榀模板机构，则均安装在两个副模板的自由端测。

实施例3

本实施例在实施例2的基础上，所述模板组件与侧模机构3在使用时，完全不依赖于隧道必须搭建钢拱架，也即在不搭设钢拱架的时候，通过侧模机构3、模板机构和岩面直接形成模腔，以供直接喷射浇筑。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种混凝土模喷用侧模机构，其特征在于：包括侧模支架和可伸缩的侧模板组件，侧模支架固定在模板的边部，侧模板组件安装在侧模支架上，并可在垂直于模板的方向上伸缩，伸出的侧模板组件可抵于隧道的岩面上，使岩面、模板、侧模板组件之间能相互配合形成模腔。

2.根据权利要求1所述的混凝土模喷用侧模机构，其特征在于：所述侧模板组件由若干连续排列的侧模板单元组成，每个侧模板单元均可进行独立的伸缩运动。

3.根据权利要求2所述的混凝土模喷用侧模机构，其特征在于：所述侧模板单元包括内行程架、侧模罩和伸缩机构，侧模罩可滑动的套设在内行程架上；所述伸缩机构设为油缸、气缸、齿轮机构或链传动机构，伸缩机构用于控制侧模罩在内行程架上滑动。

4.根据权利要求3所述的混凝土模喷用侧模机构，其特征在于：所述伸缩机构设为伸缩气缸，所述伸缩气缸的缸体连接在内行程架上，伸缩气缸的活塞杆连接在侧模罩上，并通过活塞杆的伸缩控制侧模罩相对于内行程架滑动。

5.根据权利要求4所述的混凝土模喷用侧模机构，其特征在于：所述伸缩气缸设于内行程架的内部，所述内行程架和侧模罩之间均匀间隔的设置有若干滑块。

6.根据权利要求5所述的混凝土模喷用侧模机构，其特征在于：所述滑块安装在内行程架的各外侧面，内行程架的每个滑块安装处均设置有滑块安装槽，滑块通过螺栓固定在滑块安装槽内。

7.根据权利要求6所述的混凝土模喷用侧模机构，其特征在于：所述内行程架和侧模罩均设为空心矩形结构，并在同侧分别设置有纵向的内行程架开口和侧模罩开口，所述内行程架内设置有固定座，所述伸缩气缸的缸体安装在固定座上；所述固定座在内行程架开口一侧与侧模支架连接。

8.根据权利要求7所述的混凝土模喷用侧模机构，其特征在于：内行程架的前端和后端分别设置有固定座，并在前端固定座和后端固定座上设置有气缸安装孔，伸缩气缸的缸体通过气缸安装孔固定在固定座上。

9.根据权利要求8所述的混凝土模喷用侧模机构，其特征在于：所述侧模支架包括固定梁和安装架，安装架包括竖向平行的安装前梁和安装后梁，分别用于安装前端固定座和后端固定座；所述固定梁与并安装前梁齐平，侧模支架通过固定梁安装在模板边部。