CN109779684A - 集成式公路隧道电缆槽快速标准化施工装置及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集成式公路隧道电缆槽快速标准化施工装置及施工方法，施工装置包括模架、导轨式行走系统、模板系统、液压顶升系统和支撑系统，模架包括横梁及其上布设门架式结构；纵向主梁的下方安装导轨式行走系统，模板系统包括芯模和侧模；液压顶升系统包括调整主模架位置的主模架垂直顶升、控制芯模位置的芯模垂直/横向顶升、控制侧模位置的侧模垂直/横向顶升；支撑系统包括分别与侧模的上下口铰接的定位丝杆及主模架斜向支撑丝杆。本发明实现了隧道两侧电缆槽同时对称施工，隧道道面净宽有保障，工序交叉少，施工进度提升明显；铺底与墙身混凝土一次成型，减少施工冷缝，电缆槽整体性更好，电缆槽线型直顺，提高了隧道电缆槽的施工质量。

Description

集成式公路隧道电缆槽快速标准化施工装置及施工方法

技术领域

本发明属于公路隧道电缆槽施工技术领域，尤其涉及一种集成式公路隧道电缆槽快速标准化施工装置及施工方法。

背景技术

公路隧道电缆槽属于线性工程，沿隧道纵向分列左右两侧，电缆槽的线型直顺程度影响公路隧道行车的视线，线型直顺的公路隧道电缆槽能较大程度的提高隧道行车安全。

传统的电缆槽施工，通常采用小块组合钢模分段施工方法，分6次施工工序进行，即先行分别施做两侧电缆槽铺底混凝土，然后再施做两侧电缆槽贴墙墙身混凝土，最后施做两侧电缆槽中墙墙身混凝土。

这种方法的弊端是：(1)施工工序过多，工序间隔时间过长，不利于施工组织。(2)施工缝多，留下的施工缝隐患也多，电缆槽混凝土整体性差。(3)线形不顺畅，混凝土大面平整度较差。(4)作业持续时间长，严重影响施工进度，不利于快速、标准化施工。(5)劳动强度高，生产效率低，合格率也低。(6)交叉作业多，劳务人员作业安全风险高。(7)配套机械产生大量尾气及扬尘，影响隧道内的施工作业环境，环保效果差。

因此，如何提高公路隧道电缆槽的整体强度、外观线型、降低作业强度、加快施工进度，提高工作效率及作业安全性等成为公路隧道电缆槽施工过程中亟待解决的问题。

发明内容

针对上述背景技术中指出的现有技术存在的不足，本发明提供了一种集成式公路隧道电缆槽快速标准化施工装置及施工方法，可实现隧道内两侧电缆槽同时对称施工，铺底与墙身混凝土一次成型；采用自行式导轨行走装置，可实现快速移动，机械化程度高，有效降低了施工人员的劳动强度，提升了工作效率；采用液压顶升系统对侧模、芯模进行安装、精确定位、支撑及拆除，安装定位操作简单、时间短。

本发明是这样实现的，一种集成式公路隧道电缆槽快速标准化施工装置，包括模架、导轨式行走系统、模板系统、液压顶升系统和支撑系统，所述模架包括两条设置于模架底部的纵向主梁及横梁，沿两条纵向主梁的长度方向布设多个门架结构，所述同一纵向主梁侧的门架结构之间设置横梁；所述纵向主梁的下方安装导轨式行走系统，所述导轨式行走系统包括行走电机、行走轮和导轨，所述行走电机与行走轮连接，所述纵向主梁底部的四角支撑位置处安装行走轮，所述行走轮安装于导轨中；所述模板系统包括模架两侧设置的芯模和侧模，所述芯模靠近公路隧道内的两侧壁，所述侧模位于两芯模之间靠近芯模处；所述液压顶升系统包括主模架垂直顶升、芯模垂直顶升、芯模横向顶升、侧模垂直顶升和侧模横向顶升，所述主模架垂直顶升设置于纵向主梁上方的门架结构上，所述芯模垂直顶升和芯模横向顶升均与芯模连接后连接至门架结构上，所述侧模垂直顶升和侧模横向顶升均与侧模连接后连接至门架结构上；所述支撑系统包括设置于纵向主梁上的侧模上口定位丝杆、侧模下口定位丝杆和主模架斜向支撑丝杆，所述侧模上口定位丝杆和侧模下口定位丝杆分别与侧模的上、下口铰接，所述主模架斜向支撑丝杆通过地锚固定。

优选地，所述芯模垂直顶升通过辅助拉杆与门架结构连接，所述芯模横向顶升设置于门架结构上固定的横向支架上。

优选地，所述侧模垂直顶升通过辅助拉杆与门架结构连接，所述侧模横向顶升安装于门架结构两侧的底部。

优选地，所述门架结构布设3个。

优选地，所述同一纵向主梁侧的门架结构之间设置交叉的斜撑。

优选地，所述行走轮为凹形行走轮，所述行走轮设有四组八个，两组为主动轮，两组为从动轮。

优选地，所述芯模和侧模等长，所述芯模和侧模采用钢板制成。

本发明进一步提供了一种集成式公路隧道电缆槽快速标准化施工方法，包括以下步骤：

(1)测量放线

按设计图纸尺寸，放出电缆槽平面位置，并用墨线在隧道侧壁上精确标示标高，施工时通过挂线将各平面位置点连起来；

(2)基底清理与墙面凿毛

施工前基层上的杂物进行凿除、清理，同时对贴墙位置的二衬面进行凿毛处理，确保电缆槽混凝土与先期施工混凝土的良好粘结；

(3)钢筋安装

钢筋与模板间设置砂浆垫块，钢筋安装时保证钢筋的保护层厚度；

(4)预埋件设置检查

对照预埋件设置清单，按设计要求预留洞室；

(5)模板安装

a.施工装置就位后，锁定轨道夹轨器；

b.通过侧模横向顶升的液压油缸将侧模横向移动至设计平面位置，再通过侧模垂直顶升的液压油缸调整模板标高至设计标高；

c.通过芯模垂直顶升的液压油缸将芯模下放至设计高程；同时，调整芯模横向顶升的液压油缸，将芯模调整至设计平面位置；

d.安装固定各丝杆，使模板位置固定；

e.安装端头模板、涂脱模剂、检查模板定位紧固状态；

(6)混凝土浇注：混凝土均匀分层、对称浇注，铺底、内外侧墙身一次性浇筑完成；

(7)拆模、切缝、养生

a.拆除固定丝杆；

b.调整液压顶升油缸，拆除、提升芯模和侧模；

c.前移导轨，启动行走电机，移动施工装置至下一循环施工位置；

d.电缆槽混凝土浇筑完成后及时进行养生，洒水养生不少于7天；

e.电缆槽混凝土拆模完成后按要求进行切缝。

优选地，所述步骤(6)中，混凝土的坍落度控制在14～16cm范围。

优选地，所述步骤(6)中，混凝土浇筑过程采用3cm插入式振捣棒进行分层振捣，混凝土浇筑至芯模底部时，进行一次振捣，防止芯模底部出现气泡等现象。

相比于现有技术的缺点和不足，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明的公路隧道电缆槽施工装置采用整体式模板台车配定型模板，实现了隧道内两侧电缆槽同时对称施工，隧道道面净宽有保障，且工序交叉少，施工进度提升明显。

(2)本发明的公路隧道电缆槽施工装置采用定型侧模及芯模，实现了铺底与墙身混凝土一次成型，减少了施工工序，消除了不必要的施工冷缝，提高了隧道电缆槽的施工质量，电缆槽整体性更好，达到优质耐久的品质目标；此外，整体式侧模及定型芯模的应用，便于电缆槽结构尺寸的控制，结构尺寸及外观质量有保证，成型的电缆槽线型直顺，更好的实现了隧道电缆槽视线诱导的功能，创造了安全舒适的行车体验。

(3)本发明采用自行式导轨行走系统，可实现快速移动，机械化程度高，减少了辅助机械设备的使用，有效降低了施工人员的劳动强度，提升了工作效率，人工费节约了近60％，降低了劳务成本，经济效益明显。

(4)本发明通过液压顶升系统对侧模、芯模进行安装、精确定位、支撑及拆除，安装定位操作简单、时间短，简化了操作步骤，施工质量控制有保障。

(5)本发明模板实行“专模专用”，可循环使用，周转损耗小，提高了模板利用率。

(6)本发明充分发挥了集成机械设备所具有的机械化程度高、尾气排放少、作业环境好、安全系数高等优点，避免了传统小钢模施工作业面长、安全管理隐患点多、作业环境差等问题，施工的安全、环保及职业健康得到进一步提升，社会效益显著，认可度较高。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种集成式公路隧道电缆槽快速标准化施工装置的主视图。

图2是本发明实施例提供的一种集成式公路隧道电缆槽快速标准化施工装置的侧视图。

图中：1-纵向主梁；2-门架结构；3-辅助拉杆；4-行走轮；5-导轨；6-芯模；7-侧模；8-主模架垂直顶升；9-芯模垂直顶升；10-芯模横向顶升；11-侧模垂直顶升；12-侧模横向顶升；13-侧模上口定位丝杆；14-侧模下口定位丝杆；15-主模架斜向支撑丝杆；16-横梁；17-斜撑；18-横向支架。

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。

参照图1和图2，一种集成式公路隧道电缆槽快速标准化施工装置，包括模架、导轨式行走系统、模板系统、液压顶升系统和支撑系统。

模架包括两条设置于模架底部的纵向主梁1及横梁16，纵向主梁1长7m，沿两条纵向主梁1的长度方向布设3个门架结构2，同一纵向主梁1侧的门架结构2之间设置横梁16，同一纵向主梁1侧的门架结构2之间设置交叉的斜撑17以加强门架结构2的稳定性。所述纵向主梁1的下方安装导轨式行走系统。

导轨式行走系统包括行走电机、行走轮4和导轨5，行走电机与行走轮4连接，行走电机可安装于模架的两侧，各安装一组，纵向主梁1底部的四角支撑位置处安装行走轮4，行走轮4安装于模架底部的导轨5中，通过导轨5实现模架的前后移动。行走轮4可采用凹形行走轮，采用四组八个，两组为主动轮，两组为从动轮。

模板系统包括模架两侧设置的芯模6和侧模7，各配备两套，芯模长9.2m，外尺寸根据电缆槽设计内轮廓尺寸制作；侧模高1.05m，长9.2m，采用整体钢板制作而成，大面平整无接缝和错台，芯模6靠近公路隧道内的两侧壁，侧模7位于两芯模6之间靠近芯模6处。

液压顶升系统包括主模架垂直顶升8、芯模垂直顶升9、芯模横向顶升10、侧模垂直顶升11和侧模横向顶升12，主模架垂直顶升8设置于纵向主梁1上方的门架结构2上，主要负责调整主模架，辅助芯模垂直顶升9抽出芯模6；芯模垂直顶升9和芯模横向顶升10均与芯模6连接后连接至门架结构2上，芯模垂直顶升9负责芯模6的标高调整和脱模；芯模横向顶升10负责调整芯模6的水平位置；侧模垂直顶升11和侧模横向顶升12均与侧模7连接后连接至门架结构2上，侧模垂直顶升11负责侧模7的标高调整；侧模横向顶升12负责控制侧模7的水平位置。具体地，芯模垂直顶升9可通过辅助拉杆3与门架结构2连接，侧模垂直顶升11通过另一辅助拉杆3与门架结构2连接，在门架结构2上固定的横向支架18，芯模横向顶升10设置于横向支架18上，侧模横向顶升12安装于门架结构2两侧的底部。

支撑系统包括设置于纵向主梁1上的侧模上口定位丝杆13、侧模下口定位丝杆14和主模架斜向支撑丝杆15，侧模上口定位丝杆13和侧模下口定位丝杆14分别与侧模7的上、下口铰接，主要为限制侧模7的位置，防止侧模7在浇筑过程中移位或者跑模；主模架斜向支撑丝杆15通过地锚固定，主要为固定主模架，防止发生偏移等。

本发明的施工装置的主要设备材料如下表1所示：

表1集成式公路隧道电缆槽快速标准化施工装置的主要设备材料

序号	材料名称	规格型号	单位	数量
					1	门架结构横梁	I20a	m	22.5(3根)
2	门架结构纵梁	I20a	m	25.5(6根)
					3	斜撑	I20a	m	22.8(6根)
4	侧模	8mm钢板	㎡	26.38(2片)
					5	芯模	8mm钢板	㎡	67.76(2个)
6	油缸	150×0.6	根	4
					7	油缸	100×0.45	根	12
8	油缸	100×1.00	根	4
					9	侧模上口定位丝杆	100×0.6	根	12
10	侧模下口定位丝杆	100×1.00	根	12
					11	主模架支撑丝杆	100×1.30	根	4
12	行走电机	3KW	个	2

本发明的集成式公路隧道电缆槽快速标准化施工装置的施工方法如下：

(1)测量放线

按设计图纸尺寸，用全站仪每9m放出电缆槽平面位置，并用墨线在隧道侧壁上精确标示标高，施工时通过挂线将各平面位置点连起来，以便模板安装；在曲线上适当调整以达到圆顺美观效果。

(2)基底清理与墙面凿毛

施工前对基层上的杂物进行凿除、清理，同时对贴墙位置的二衬面进行凿毛处理，确保电缆槽混凝土与先期施工混凝土的良好粘结；

(3)钢筋安装

钢筋加工按设计图纸尺寸配料，钢筋的制作统一在钢筋加工厂进行，制作工艺均应符合规范规定。钢筋安装时钢筋与模板间设置砂浆垫块，钢筋安装时保证钢筋的保护层厚度；钢筋表面应保证清洁，钢筋间距允许误差±5mm，钢筋搭接长度大于等于30d。

(4)预埋件设置检查

对照预埋件设置清单，按设计要求预留洞室；

(5)模板安装

a.施工装置就位后，锁定轨道夹轨器；

b.通过侧模横向顶升12的液压油缸将侧模7横向移动至设计平面位置，再通过侧模垂直顶升11的液压油缸调整模板标高至设计标高；

c.通过芯模垂直顶升9的液压油缸将芯模6下放至设计高程；同时，调整芯模横向顶升10的液压油缸，将芯模6调整至设计平面位置；

d.安装固定各丝杆，使模板位置固定；

e.安装端头模板、涂脱模剂、检查模板定位紧固状态；

(6)混凝土浇注：混凝土均匀分层、对称浇注，铺底、内外侧墙身一次性浇筑完成；混凝土坍落度宜控制在14～16cm范围。混凝土浇筑过程采用3cm插入式振捣棒进行分层振捣，混凝土浇筑至芯模底部时，进行一次振捣，防止芯模底部出现气泡等现象。

(7)拆模、切缝、养生

a.拆除固定丝杆支撑；

b.调整液压顶升油缸，拆除、提升芯模6和侧模7；

c.前移导轨5，启动行走电机，移动施工装装置至下一循环施工位置；

d.电缆槽混凝土浇筑完成后及时进行养生，洒水养生不少于7天；

e.电缆槽混凝土拆模完成后，每9m按要求进行切缝；

2012-2014年度，在甘肃路桥建设集团有限公司中标承建的十堰至天水高速公路甘肃段徽县(大石碑)至天水公路ST11合同段成州隧道、兰州至郎木寺高速公路(S2)临夏至合作段土建工程LH13合同段香拉隧道等多座隧道电缆槽施工过程中应用，成州隧道左线2066m，右线2120m，电缆槽均采用本发明进行施工，有效控制了隧道电缆槽的几何尺寸和线型平顺，保证了隧道行车的舒适性，避免了电缆槽高程起伏、线型曲折等问题，视线诱导效果好，行车舒适，社会认可度高。该装置集成式施工设备的应用，减少了施工过程的工序交叉，便于标准化、规范化、集约化组织施工，施工时间缩短约25％，施工进度提升明显；大幅度降低了劳动强度，节约人工60％以上，施工进度明显提升；减少了辅助机械的投入，尾气排放减少，作业环境及人员安全性明显改善，安全、环保及职业健康得到进一步提升；操作简便、质量控制规范，大幅度提高了隧道电缆槽的施工质量；同时，该装置的使用是全面实现隧道机械化作业的跨越，是响应国家“品质工程”号召，实现“优质耐久、安全舒适、经济环保、社会认可”建设目标的又一迈进。

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 (10)

1.一种集成式公路隧道电缆槽快速标准化施工装置，其特征在于，包括模架、导轨式行走系统、模板系统、液压顶升系统和支撑系统，所述模架包括两条设置于模架底部的纵向主梁及横梁，沿两条纵向主梁的长度方向布设多个门架结构，所述同一纵向主梁侧的门架结构之间设置横梁；所述纵向主梁的下方安装导轨式行走系统，所述导轨式行走系统包括行走电机、行走轮和导轨，所述行走电机与行走轮连接，所述纵向主梁底部的四角支撑位置处安装行走轮，所述行走轮安装于导轨中；所述模板系统包括模架两侧设置的芯模和侧模，所述芯模靠近公路隧道内的两侧壁，所述侧模位于两芯模之间靠近芯模处；所述液压顶升系统包括主模架垂直顶升、芯模垂直顶升、芯模横向顶升、侧模垂直顶升和侧模横向顶升，所述主模架垂直顶升设置于纵向主梁上方的门架结构上，所述芯模垂直顶升和芯模横向顶升均与芯模连接后连接至门架结构上，所述侧模垂直顶升和侧模横向顶升均与侧模连接后连接至门架结构上；所述支撑系统包括设置于纵向主梁上的侧模上口定位丝杆、侧模下口定位丝杆和主模架斜向支撑丝杆，所述侧模上口定位丝杆和侧模下口定位丝杆分别与侧模的上、下口铰接，所述主模架斜向支撑丝杆通过地锚固定。

2.如权利要求1所述的集成式公路隧道电缆槽快速标准化施工装置，其特征在于，所述芯模垂直顶升通过辅助拉杆与门架结构连接，所述芯模横向顶升设置于门架结构上固定的横向支架上。

3.如权利要求1所述的集成式公路隧道电缆槽快速标准化施工装置，其特征在于，所述侧模垂直顶升通过辅助拉杆与门架结构连接，所述侧模横向顶升安装于门架结构两侧的底部。

4.如权利要求1-3任一项所述的集成式公路隧道电缆槽快速标准化施工装置，其特征在于，所述门架结构布设3个。

5.如权利要求4所述的集成式公路隧道电缆槽快速标准化施工装置，其特征在于，所述同一纵向主梁侧的门架结构之间设置交叉的斜撑。

6.如权利要求5所述的集成式公路隧道电缆槽快速标准化施工装置，其特征在于，所述行走轮为凹形行走轮，所述行走轮设有四组八个，两组为主动轮，两组为从动轮。

7.如权利要求6所述的集成式公路隧道电缆槽快速标准化施工装置，其特征在于，所述芯模和侧模等长，所述芯模和侧模采用钢板制成。

8.一种集成式公路隧道电缆槽快速标准化施工方法，包括以下步骤：

(1)测量放线

按设计图纸尺寸，放出电缆槽平面位置，并用墨线在隧道侧壁上精确标示标高，施工时通过挂线将各平面位置点连起来；

(2)基底清理与墙面凿毛

施工前基层上的杂物进行凿除、清理，同时对贴墙位置的二衬面进行凿毛处理，确保电缆槽混凝土与先期施工混凝土的良好粘结；

(3)钢筋安装

钢筋与模板间设置砂浆垫块，钢筋安装时保证钢筋的保护层厚度；

(4)预埋件设置检查

对照预埋件设置清单，按设计要求预留洞室；

(5)模板安装

a.施工装置就位后，锁定轨道夹轨器；

b.通过侧模横向顶升的液压油缸将侧模横向移动至设计平面位置，再通过侧模垂直顶升的液压油缸调整模板标高至设计标高；

c.通过芯模垂直顶升的液压油缸将芯模下放至设计高程；同时，调整芯模横向顶升的液压油缸，将芯模调整至设计平面位置；

d.安装固定各丝杆，使模板位置固定；

e.安装端头模板、涂脱模剂、检查模板定位紧固状态；

(6)混凝土浇注：混凝土均匀分层、对称浇注，铺底、内外侧墙身一次性浇筑完成；

(7)拆模、切缝、养生

a.拆除固定丝杆；

b.调整液压顶升油缸，拆除、提升芯模和侧模；

c.前移导轨，启动行走电机，移动施工装置至下一循环施工位置；

d.电缆槽混凝土浇筑完成后及时进行养生，洒水养生不少于7天；

e.电缆槽混凝土拆模完成后按要求进行切缝。

9.如权利要求8所述的集成式公路隧道电缆槽快速标准化施工方法，其特征在于，所述步骤(6)中，混凝土的坍落度控制在14～16cm范围。

10.如权利要求9所述的集成式公路隧道电缆槽快速标准化施工方法，其特征在于，所述步骤(6)中，混凝土浇筑过程采用3cm插入式振捣棒进行分层振捣，混凝土浇筑至芯模底部时，进行一次振捣，防止芯模底部出现气泡。