CN110173281A - 一种用于圆形隧洞混凝土浇筑的滑模系统 - Google Patents

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王强
张学彬
王峻
王再强
向建
邓鹏�
郑尧
陈钊
宋安瑞
王印
陈小康
刘清名
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    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
    • E21D11/04Lining with building materials
    • E21D11/10Lining with building materials with concrete cast in situ; Shuttering also lost shutterings, e.g. made of blocks, of metal plates or other equipment adapted therefor
    • E21D11/102Removable shuttering; Bearing or supporting devices therefor

Abstract

本发明公开了一种用于圆形隧洞混凝土浇筑的滑模系统,包括台车和滑模,滑模由滑模主体、滑模支撑移动系统和滑模牵引系统组成,滑模主体包括沿隧道走向平行布置为两列的弧面模板,滑模支撑移动系统包括两弧形轨道,滑轮沿弧形轨道支撑模板沿隧道横截面做弧形移动,滑模牵引系统包括两组卷扬机、定滑轮和钢丝绳,两组卷扬机间隔设置于台车上,并通过钢丝绳与模板背面牵引驱动联接。本发明滑模系统配合边模、顶拱模板施工能全实现断面一次性浇筑成型,施工效率高,解决了混凝土表面气泡、水泡、孔洞等质量缺陷。滑模系统机械化程度高、仅一人既能完成滑模升降操作、台车行进操作,操作简单、资源投入成本低。

Description

一种用于圆形隧洞混凝土浇筑的滑模系统
技术领域
本发明属于建筑工程混凝土浇筑施工技术领域,涉及水利水电工程隧洞衬砌混凝土浇筑施工的滑模系统设计应用。
背景技术
隧洞混凝土衬砌在建筑工程中经常应用,由于混凝土浇筑受模板的制约,混凝土振捣产生的气泡、积水附着在混凝土与模板之间难以排除,混凝土硬化后表面会形成气孔、水泡孔等质量缺陷;在高水头电站有压隧洞建设中,对混凝土表观质量要求极高,常规施工工艺难以避免该质量通病。
现有隧洞全断面衬砌混凝土主要采用全圆针梁台车,或上下洞分别衬砌两种方式。常规针梁台车能全断面一次浇筑混凝土,工序少,无纵向施工缝,但仰拱120°范围气泡严重,且不利用施工通行。上下半洞分开衬砌,一般采用脚手架+组合钢模板或上下半洞衬砌台车浇筑,该方案施工工艺繁琐,虽然可通过翻模抹面解决仰拱气泡,但机械化程度低,施工效率慢,模板易上浮。若底拱采用滑模,边、顶拱采用针梁钢模台车或普通钢模台车,均存在纵向施工缝需处理,对隧洞衬砌的整体性和质量可靠性不利。
滑模是混凝土浇筑常用的模具,使用滑模进行混凝土浇筑机械化程度高、施工速度快、经济性强,但一般应用于竖井衬砌、很难应用到水平隧洞衬砌中。
发明内容
本发明根据现有技术的不足,为解决混凝土浇筑质量缺陷,同时提高隧洞衬砌的整体性问题,公开了一种底拱滑模浇筑系统。
本发明通过以下技术方案实现:
用于圆形隧洞混凝土浇筑的滑模系统,包括沿隧道走向布置可移动的台车和台车支撑的滑模,其特征在于所述滑模由滑模主体、滑模支撑移动系统和滑模牵引系统组成,其中:
滑模主体;包括沿隧道走向平行布置为两列的模板,模板具有与圆形隧洞混凝土浇筑面匹配的弧面;
滑模支撑移动系统;包括:两弧形轨道;两轨道分别固定于台车沿隧道走向的两端,各模板背面联接多组支撑油缸用于支撑驱动模板沿隧道径向移动,各支撑油缸端部设置有滑轮,滑轮沿弧形轨道支撑模板沿隧道横截面做弧形移动;
滑模牵引系统;两列模板分别设置牵引系统,各模板的牵引系统包括两组卷扬机、定滑轮和钢丝绳,两组卷扬机间隔设置于台车上,并通过钢丝绳与模板背面牵引驱动联接。
本发明所述台车包括支撑框架,支撑框架为沿隧道走向布置的钢结构桁架,支撑框架下部沿隧道走向横向间隔固定布置有多根支撑横梁;两端的支撑横梁分别与两弧形轨道联接固定。
所述弧形轨道两端部与支撑横梁两端连接固定,弧形轨道的弧形中部有联接梁与支撑横梁联接固定。
所述弧形轨道是H钢弯曲成制成的滑行轨道,支撑油缸端部的滑轮为并行的两组并分别在H钢轨道的两侧凹槽中移动。
所述滑模牵引系统在牵引钢丝绳转向处设置定滑轮,钢丝绳在转向处绕过定滑轮、两端分别与卷扬机、模板背面牵引驱动联接。
本发明滑模系统用于圆形隧洞壁混凝土浇筑,与隧道边模、顶拱模板共同完成隧道壁的混凝土衬砌浇筑施工,滑模系统完成隧道断面中轴线下方约120°隧道壁的浇筑。整体滑模系统由台车支撑并随沿隧道走向移动,滑模系统完成浇筑时,台车固定。
滑模模板就位调整后,进行混凝土浇筑,待混凝接触到滑模面板的2/3后,卷扬机同时通过钢丝绳绕过滑轮牵引滑模模板向两侧移动,滑模移开后人工对混凝土表面进行抹面处理。随着混凝土的浇筑,滑模模板通过滑轮沿滑模轨道逐步向上滑升,直至接触到两侧固定模板完成浇筑。两侧滑模模板背面布置的多组滑模支撑油缸同时收缩,模板脱离混凝土面,再利用卷扬机牵引驱动沿轨道将滑模模板移动至下方,此时人工处理滑模面板范围的混凝土缺陷。并继续浇筑边顶混凝土直至仓面施工完成。
本发明滑模系统与传统的混凝土衬砌滑模相比具有以下优点:
本发明滑模系统配合边模、顶拱模板施工能全实现断面一次性浇筑成型,施工效率高,解决了混凝土表面气泡、水泡、孔洞等质量缺陷。滑模系统机械化程度高、仅一人既能完成滑模升降操作、台车行进操作,操作简单、资源投入成本低。本发明滑模系统制造成本低、工程实用性强,仰拱和边顶拱一次性浇筑衬砌,提升了整体质量,节约了施工工期,降低施工成本。
附图说明
图1是本发明滑模台车断面结构示意图;
图2本发明滑模台车侧视图,图中图面为侧视图竖直方向;
图中,1是支撑横梁,2是钢丝绳,3是轨道,4是台车,5是联接梁,6是滑轮,7是模板,8是支撑油缸,9是卷扬机,10是定滑轮。
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。
用于圆形隧洞混凝土浇筑的滑模系统,包括沿隧道走向布置可移动的台车4和台车支撑的滑模,滑模由滑模主体、滑模支撑移动系统和滑模牵引系统组成,其中:
滑模主体;包括沿隧道走向平行布置为两列的模板7,模板7具有与圆形隧洞混凝土浇筑面匹配的弧面;
滑模支撑移动系统;包括:两弧形轨道3;两轨道3分别固定于台车4沿隧道走向的两端,各模板7背面联接多组支撑油缸8用于支撑驱动模板7沿隧道径向移动,各支撑油缸8端部设置有滑轮6,滑轮6沿弧形轨道3支撑模板7沿隧道横截面做弧形移动;
滑模牵引系统;两列模板7分别设置牵引系统,各模板7的牵引系统包括两组卷扬机9、定滑轮10和钢丝绳2,两组卷扬机9间隔设置于台车4上,并通过钢丝绳2与模板7背面牵引驱动联接。
本发明所述台车4包括支撑框架,支撑框架为沿隧道走向布置的钢结构桁架,支撑框架下部沿隧道走向横向间隔固定布置有多根支撑横梁1;两端的支撑横梁1分别与两弧形轨道3联接固定。
弧形轨道3两端部与支撑横梁1两端连接固定,弧形轨道3的弧形中部有联接梁5与支撑横梁1联接固定。
弧形轨道3是H钢弯曲成制成的滑行轨道,支撑油缸8端部的滑轮6为并行的两组并分别在H钢轨道的两侧凹槽中移动。
滑模牵引系统在牵引钢丝绳2转向处设置定滑轮10,钢丝绳2在转向处绕过定滑轮10、两端分别与卷扬机9、模板7背面牵引驱动联接。
如图所示,本发明台车4采用滑模式针梁台车,通过针梁系统行走,行走时针梁后支腿通过针梁顶升千斤顶将针梁后支腿支撑在已浇筑完成的混凝土面,针梁前支腿通过针梁顶升千斤顶将针梁前支腿支撑在基岩面上。同时模板前支腿、模板后支腿悬空,此时移动卷扬机利用钢丝绳通过滑轮牵引顶部固定模板系统及滑模系统在针梁框架轨道上行进。
针梁系统通过模板支腿行走,行走时模板前支腿、模板后支腿通过顶模千斤顶将模板系统支撑,同时针梁后支腿及针梁前支腿悬空,此时移动卷扬机利用钢丝绳通过滑轮牵引针梁框架在针梁框架轨道上行进。
滑模系统主要通过卷扬机牵引仰拱120°滑模模板7上下移动。
模板7就位调整后,进行混凝土浇筑,待混凝接触到模板7面板的2/3后,利用支撑横梁1上布置的4台滑模卷扬机9同时通过钢丝绳2绕过定滑轮10牵引模板7向两侧移动,模板7移开后人工对混凝土表面进行抹面处理。随着混凝土的浇筑模板7通过滑轮6沿滑模轨道3逐步向上滑升,直至接触到两侧固定模板。然后两侧模板7上布置的4组滑模油缸8同时收缩,模板7脱离混凝土面,再利用滑模卷扬机9沿滑模轨道3将滑模模板7释放至下方,此时人工处理滑模模板7面板范围的混凝土缺陷。并继续浇筑边顶混凝土直至仓面施工完成。
工程实例:
某电站试验洞长136m,开挖断面9.1m×9.1m(宽×高)马蹄形,衬砌断面直径7.5m圆形洞型,衬砌厚度80cm。另外,隧洞存在40°转角。按照原来的衬砌混凝土施工方案上下半洞分开进行施工,需要施工工期约3个月,按照滑模方案全断面一次性进行施工,需1个月,节约工期约2个月。同时解决了仰拱气泡、麻面、纵向施工缝等质量缺陷,减少高水头电站混凝质量缺陷处理费用。

Claims (5)

1.一种用于圆形隧洞混凝土浇筑的滑模系统,包括沿隧道走向布置可移动的台车和台车支撑的滑模,其特征在于所述滑模由滑模主体、滑模支撑移动系统和滑模牵引系统组成,其中:
滑模主体;包括沿隧道走向平行布置为两列的模板,模板具有与圆形隧洞混凝土浇筑面匹配的弧面;
滑模支撑移动系统;包括:两弧形轨道;两轨道分别固定于台车沿隧道走向的两端,各模板背面联接多组支撑油缸用于支撑驱动模板沿隧道径向移动,各支撑油缸端部设置有滑轮,滑轮沿弧形轨道支撑模板沿隧道横截面做弧形移动;
滑模牵引系统;两列模板分别设置牵引系统,各模板的牵引系统包括两组卷扬机、定滑轮和钢丝绳,两组卷扬机间隔设置于台车上,并通过钢丝绳与模板背面牵引驱动联接。
2.根据权利要求1所述的用于圆形隧洞混凝土浇筑的滑模系统,其特征在于:所述台车包括支撑框架,支撑框架为沿隧道走向布置的钢结构桁架,支撑框架下部沿隧道走向横向间隔固定布置有多根支撑横梁;两端的支撑横梁分别与两弧形轨道联接固定。
3.根据权利要求2所述的用于圆形隧洞混凝土浇筑的滑模系统,其特征在于:所述弧形轨道两端部与支撑横梁两端连接固定,弧形轨道的弧形中部有联接梁与支撑横梁联接固定。
4.根据权利要求2所述的用于圆形隧洞混凝土浇筑的滑模系统,其特征在于:所述弧形轨道是H钢弯曲成制成的滑行轨道,支撑油缸端部的滑轮为并行的两组并分别在H钢轨道的两侧凹槽中移动。
5.根据权利要求2所述的用于圆形隧洞混凝土浇筑的滑模系统,其特征在于:所述滑模牵引系统在牵引钢丝绳转向处设置定滑轮,钢丝绳在转向处绕过定滑轮、两端分别与卷扬机、模板背面牵引驱动联接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111255483A (zh) * 2020-01-21 2020-06-09 中国水利水电第七工程局有限公司 一种圆形针梁滑模台车浇筑方法
CN111594228A (zh) * 2020-05-25 2020-08-28 浙江世润建创科技发展有限公司 圆形输水隧洞钢模台车衬砌及施工方法

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