CN110778335B - 一种隧道二衬中埋式止水带安装装置及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隧道二衬中埋式止水带安装装置及其施工方法，所述安装装置包括内侧钢板堵头、外侧钢板堵头、合页、活动铰和中埋式止水带，所述合页的一端与内侧钢板堵头固定连接，另一侧与外侧钢板堵头固定连接，所述内侧钢板堵头的一端与二衬台车通过活动铰连接，所述中埋式止水带通过内侧钢板堵头与外侧钢板堵头进行固定；采用该安装装置对隧道的中埋式止水带进行安装，施工过程中能够节省人力、物力，降低施工成本的同时还提高了中埋式止水带的施工质量。
Description
技术领域
本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种隧道二衬中埋式止水带安装装置及施工方法。
背景技术
在隧道防排水系统中，二次衬砌的施工缝位置属于最薄弱的部位。设计一般采用中埋式止水带，但是在中埋式止水带安装施工时，普遍存在操作不方便，定位不准确，安装不牢固，浇筑时发生移位等现象，导致中埋式止水带无法充分发挥作用，防水功能失效，这在传统的木模堵头、甚至在使用全钢模堵头时都不能很好的解决该问题。所以在隧道二衬施工时，如何使中埋式止水带安装定位准确、牢固就是隧道施工过程中亟需解决的难题。
发明内容
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
针对上述问题，本发明提供一种隧道二衬中埋式止水带安装装置及其施工方法，本发明的中埋式止水带安装装置结构简单，制作方便且成本低廉，有效解决了中埋式止水带在安装时定位不准确，安装不牢固，浇筑时发生移位等问题，有效提升了隧道的施工质量。
本发明的具体技术方案为：一种隧道二衬中埋式止水带安装装置，所述安装装置包括内侧钢板堵头、外侧钢板堵头、合页、活动铰和中埋式止水带，所述合页的一端与内侧钢板堵头固定连接，另一侧与外侧钢板堵头固定连接，所述内侧钢板堵头的一端与二衬台车通过活动铰连接，所述中埋式止水带通过内侧钢板堵头与外侧钢板堵头进行固定。
进一步地，所述内侧钢板堵头与外侧钢板堵头连接时其间隙为15mm～20mm。
更进一步地，所述内侧钢板堵头、外侧钢板堵头的厚度均为10mm。
更进一步地，所述合页的连接处设置有中心孔，所述中心孔的中心与内侧钢板堵头、外侧钢板堵头的垂直距离均为125mm。
本发明还提供了上述隧道二衬中埋式止水带安装装置在隧道施工中的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：二衬台车全钢模堵头制作
根据隧道二衬净空的结构尺寸，将整弧全钢模堵头钢板分为拱顶、边墙、拱脚三部分；所述拱顶段分为10段，边墙段分为8段，两侧边墙各4段，分别为第一边墙段堵头、第二边墙段堵头、第三边墙段堵头、第四边墙段堵头；所述拱脚分为4段，两侧边墙各2段，分别为第一拱脚段堵头、第二拱脚段堵头；根据二衬设计厚度确定中埋式止水带的位置，然后分别计算出拱顶、边墙、拱脚所需内侧钢板堵头的内、外弧加工半径以及外侧钢板堵头的内、外弧加工半径；
S2：二衬台车全钢模堵头安装
将步骤S1中加工成型的内侧钢板堵头、外侧钢板堵头中部与合页固定连接；将内侧钢板堵头一端通过活动铰与二衬台车堵头连接；
S3： 中埋式止水带的安装
通过活动铰翻转内侧钢板堵头，使内侧钢板堵头与初支面环向支撑，将双铰接钢板堵头按照拱顶、边墙的顺序，将铰接的一半合页焊接到二衬台车端头上，通过合页翻转外侧堵头钢板将中埋式止水带固定在内侧钢板堵头和外侧钢板堵头之间，最后加固内侧钢板堵头和外侧钢板堵头，然后进行混凝土浇筑作业，浇筑过程进行为自上而下浇筑；
S4：全钢模堵头脱模
待混凝土强度符合要求后，开始拆除全钢模堵头；首先将中埋式止水带至防水板一侧的外侧钢板堵头翻转下来，并与内侧堵头钢板固定在一起，然后将整个堵头钢板通过活动铰翻转至二衬台车内侧，完成堵头模板的脱模作业。
进一步地，所述内侧钢板堵头的外弧加工半径为二衬台车半径与二分之一衬砌砼厚度之和，内弧加工半径为二衬台车半径、二分之一衬砌砼厚度与中埋式止水带厚度之和。
更进一步地，外侧钢板堵头外弧加工半径为二衬台车半径与衬砌砼厚度之和，内弧加工半径为二衬台车半径与二分之一衬砌砼厚度之和。
本发明的优点：
本发明的双铰接钢板板堵头，制作简单，成本低廉，使用方便，在隧道的中埋式止水带施工过程中节省人力、物力，降低施工成本的同时还提高了中埋式止水带的施工质量；
本发明的双铰接钢板板堵头，通过双铰接翻转的原理，实现了堵头模板和中埋式止水带的准确定位和快速安装；
采用双铰接全钢板堵头有效解决了中埋式止水带埋设不规范的问题，同时减少了木模堵头的拼装缝，使二次衬砌混凝土端头处拆模后表面更平顺；
双铰接全钢模堵头使中埋式止水带一半外露，一半埋入二衬砼中，且安装过程不会损伤中埋式止水带，混凝土浇筑过程中堵头模板无涨模现象，中埋式止水带也不会发生偏移等现象，解决了以往施工中中埋式止水带施工质量差的问题。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为一种隧道二衬中埋式止水带安装装置的施工方法的工艺流程图；
图2为一种隧道二衬中埋式止水带安装装置的结构示意图；
图3为一种隧道二衬中埋式止水带安装装置使用状态的结构示意图；
图4为一种隧道二衬中埋式止水带安装装置全钢模堵头分段示意图；
图5为一种隧道二衬中埋式止水带安装装置全钢模堵头边墙段堵头分段示意图；
图6为一种隧道二衬中埋式止水带安装装置全钢模堵头拱脚段堵头分段示意图；
图7为一种隧道二衬中埋式止水带安装装置的全钢模堵头与二衬台车端头连接示意图。
附图标记：
1为二衬台车、2为活动铰、3为内侧钢板堵头、4为外侧钢板堵头、5为合页、6为中埋式止水带、Q1为第一边墙段堵头、Q2为第二边墙段堵头、Q3为第三边墙段堵头、Q4为第四边墙段堵头、J1为第一拱脚段堵头、J2为第二拱脚段堵头。
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用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例
参考图1至图7，如图1至图7所示，一种隧道二衬中埋式止水带安装装置，所述安装装置包括内侧钢板堵头3、外侧钢板堵头4、合页5、活动铰2和中埋式止水带6，所述合页的一端与内侧钢板堵头3固定连接，另一侧与外侧钢板堵头固定连接，所述内侧钢板堵头3的一端与二衬台车1通过活动铰2连接，所述中埋式止水带6通过内侧钢板堵头3与外侧钢板堵头4进行固定。
所述内侧钢板堵头3与外侧钢板堵头4连接时其间隙为15mm～20mm。
所述内侧钢板堵头3、外侧钢板堵头4的厚度均为10mm。
所述合页5的连接处设置有中心孔，所述中心孔的中心与内侧钢板堵头3、外侧钢板堵头4的垂直距离均为125mm。
隧道二衬中埋式止水带安装装置的施工方法，包括以下步骤：
S1：二衬台车全钢模堵头制作
根据隧道二衬净空的结构尺寸，将整弧全钢模堵头钢板分为拱顶、边墙、拱脚三部分；所述拱顶段分为10段，边墙段分为8段，两侧边墙各4段，分别为第一边墙段堵头Q1、第二边墙段堵头Q2、第三边墙段堵头Q3、第四边墙段堵头Q4；所述拱脚分为4段，两侧边墙各2段，分别为第一拱脚段堵头J1、第二拱脚段堵头J2；根据二衬设计厚度确定中埋式止水带的位置，然后分别计算出拱顶、边墙、拱脚所需内侧钢板堵头3的内、外弧加工半径以及外侧钢板堵头4的内、外弧加工半径；
S2：二衬台车全钢模堵头安装
将步骤S1中加工成型的内侧钢板堵头3、外侧钢板堵头中部与合页固定连接；将内侧钢板堵头3一端通过活动铰与二衬台车堵头连接；
S3： 中埋式止水带的安装
通过活动铰翻转内侧钢板堵头3，使内侧钢板堵头3与初支面环向支撑，将双铰接钢模堵头按照拱顶-边墙的顺序，将铰接的一半合页焊接到二衬台车端头上，通过合页翻转外侧堵头钢板将中埋式止水带固定在内侧钢板堵头3和外侧钢板堵头之间，最后加固内侧钢板堵头3和外侧钢板堵头，然后进行混凝土浇筑作业，浇筑过程进行为自上而下浇筑；中埋式止水带安装过程中需注意将先浇筑一端采用钢筋支架与浇筑侧二衬钢筋连接固定，以防止浇筑端中埋式止水带在二衬混凝土浇筑过程中出现无法准确居中的情况；在翻转外侧堵头钢板的过程中，需注意防止损坏中埋式止水带。
S4：全钢模堵头脱模
待混凝土强度符合要求后，开始拆除全钢模堵头；首先将中埋式止水带至防水板一侧的外侧钢板堵头翻转下来，并与内侧堵头钢板固定在一起，然后将整个堵头钢板通过活动铰翻转至二衬台车内侧，完成堵头模板的脱模作业。使用该方法脱模在整个过程中不会损伤外露部分的中埋式止水带，且利用该全钢模堵头浇筑完二衬混凝土后，双铰接钢模位置准确，弧形圆顺，完全符合设计和规范要求。
所述内侧钢板堵头3的外弧加工半径为二衬台车半径与二分之一衬砌砼厚度之和，内弧加工半径为二衬台车半径、二分之一衬砌砼厚度与中埋式止水带厚度之和。
所述外侧钢板堵头4的外弧加工半径为二衬台车半径与衬砌砼厚度之和，内弧加工半径为二衬台车半径与二分之一衬砌砼厚度之和。
实验例
工程名称：彭大高速公路PDSYSG-6合同段大寨塬隧道；
工程地点：甘肃省平凉市崆峒区大寨乡土谷堆村前梁社；
施工工期：2016年12月15日开工，2018年12月15日完工；
工程概况：大寨塬隧道为分离式隧道，右线起讫桩号为YK52+300～YK54+179，纵坡及坡长为-1.54％/3890m，全长1879m，左线起讫桩号ZK52+300～ZK54+200，纵坡及坡长为-1.533％/3890m，全长1900m，隧道最大埋深180m；隧道大部分位于直线段上，右线出口端位于R-900m的平曲线上，左线出口端位于R-800m的平曲线上，右线设置明洞29m，左线设置明洞42m，全部为V级围岩。
二衬台车全钢板堵头的制作：
拱顶堵头分为10小段，每小段加工尺寸相同，外侧钢板堵头外弧加工半径5.88m；内弧加工半径为5.67m；内侧钢板堵头外弧加工半径为5.67m，内侧钢板堵头内弧加工半径为5.68；
边墙段堵头分为8小段，其中左、右边墙各4段，Ｑ1-3段的加工尺寸相同，其中外侧钢板堵头外弧加工半径5.88m，外侧钢板堵头内弧加工半径为5.67m；内侧钢板堵头外弧加工半径为5.67m，内侧钢板堵头内弧加工半径5.68m；Ｑ4段与Ｑ4’段外侧钢板堵头外弧加工半径为8.38m，外侧钢板堵头的内弧加工半径为8.17m；内侧钢板堵头外弧加工半径为8.17m，内侧钢板堵头的内弧加工半径为8.18m。
拱脚段堵头分为4小段，其中左、右边墙各2段，其中Ｊ1段的加工尺寸相同，外侧钢板堵头外弧加工半径为8.38m，外侧钢板堵头内弧加工半径为8.17m；内侧钢板堵头外弧加工半径为8.17m；内侧钢板堵头内弧加工半径为8.18m；Ｊ2段外侧钢板堵头外弧加工半径1.65m，外侧钢板堵头内弧加工半径为1.44m；内侧钢板堵头外弧加工半径为1.44m；内侧钢板堵头的内弧加工半径为1.45m。
施工质量检测指标：
验收标准按照《公路工程质量检验评定标准》（土建工程）（JTG F80/1-2017）止水带项目来检验，实测项目见表1。
表1 止水带实测项目
| 项次 | 检查项目 | 规定值或允许偏差 | 检查方法和频率 |
| 1 | 纵向偏离（mm） | ±50 | 尺量：每环3处 |
| 2 | 偏离衬砌中心线(mm) | ≤30 | 尺量：每环3处 |
关键工序质量控制措施：
1.钢材的质量控制
所有钢材进场前必须有出厂合格证，以同炉号不超过60T或按批次为一个取样单位，其机械性能分别按GB13013、GB1499和GB/T5224执行。进场时按规定进行外观、硬度检查，检验合格后方可使用。
钢板先加工制作成半成品，对每段加工半成品运输到现场后进行分段安装，钢板的焊接符合规范要求。
2.排水系统质量控制
双铰接全钢模的尺寸及技术指标应满足设计和规范要求，安装过程不应损伤中埋式止水带，安装完成后应线型圆顺，位置居中，且必须落底至二衬拱脚处。确保隧道纵、环、横向排水管道畅通。
经济效益：隧道二衬中埋式止水带双铰接全钢模堵头施工工法在彭大高速公路PDSYSG-6合同段大寨塬隧道得到成功应用，采用全钢模堵头，一次加工成型后无需再次更换，节省了大量的木板等辅助材料，利用全钢模堵头施工中埋式止水带时，只需2个工人，较传统堵头施工，节约了大量的人工和时间。采用本发明的全钢模堵头与传统的木模堵头相比，经济效益见表2：
表1 全钢模堵头经济效益分析表
| 序号 | 比较项目 | 全钢模堵头 | 传统的木模堵头 |
| 1 | 堵头安装用时（h） | 3 | 4 |
| 2 | 人工（工日） | 44元/米 | 67元/米 |
| 3 | 安全稳定性能分析 | 高 | 一般 |
| 4 | 机械化、自动化程度 | 高 | 低 |
| 5 | 维修频率 | 低 | 高 |
环保效益：该工法采用全钢模堵头，大量减少二衬传统施工工艺中堵头加工使用的木材、木楔等辅助材料，降低了废弃物的产生，且不造成空气污染和噪音污染。
节能效益：该工法能够减少二衬堵头加工使用的木材、木楔等辅助材料，以及加工木板所用的一系列小型机具，同时提高了堵头模板的周转次数，节能效果明显。
社会效益：采用二衬双铰接全钢模堵头施工有效的提升了中埋止水带的施工质量，该工法的使用不增加劳动力和施工作业时间，但大幅提高了隧道二衬防排水系统的施工质量，同时，该功法的使用是对隧道防排水系统的重点部位、薄弱环节开展精细化施工的有效提升，通过观测后效果，
中埋式止水带平整、无错台，防排水效果明显，社会效益显著。
本发明的双铰接钢板板堵头，制作简单，成本低廉，使用方便，在隧道的中埋式止水带施工过程中节省人力、物力，降低施工成本的同时还提高了中埋式止水带的施工质量；
本发明的双铰接钢板板堵头，通过双铰接翻转的原理，实现了堵头模板和中埋式止水带的准确定位和快速安装；
采用双铰接全钢板堵头有效解决了中埋式止水带埋设不规范的问题，同时减少了木模堵头的拼装缝，使二次衬砌混凝土端头处拆模后表面更平顺；
双铰接全钢模堵头使中埋式止水带一半外露，一半埋入二衬砼中，且安装过程不会损伤中埋式止水带，混凝土浇筑过程中堵头模板无涨模现象，中埋式止水带也不会发生偏移等现象，解决了以往施工中中埋式止水带施工质量差的问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种隧道二衬中埋式止水带安装装置的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：二衬台车全钢模堵头制作
根据隧道二衬净空的结构尺寸，将整弧全钢模堵头钢板分为拱顶、边墙、拱脚三部分；所述拱顶段分为10段，边墙段分为8段，两侧边墙各4段，分别为第一边墙段堵头（Q1）、第二边墙段堵头（Q2）、第三边墙段堵头（Q3）、第四边墙段堵头（Q4）；所述拱脚分为4段，两侧边墙各2段，分别为第一拱脚段堵头（J1）、第二拱脚段堵头（J2）；根据二衬设计厚度确定中埋式止水带的位置，然后分别计算出拱顶、边墙、拱脚所需内侧钢板堵头（3）的内、外弧加工半径和外侧钢板堵头（4）的内、外弧加工半径；
S2：二衬台车全钢模堵头安装
将步骤S1中加工成型的内侧钢板堵头（3）、外侧钢板堵头（4）中部与合页（5）固定连接；将内侧钢板堵头（3）一端通过活动铰（2）与二衬台车堵头连接；
S3：中埋式止水带的安装
通过活动铰（2）翻转内侧钢板堵头（3），使内侧钢板堵头（3）与初支面环向支撑，将双铰接钢模堵头按照拱顶、边墙的顺序，将铰接的一半合页（5）焊接到二衬台车端头上，通过合页（5）翻转外侧钢板堵头将中埋式止水带固定在内侧钢板堵头（3）和外侧钢板堵头（4）之间，最后加固内侧钢板堵头（3）和外侧钢板堵头（4），然后进行混凝土浇筑作业，浇筑过程进行为自上而下浇筑；
S4：全钢模堵头脱模
待混凝土强度符合要求后，开始拆除全钢模堵头；首先将中埋式止水带至防水板一侧的外侧钢板堵头（4）翻转下来，并与内侧钢板堵头（3）固定在一起，然后将整个堵头钢板通过活动铰（2）翻转至二衬台车内侧，完成堵头模板的脱模作业。
2.根据权利要求1所述的一种隧道二衬中埋式止水带安装装置的施工方法，其特征在于，所述内侧钢板堵头（3）的外弧加工半径为二衬台车半径与二分之一衬砌砼厚度之和，内弧加工半径为二衬台车半径、二分之一衬砌砼厚度与中埋式止水带厚度之和。
3.根据权利要求1所述的一种隧道二衬中埋式止水带安装装置的施工方法，其特征在于，所述外侧钢板堵头（4）外弧加工半径为二衬台车半径与衬砌砼厚度之和，内弧加工半径为二衬台车半径与二分之一衬砌砼厚度和。
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2019
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