CN111236975A - 大断面隧道二衬分仓浇筑施工设备及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种大断面隧道二衬分仓浇筑施工设备及施工方法，涉及隧道工程二衬施工技术领域。本发明设置有模板单元、一级窗口、二级窗口、三级窗口、混凝土分流单元，二衬混凝土浇筑时，通过泵送进料口使混凝土进入主滑筒，通过分滑筒依次流向一级窗口、二级窗口、三级窗口，实现了混凝土的分流，待一级窗口、二级窗口、三级窗口浇筑完成后，再通过顶部冲顶窗口浇筑完成拱顶及剩余混凝土，实现了对大断面隧道二衬施工的分段浇筑，保证了施工质量；本发明在一级窗口、二级窗口混凝土浇筑过程中，左右两侧模板单元内混凝土可采用人工振捣，作业人员可从一级窗口、二级窗口进出模板，人员作业空间充足，同时保证了施工安全。

Description

大断面隧道二衬分仓浇筑施工设备及施工方法

技术领域

本发明涉及隧道工程二衬施工技术领域，尤其是涉及一种大断面隧道二衬分仓浇筑施工设备及施工方法。

背景技术

在大断面隧道二衬施工中，常规的二衬台车窗口布置形式及混凝土分流方法难以保证二衬混凝土施工质量，同时由于大断面隧道拱墙部位往往钢筋密布，造成混凝土难以充分振捣，因此常规的二衬分仓浇筑方法难以满足大断面隧道二衬施工要求。

发明内容

本发明的目的在于是为了解决大断面隧道二衬施工中，常规二衬分仓浇筑方法存在的混凝土施工质量难以保证的问题，提供了大断面隧道二衬分仓浇筑施工设备及施工方法，从而达到保证二衬混凝土施工质量的目的。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案在于：

本发明提供的大断面隧道二衬分仓浇筑施工设备，包括模板单元、调节支撑单元和门架单元，调节支撑单元设置在模板单元和门架单元之间，模板单元上间隔设置有一级窗口、二级窗口、三级窗口，模板单元顶部设有冲顶窗口；还包括互相连接的地泵和混凝土分流单元，混凝土分流单元包括主滑筒、分滑筒和设置在主滑筒上的阀门组，主滑筒顶端设置有泵送进料口，泵送进料口与地泵连接，一级窗口、二级窗口、三级窗口分别通过分滑筒与主滑筒连接，阀门组包括一级阀门、二级阀门和三级阀门，一级阀门设置在与二级窗口连接的分滑筒下方的主滑筒上，二级阀门设置在与三级窗口连接的分滑筒下方的主滑筒上，三级阀门设置在泵送进料口下方的主滑筒上。

进一步的，门架单元包括主门架和副门架，主门架两侧连接有两个副门架。

进一步的，支撑调节单元包括第一支撑调节、第二支撑调节和顶部立柱支撑调节；第一支撑调节两端分别连接模板单元和副门架；第二支撑调节的一端与模板单元连接，第二支撑调节的另一端分别与副门架和主门架连接，第二支撑调节还与顶部立柱支撑调节连接；顶部立柱支撑调节设置在主门架上并与模板单元的顶部连接。

进一步的，模板单元上设有加固背肋，调节支撑单元的一端与加固背肋连接，调节支撑单元的另一端与门架单元连接。

进一步的，第一支撑调节包括若干支撑丝杠，支撑丝杠的一端与副门架连接，支撑丝杠的另一端与加固背肋连接；第二支撑调节包括平移油缸、液压机构、调节丝杆和能够调节高度的支撑梁，液压机构设置在门架单元上并与支撑梁连接，支撑梁一端与门架单元连接，支撑梁的另一端通过调节丝杆与加固背肋连接，支撑梁固定液压油缸，液压油缸两端分别与加固背肋和顶部立柱支撑调节连接；顶部立柱支撑调节包括主纵梁、辅纵梁和横梁，辅纵梁对称设置在主纵梁两侧，横梁连接主纵梁和辅纵梁，横梁还与液压油缸连接。

进一步的，还包括设置在模板单元的四级窗口，四级窗口设置在三级窗口的上方。

本发明提供的大断面隧道二衬分仓浇筑施工设备的施工方法，包括如下步骤：

步骤一：打开一级窗口，作业人员就位，安装两侧的混凝土分流单元；

步骤二：通过一级窗口泵送混凝土，使模板单元内的混凝土浇筑平面与一级窗口平齐；

步骤三：打开二级窗口，通过二级窗口泵送混凝土，使混凝土浇筑平面与二级窗口平齐；

步骤四：打开三级窗口，通过三级窗口泵送混凝土，使混凝土浇筑平面与三级窗口平齐；

步骤五：打开冲顶窗口和四级窗口，通过冲顶窗口泵送混凝土，待混凝土浇筑平面与四级窗口平齐时，关闭四级窗口，继续泵送混凝土至模板单元充满混凝土，浇筑完毕。

进一步的，步骤一具体为：打开一级窗口，作业人员通过一级窗口进入两侧的模板单元内；安装主滑筒及分滑筒，泵送进料口连接地泵，打开一级阀门、二级阀门、三级阀门；

步骤二具体为：模板单元两侧通过一级窗口泵送混凝土，模板单元内的作业人员将混凝土分流至模板单元内，同时用振捣棒进行振捣，待混凝土浇筑平面与一级窗口平齐时，关闭一级窗口和一级阀门；

步骤三具体为：打开二级窗口，模板单元两侧同时泵送混凝土至二级窗口，作业人员将混凝土分流至模板单元内，同时用振捣棒进行振捣，待混凝土浇筑平面与二级窗口平齐时，作业人员从二级窗口撤出，关闭二级窗口及二级阀门；

步骤四具体为：打开三级窗口，模板单元两侧同时泵送混凝土至三级窗口，待混凝土浇筑平面与三级窗口平齐时，关闭三级窗口及三级阀门；

步骤五具体为：打开冲顶窗口和四级窗口，泵送混凝土至冲顶窗口，四级窗口作为观察及振捣窗口，待混凝土浇筑平面与四级窗口平齐时，关闭四级窗口，继续泵送混凝土直至剩余二衬浇筑完毕，关闭冲顶窗口。

结合以上技术方案，本发明达到的有益效果在于：

（1）本发明所述的大断面隧道二衬分仓浇筑施工设备及施工方法，设置有模板单元、一级窗口、二级窗口、三级窗口、混凝土分流单元，二衬混凝土浇筑时，通过泵送进料口使混凝土进入主滑筒，通过分滑筒依次流向一级窗口、二级窗口、三级窗口，实现了混凝土的分流，待一级窗口、二级窗口、三级窗口浇筑完成后，再通过顶部冲顶窗口浇筑完成拱顶及剩余混凝土，实现了对大断面隧道二衬施工的分段浇筑，保证了施工质量；

（2）本发明所述的大断面隧道二衬分仓浇筑施工设备及施工方法，在一级窗口、二级窗口混凝土浇筑过程中，左右两侧模板单元内混凝土可采用人工振捣，作业人员可从一级窗口、二级窗口进出模板，人员作业空间充足，同时保证了施工安全。

附图说明

为了更清楚的说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1提供的正视图；

图2为本发明实施例1提供的混凝土分流单元；

图3为本发明实施例1提供的侧视图；

图4为本发明实施例提供二衬不同浇筑区域示意图；

图5为一级窗口浇筑示意图；

图6为二级窗口浇筑示意图；

图7为三级窗口浇筑示意图；

图8为冲顶窗口浇筑示意图。

图标：1、一级窗口；2、二级窗口；3、三级窗口；4、四级窗口；5、冲顶窗口；6、一级阀门；7、二级阀门；8、三级阀门；9、主滑筒；10、分滑筒；11、泵送进料口；12、模板单元；13、副门架；14、主门架；15、支撑丝杠；16、液压机构；17、支撑梁；18、支撑梁；19、液压油缸；20、辅纵梁；21、主纵梁；22、横梁；23、加固背肋；Ⅰ、区域一；Ⅱ、区域二；Ⅲ、区域三。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的目的、技术方案和优点进行清楚、明白、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

图1为本实施例提供的二衬分仓浇筑施工设备的正视图；图3为图1的侧视图。

如图1-3所示，本实施例提供了一种大断面隧道二衬分仓浇筑施工设备，包括模板单元12、调节支撑单元和门架单元，调节支撑单元设置在模板单元12和门架单元之间，模板单元12上设有加固背肋23，调节支撑单元的一端与加固背肋23连接，调节支撑单元的另一端与门架单元连接；模板单元12上间隔设置有一级窗口1、二级窗口2、三级窗口3和四级窗口4，模板单元12顶部设有冲顶窗口5；还包括互相连接的地泵和混凝土分流单元，混凝土分流单元包括主滑筒9、分滑筒10和设置在主滑筒9上的一级阀门6、二级阀门7和三级阀门8，主滑筒9顶端设置有泵送进料口11，泵送进料口11与地泵连接，一级窗口1、二级窗口2、三级窗口3分别通过分滑筒10与主滑筒9连接，阀门组包括，一级阀门6设置在与二级窗口2连接的分滑筒10下方的主滑筒9上，二级阀门7设置在与三级窗口3连接的分滑筒10下方的主滑筒9上，三级阀门8设置在泵送进料口11下方的主滑筒9上。

门架单元包括主门架14和副门架13，主门架14两侧连接有两个副门架13；支撑调节单元包括第一支撑调节、第二支撑调节和顶部立柱支撑调节；第一支撑调节包括若干支撑丝杠15，支撑丝杠15的一端与副门架13连接，支撑丝杠15的另一端与加固背肋23连接；第二支撑调节包括平移油缸、液压机构16、调节丝杆18和能够调节高度的支撑梁17，液压机构16设置在门架单元上并与支撑梁17连接，支撑梁17一端与门架单元连接，支撑梁17的另一端通过调节丝杆18与加固背肋23连接，支撑梁17固定液压油缸19，液压油缸19两端分别与加固背肋23和顶部立柱支撑调节连接；顶部立柱支撑调节包括主纵梁21、辅纵梁20和横梁22，辅纵梁20对称设置在主纵梁21两侧，横梁22连接主纵梁21和辅纵梁20，横梁22还与液压油缸19连接。支撑调节单元用于调节模板单元12的尺寸，可使模板单元12向两侧移动和向上移动，使本发明使用范围更广，如果模板单元12并没有与隧道的衬砌没有完全吻合，通过支撑调节单元来调整，第一支撑调节用于调节模板单元12的跨度，平移油缸用于调节模板单元12顶部的跨度，支撑梁17和顶部立柱支撑调节用于调节模板单元12的高度。

一级窗口1、二级窗口2、三级窗口3和四级窗口4的布置如下：模板单元12的左右对称布置四排窗口，其中一级窗口1每侧三个（共计六个），二级窗口2每侧两个（共计四个），三级窗口3每侧三个（共计六个），四级窗口4每侧两个（共计四个）。一级窗口1、二级窗口2、三级窗口3和四级窗口4中每个窗口大小均为500mm×500mm×500mm。模板单元12每侧一级窗口1中的两侧的一级窗口1外边缘距施工设备端部510mm，一级窗口1底部外边缘距施工设备底部510mm，两个一级窗口1纵向间距3500mm。模板单元12每侧二级窗口2中的两侧的二级窗口2外边缘距施工设备端部2510mm，二级窗口2底部外边缘距施工设备底部2060mm，两个二级窗口2纵向间距4000mm。模板单元12每侧三级窗口3中的两侧的三级窗口3外边缘距施工端部510mm，三级窗口3底部外边缘距台车底部4050mm，两个三级窗口3纵向间距3500mm。模板单元12每侧四级窗口4中的两侧的四级窗口4外边缘距施工端部2510mm，四级窗口4底部外边缘距施工设备底部5290mm，四级窗口4纵向间距4000mm。模板单元12顶部中心位置布置1个冲顶窗口5。

混凝土分流及冲顶过程：二衬混凝土浇筑时，通过地泵将混凝土通过泵送进料口11进入主滑筒9，然后通过分滑筒10依次流向一级窗口1、二级窗口2、三级窗口3，实现混凝土的分流，待一级窗口1、二级窗口2、三级窗口3浇筑完成后，再通过顶部冲顶窗口5浇筑完成拱顶及剩余混凝土。

二衬混凝土浇筑过程中采用人工振捣：在一级窗口1、二级窗口2的混凝土浇筑过程中，左右两侧模板单元12内混凝土可采用人工振捣，作业人员可从窗口进出模板，一级窗口1、二级窗口2左右两侧模板内高度2761mm，上宽1745mm，下宽2727mm，人员作业空间充足。

本实施例提供的施工设备设置有模板单元12、一级窗口1、二级窗口2、三级窗口3、混凝土分流单元，二衬混凝土浇筑时，通过泵送进料口11使混凝土进入主滑筒9，通过分滑筒10依次流向一级窗口1、二级窗口2、三级窗口3，实现了混凝土的分流，待一级窗口1、二级窗口2、三级窗口3浇筑完成后，再通过顶部冲顶窗口5浇筑完成拱顶及剩余混凝土，实现了对大断面隧道二衬施工的分段浇筑，保证了施工质量；此外，在一级窗口1、二级窗口2混凝土浇筑过程中，左右两侧模板单元12内混凝土可采用人工振捣，作业人员可从一级窗口1、二级窗口2进出模板，人员作业空间充足，同时保证了施工安全。

实施例2：

图4为本实施例提供的二衬不同浇筑区域示意图；图5为一级窗口1浇筑示意图；图6为二级窗口2浇筑示意图；图7为三级窗口3浇筑示意图；图8为冲顶窗口5浇筑示意图。

本实施例利用实施例1的大断面隧道二衬分仓浇筑施工设备进行施工，其方法，包括如下步骤：

步骤一：打开一级窗口1，作业人员就位，安装两侧的混凝土分流单元；

步骤二：通过一级窗口1泵送混凝土，使模板单元12内的混凝土浇筑平面与一级窗口1平齐；

步骤三：打开二级窗口2，通过二级窗口2泵送混凝土，使混凝土浇筑平面与二级窗口2平齐；

步骤四：打开三级窗口3，通过三级窗口3泵送混凝土，使混凝土浇筑平面与三级窗口3平齐；

步骤五：打开冲顶窗口5和四级窗口4，通过冲顶窗口5泵送混凝土，待混凝土浇筑平面与四级窗口4平齐时，关闭四级窗口4，继续泵送混凝土至模板单元12充满混凝土，浇筑完毕。

进一步的，施工方法具体为：

步骤一：打开一级窗口1，作业人员通过一级窗口1进入两侧的模板单元12内；安装主滑筒9及分滑筒10，泵送进料口11连接地泵，打开一级阀门6、二级阀门7、三级阀门8；

步骤二：模板单元12两侧通过一级窗口1泵送混凝土，模板单元12内的作业人员将模板单元12每侧中间的一级窗口1的混凝土分流至模板单元12内，同时用振捣棒进行振捣，待混凝土浇筑平面与一级窗口1平齐时，关闭一级窗口1和一级阀门6，如图5所示；

步骤三：打开二级窗口2，同时泵送混凝土至模板单元12每侧的所有二级窗口2，作业人员将混凝土分流至模板单元12内，同时用振捣棒进行振捣，待混凝土浇筑平面与二级窗口2平齐时，作业人员从二级窗口2撤出，关闭二级窗口2及二级阀门7，如图6所示，此时图4中的区域一Ⅰ浇筑完成；

步骤四：打开三级窗口3，模板单元12两侧同时泵送混凝土至模板单元12每侧中间的三级窗口3，两侧的三级窗口3作为观察及振捣窗口，待混凝土浇筑平面与三级窗口3平齐时，关闭三级窗口3及三级阀门8，如图7所示，此时，完成图4中区域一Ⅰ和区域二Ⅱ的浇筑；

步骤五：打开冲顶窗口5和四级窗口4，泵送混凝土至冲顶窗口5，四级窗口4作为观察及振捣窗口，待混凝土浇筑平面与四级窗口4平齐时，关闭四级窗口4，继续泵送混凝土直至剩余二衬浇筑完毕，关闭冲顶窗口5，如图8所示，完成图4中区域一Ⅰ、区域二Ⅱ和区域三Ⅲ的浇筑。

本实施例提供的大断面隧道二衬分仓浇筑施工方法，由于利用实施例1提供的的施工设备，技术效果与上述提供的施工设备的技术效果相同，此处不再赘述。

Claims (8)

1.一种大断面隧道二衬分仓浇筑施工设备，包括模板单元（12）、调节支撑单元和门架单元，调节支撑单元设置在模板单元（12）和门架单元之间，其特征在于：模板单元（12）上间隔设置有一级窗口（1）、二级窗口（2）、三级窗口（3），模板单元（12）顶部设有冲顶窗口（5）；还包括互相连接的地泵和混凝土分流单元，混凝土分流单元包括主滑筒（9）、分滑筒（10）和设置在主滑筒（9）上的阀门组，主滑筒（9）顶端设置有泵送进料口（11），泵送进料口（11）与地泵连接，一级窗口（1）、二级窗口（2）、三级窗口（3）分别通过分滑筒（10）与主滑筒（9）连接，阀门组包括一级阀门（6）、二级阀门（7）和三级阀门（8），一级阀门（6）设置在与二级窗口（2）连接的分滑筒（10）下方的主滑筒（9）上，二级阀门（7）设置在与三级窗口（3）连接的分滑筒（10）下方的主滑筒（9）上，三级阀门（8）设置在泵送进料口（11）下方的主滑筒（9）上。

2.根据权利要求1所述的大断面隧道二衬分仓浇筑施工设备，其特征在于：门架单元包括主门架（14）和副门架（13），主门架（14）两侧连接有两个副门架（13）。

3.根据权利要求2所述的大断面隧道二衬分仓浇筑施工设备，其特征在于：支撑调节单元包括第一支撑调节、第二支撑调节和顶部立柱支撑调节；第一支撑调节两端分别连接模板单元（12）和副门架（13）；第二支撑调节的一端与模板单元（12）连接，第二支撑调节的另一端分别与副门架（13）和主门架（14）连接，第二支撑调节还与顶部立柱支撑调节连接；顶部立柱支撑调节设置在主门架（14）上并与模板单元（12）的顶部连接。

4.根据权利要求3所述的大断面隧道二衬分仓浇筑施工设备，其特征在于：模板单元（12）上设有加固背肋（23），调节支撑单元的一端与加固背肋（23）连接，调节支撑单元的另一端与门架单元连接。

5.根据权利要求4所述的大断面隧道二衬分仓浇筑施工设备，其特征在于：第一支撑调节包括若干支撑丝杠（15），支撑丝杠（15）的一端与副门架（13）连接，支撑丝杠（15）的另一端与加固背肋（23）连接；第二支撑调节包括平移油缸、液压机构（16）、调节丝杆（18）和能够调节高度的支撑梁（17），液压机构（16）设置在门架单元上并与支撑梁（17）连接，支撑梁（17）一端与门架单元连接，支撑梁（17）的另一端通过调节丝杆（18）与加固背肋（23）连接，支撑梁（17）固定液压油缸（19），液压油缸（19）两端分别与加固背肋（23）和顶部立柱支撑调节连接；顶部立柱支撑调节包括主纵梁（21）、辅纵梁（20）和横梁（22），辅纵梁（20）对称设置在主纵梁（21）两侧，横梁（22）连接主纵梁（21）和辅纵梁（20），横梁（22）还与液压油缸（19）连接。

6.根据权利要求1所述的大断面隧道二衬分仓浇筑施工设备，其特征在于：还包括设置在模板单元（12）的四级窗口（4），四级窗口（4）设置在三级窗口（3）的上方。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的大断面隧道二衬分仓浇筑施工设备的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：打开一级窗口（1），作业人员就位，安装两侧的混凝土分流单元；

步骤二：通过一级窗口（1）泵送混凝土，使模板单元（12）内的混凝土浇筑平面与一级窗口（1）平齐；

步骤三：打开二级窗口（2），通过二级窗口（2）泵送混凝土，使混凝土浇筑平面与二级窗口（2）平齐；

步骤四：打开三级窗口（3），通过三级窗口（3）泵送混凝土，使混凝土浇筑平面与三级窗口（3）平齐；

步骤五：打开冲顶窗口（5）和四级窗口（4），通过冲顶窗口（5）泵送混凝土，待混凝土浇筑平面与四级窗口（4）平齐时，关闭四级窗口（4），继续泵送混凝土至模板单元（12）充满混凝土，浇筑完毕。

8.根据权利要求7所述的大断面隧道二衬分仓浇筑施工设备的施工方法，其特征在于：

步骤一具体为：打开一级窗口（1），作业人员通过一级窗口（1）进入两侧的模板单元（12）内；安装主滑筒（9）及分滑筒（10），泵送进料口（11）连接地泵，打开一级阀门（6）、二级阀门（7）、三级阀门（8）；

步骤二具体为：模板单元（12）两侧通过一级窗口（1）泵送混凝土，模板单元（12）内的作业人员将混凝土分流至模板单元（12）内，同时用振捣棒进行振捣，待混凝土浇筑平面与一级窗口（1）平齐时，关闭一级窗口（1）和一级阀门（6）；

步骤三具体为：打开二级窗口（2），模板单元（12）两侧同时泵送混凝土至二级窗口（2），作业人员将混凝土分流至模板单元（12）内，同时用振捣棒进行振捣，待混凝土浇筑平面与二级窗口（2）平齐时，作业人员从二级窗口（2）撤出，关闭二级窗口（2）及二级阀门（7）；

步骤四具体为：打开三级窗口（3），模板单元（12）两侧同时泵送混凝土至三级窗口（3），待混凝土浇筑平面与三级窗口（3）平齐时，关闭三级窗口（3）及三级阀门（8）；

步骤五具体为：打开冲顶窗口（5）和四级窗口（4），泵送混凝土至冲顶窗口（5），四级窗口（4）作为观察及振捣窗口，待混凝土浇筑平面与四级窗口（4）平齐时，关闭四级窗口（4），继续泵送混凝土直至剩余二衬浇筑完毕，关闭冲顶窗口（5）。

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