CN113482661B - 一种连拱隧道装配式中隔墙及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种连拱隧道装配式中隔墙及施工方法,属于隧道工程领域。该中隔墙由1#预制块、2#预制块、3#预制块和4#预制块装配成型,各预制块提前加工,无需中隔墙模板,节约施工时间,提高施工效率。从隧道地势较高的中导洞口投放预制块,利用重力使上层预制块的滚轮沿下层预制块的轨道滑槽滑动,安装省力。因滚轮使上下层预制块相邻面存在缝隙,灌浆过程中无需再支垫块,通过螺栓快速固定预制块后,便可开展灌浆湿作业,节省人工和时间。上下层预制块相邻面呈V形面,上层预制块稳定滑动,更加安全;浆液从V形面的最低处灌入,从两侧较高处排出,有利于灌浆饱满。1#预制块预埋钢筋套筒,4#预制块预埋钢拱架套筒,便于与主洞连接形成整体。
Description
技术领域
本发明属于隧道工程领域,涉及一种连拱隧道装配式中隔墙及施工方法。
背景技术
连拱隧道是隧道比较常见的结构形式之一,由于连拱隧道具有受地形条件限制小、节约土地、结构整体性好以及综合造价低等特点,目前这种结构形式的隧道在隧道工程领域得到了广泛的应用。
中隔墙在中导洞中占据了很大空间,施工中隔墙时,在狭小的空间绑扎中隔墙钢筋比较耗时间,难以采用机械化施工,中隔墙模板移动不便,施工效率难以提高。
受稳定性的要求及施工的便捷性要求,中隔墙通常采用实心结构,浪费了大量混凝土,不经济。
因此,有必要采用一种连拱隧道装配式中隔墙提升施工效率。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种连拱隧道装配式中隔墙及施工方法,以解决传统连拱隧道中隔墙施工的缺陷。
为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种连拱隧道装配式中隔墙,包括从下至上依次堆叠的1#预制块、2#预制块、3#预制块和4#预制块;上下相邻预制块之间,下层预制块的顶部设有轨道滑槽,上层预制块的底部对应设有沿轨道滑槽移动的滚轮;四种预制块上均设有从一侧贯通至顶部的灌浆孔,上下相邻预制块之间的接缝采用灌浆连接,并且上层预制块的底部设有灌浆排气孔,4#预制块的顶部与中导洞的初期支护的拱部灌浆连接;上下相邻预制块之间的左右两侧均对应设有螺栓孔,螺栓孔内插装螺栓,并通过配套螺母拧紧。
进一步,1#预制块的左右两侧均设有横向钢筋套筒和竖向钢筋套筒,分别用于插入同侧主洞的二次衬砌的横向钢筋和竖向钢筋并固连。
进一步,2#预制块的左右两侧均设有沿纵向延伸的凹槽,用于安装排水管。
进一步,4#预制块的顶部的左右两侧均设有钢拱架套筒,分别用于插入同侧主洞的初期支护的钢拱架并焊接。
进一步,上下相邻预制块之间,下层预制块的顶面和上层预制块的底面呈相适配的V形面,下层预制块的灌浆孔贯通至V形面的最低处。
进一步,灌浆排气孔位于所在预制块底部的左右两侧。
进一步,1#预制块、2#预制块和3#预制块的灌浆孔均位于左侧或右侧;4#预制块的灌浆孔位于左侧和右侧。
进一步,1#预制块、2#预制块、3#预制块和4#预制块均为空心,根据结构受力调节空心大小。
进一步,螺栓孔呈弧形,相应螺栓采用弧形螺栓。
一种连拱隧道装配式中隔墙的施工方法,包括以下步骤:
S1.装配1#预制块:依次将若干1#预制块移动到中导洞内指定位置,并进行固定;若干1#预制块沿中导洞纵向排列形成一层中隔墙;
S2.装配2#预制块:
S201.将2#预制块吊装到1#预制块上方,使2#预制块底部的滚轮放置在1#预制块顶部对应的轨道滑槽中,由于中导洞存在纵向坡度,2#预制块须放置在地势较高一端,以便利用重力轻微牵引使2#预制块滑动到指定位置;
S202.分别在上下相邻且安装到位的2#预制块和1#预制块的左侧相对应的螺栓孔及右侧相对应的螺栓孔内插装螺栓,并且通过配套螺母拧紧,从而初步将2#预制块和1#预制块连接成一个整体;
S203.通过1#预制块的灌浆孔,向已通过螺栓连接的2#预制块和1#预制块之间的接缝中进行灌浆,从而进一步将2#预制块和1#预制块灌浆连接;灌浆过程中,通过2#预制块上的灌浆排气孔进行排气;
S204.重复步骤S201~S203,直至若干2#预制块沿中导洞纵向排列形成一层中隔墙,并且,位于上层的2#预制块之间的接缝与位于下层的1#预制块之间的接缝错开;
S3.装配3#预制块:按照2#预制块的装配方法完成3#预制块的装配;其中,根据设计要求确定由3#预制块形成的中隔墙的层数;
S4.装配4#预制块:按照2#预制块的装配方法完成4#预制块的装配;
S5.中隔墙装配成型:通过4#预制块的灌浆孔向中导洞的初期支护的拱部灌浆,使4#预制块的顶部与中导洞的初期支护密贴,最终将中隔墙装配成型。
本发明的有益效果在于:
(1)本发明的中隔墙结构,采用多种预制块装配成型,各预制块可以提前在工厂预制加工,无需使用中隔墙模板,节约现场施工时间,提高施工效率。
(2)上下相邻预制块之间,上层预制块自带滚轮,可在下层预制块上的轨道滑槽上滑动,从隧道地势较高的中导洞口投放预制块,可以利用预制块自身重力在水平方向的分力滑动,预制块安装省力,节省能耗。
(3)上下相邻预制块之间,滚轮托起上层预制块,使上下层预制块相邻面存在一个较小的缝隙,也即接缝,因此,灌浆过程中不需要再支垫块,上层预制块滑动到位,采用螺栓初步固定后,便可开展湿作业,节省了人工和时间,安装难度也大大降低。
(4)上下相邻预制块之间,下层预制块的顶面和上层预制块的底面呈相适配的V形面,该V形面具有两边高、中间略低的特点,上层预制块滑动时,稳定性好,施工安全性得到提高。
(5)上下相邻预制块之间,下层预制块的灌浆孔贯通至V形面的最低处,从而灌浆浆液从下层预制块V形面的最低处进入,多余的浆液从上层预制块左右两侧的高处排出,有利于灌浆过程中灌浆饱满,灌浆质量容易得到保证。
(6)各预制块均为空心,采用空心结构,减少材料使用,空心的大小可以依据理论计算,实现使用材料最优化。
(7)各预制块重量较轻,预制块各向尺寸相当,安装过程不易失稳,易于安装且安装时安全程度较高。
(8)上下相邻预制块之间采用螺栓连接并固定,可以保证装配结构快速成型,能快速消除安全隐患,提升功效。
(9)2#预制块上预设凹槽,用于后期施工安放隧道纵向排水管,不至于因为安装隧道纵向排水管导致边墙衬砌厚度减少,结构安全性能得到保证。
(10)4#预制块上预埋钢拱架套筒,可直接插入钢拱架,便于钢拱架固定,施工难度降低,施工更加便捷。
(11)1#预制块预留与主洞二次衬砌环向(横向+纵向)钢筋搭接的钢筋套筒,便于后续主洞施工形成一个整体。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述,并且在某种程度上,基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的,或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作优选的详细描述,其中:
图1为1#预制块的结构示意图;
图2为2#预制块的结构示意图;
图3为3#预制块的结构示意图;
图4为4#预制块的结构示意图;
图5为本发明装配式中隔墙拼装完成后的断面示意图;
图6为本发明装配式中隔墙拼装完成后侧面示意图。
附图标记:1#预制块1、2#预制块2、3#预制块3、4#预制块4、左侧横向钢筋套筒5、右侧横向钢筋套筒6、左侧竖向钢筋套筒7、右侧竖向钢筋套筒8、接缝灌浆孔9、左侧弧形螺栓孔10、右侧弧形螺栓孔11、轨道滑槽12、滚轮13;左侧灌浆排气孔14、右侧灌浆排气孔15、左侧凹槽16、右侧凹槽17、左侧钢拱架套筒18、右侧钢拱架套筒19、左侧拱部灌浆孔20、右侧拱部灌浆孔21、弧形螺栓23、中导洞的初期支护24。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是,以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中,附图仅用于示例性说明,表示的仅是示意图,而非实物图,不能理解为对本发明的限制;为了更好地说明本发明的实施例,附图某些部件会有省略、放大或缩小,并不代表实际产品的尺寸;对本领域技术人员来说,附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件;在本发明的描述中,需要理解的是,若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明,不能理解为对本发明的限制,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
请参阅图1~图6,为一种连拱隧道装配式中隔墙,包括从下至上依次堆叠的1#预制块1、2#预制块2、3#预制块3和4#预制块4。以图1为例,定义左右方向为横向,上下方向为竖向,垂直图纸的视线方向为纵向。本实施例中,四种预制块基本上为左右对称结构,预制块各向尺寸相当,安装过程不易失稳,易于安装且安装时安全程度较高。四种预制块可以提前在工厂预制加工,无需使用中隔墙模板,节约现场施工时间,提高施工效率。
具体而言,上下相邻预制块之间,下层预制块的顶部设有轨道滑槽12,上层预制块的底部对应设有沿轨道滑槽12移动的滚轮13。上层预制块自带滚轮13,可在下层预制块上的轨道滑槽12上滑动,从隧道地势较高的中导洞口投放预制块,可以利用预制块自身重力在水平方向的分力滑动,预制块安装省力,节省能耗。
上下相邻预制块之间,下层预制块的顶面和上层预制块的底面呈相适配的V形面,1#预制块1、2#预制块2和3#预制块3上设有从左侧面贯通至V形面的最低处的接缝灌浆孔9。上下相邻预制块之间的接缝采用灌浆连接,并且上层预制块的底部对称设有贯通至左侧面的左侧灌浆排气孔和贯通至右侧面的右侧灌浆排气孔15。滚轮13托起上层预制块,使上下层预制块相邻面存在一个较小的缝隙,也即接缝,因此,灌浆过程中不需要再支垫块,上层预制块滑动到位,采用螺栓初步固定后,便可开展湿作业,节省了人工和时间,安装难度也大大降低。
4#预制块4上对称设有从左侧面贯通至顶部的左侧拱部灌浆孔20和从右侧贯通至顶部的右侧拱部灌浆孔21。4#预制块4的顶部与中导洞的初期支护24的拱部灌浆连接。
上下相邻预制块之间,左侧对应设有左侧弧形螺栓孔10,右侧对应设有右侧弧形螺栓孔11,左侧弧形螺栓孔10和右侧弧形螺栓孔11内均插装弧形螺栓23,并通过配套螺母拧紧。上下相邻预制块之间采用弧形螺栓23连接并固定,可以保证装配结构快速成型,能快速消除安全隐患,提升功效。
1#预制块1、2#预制块2、3#预制块3和4#预制块4的中部均为空心,以减轻重量,节约材料。
此外,如图1所示,1#预制块1的左右两侧对称设有左侧横向钢筋套筒5和右侧横向钢筋套筒6,分别用于插入左洞和右洞的二次衬砌的横向钢筋并焊接。1#预制块1的左右两侧还对称设有左侧竖向钢筋套筒7和右侧竖向钢筋套筒8,分别用于插入左洞和右洞的二次衬砌的竖向钢筋并焊接。便于后续主洞(左洞和右洞)施工形成一个整体。
如图2所示,2#预制块2的左右两侧对称设有沿纵向延伸的左侧凹槽16和右侧凹槽17,用于安装排水管。不至于因为安装隧道纵向排水管导致边墙衬砌厚度减少,结构安全性能得到保证。
如图4所示,4#预制块4的顶部的左右两侧对称设有左侧钢拱架套筒18和右侧钢拱架套筒19,现场施工时可以将左洞钢拱架直接插入左侧钢拱架套筒18,保证了施工现场的钢拱架安装的便捷性。插入后还可以轻微调节钢拱架的位置,调节成型后,最终在钢拱架与左侧钢拱架套筒18外表面接触部位焊接牢固。左洞钢拱架与右侧钢拱架套筒19的连接同理。
该连拱隧道装配式中隔墙的施工在中导洞施工完成,并用底板进行垫层铺底后进行,包括以下步骤:
S1.装配1#预制块1:依次将若干1#预制块1移动到中导洞内指定位置,并进行固定;若干1#预制块1沿中导洞纵向排列形成一层中隔墙;
S2.装配2#预制块2:
S201.将2#预制块2吊装到1#预制块1上方,使2#预制块2底部的滚轮13放置在1#预制块1顶部对应的轨道滑槽12中,由于中导洞存在纵向坡度,2#预制块2须放置在地势较高一端,以便利用重力轻微牵引使2#预制块2滑动到指定位置;
S202.分别在上下相邻且安装到位的2#预制块2和1#预制块1的左侧相对应的螺栓孔及右侧相对应的螺栓孔内插装螺栓,并且通过配套螺母拧紧,从而初步将2#预制块2和1#预制块1连接成一个整体;
S203.通过1#预制块1的灌浆孔,向已通过螺栓连接的2#预制块2和1#预制块1之间的接缝中进行灌浆,从而进一步将2#预制块2和1#预制块1灌浆连接;灌浆过程中,通过2#预制块2上的灌浆排气孔进行排气;
S204.重复步骤S201~S203,直至若干2#预制块2沿中导洞纵向排列形成一层中隔墙,并且,位于上层的2#预制块2之间的接缝与位于下层的1#预制块1之间的接缝错开;
S3.装配3#预制块3:按照2#预制块2的装配方法完成3#预制块3的装配;其中,根据设计要求确定由3#预制块3形成的中隔墙的层数;本实施例中3#预制块3形成的中隔墙有3层;
S4.装配4#预制块4:按照2#预制块2的装配方法完成4#预制块4的装配;
S5.中隔墙装配成型:通过4#预制块4的灌浆孔向中导洞的初期支护24的拱部灌浆,使4#预制块4的顶部与中导洞的初期支护24密贴,最终将中隔墙装配成型。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种连拱隧道装配式中隔墙,其特征在于:包括从下至上依次堆叠的1#预制块、2#预制块、3#预制块和4#预制块;上下相邻预制块之间,下层预制块的顶部设有轨道滑槽,上层预制块的底部对应设有沿轨道滑槽移动的滚轮;四种预制块上均设有从一侧贯通至顶部的灌浆孔,上下相邻预制块之间的接缝采用灌浆连接,并且上层预制块的底部设有灌浆排气孔,4#预制块的顶部与中导洞的初期支护的拱部灌浆连接;上下相邻预制块之间的左右两侧均对应设有螺栓孔,螺栓孔内插装螺栓,并通过配套螺母拧紧。
2.根据权利要求1所述的连拱隧道装配式中隔墙,其特征在于:所述1#预制块的左右两侧均设有横向钢筋套筒和竖向钢筋套筒,分别用于插入同侧主洞的二次衬砌的横向钢筋和竖向钢筋并固连。
3.根据权利要求1所述的连拱隧道装配式中隔墙,其特征在于:所述2#预制块的左右两侧均设有沿纵向延伸的凹槽,用于安装排水管。
4.根据权利要求1所述的连拱隧道装配式中隔墙,其特征在于:所述4#预制块的顶部的左右两侧均设有钢拱架套筒,分别用于插入同侧主洞的初期支护的钢拱架并焊接。
5.根据权利要求1所述的连拱隧道装配式中隔墙,其特征在于:上下相邻预制块之间,下层预制块的顶面和上层预制块的底面呈相适配的V形面,下层预制块的灌浆孔贯通至V形面的最低处。
6.根据权利要求1所述的连拱隧道装配式中隔墙,其特征在于:所述灌浆排气孔位于所在预制块底部的左右两侧。
7.根据权利要求1所述的连拱隧道装配式中隔墙,其特征在于:所述1#预制块、2#预制块和3#预制块的灌浆孔均位于左侧或右侧;4#预制块的灌浆孔位于左侧和右侧。
8.根据权利要求1所述的连拱隧道装配式中隔墙,其特征在于:所述1#预制块、2#预制块、3#预制块和4#预制块均为空心,根据结构受力调节空心大小。
9.根据权利要求1所述的连拱隧道装配式中隔墙,其特征在于:所述螺栓孔呈弧形,相应螺栓采用弧形螺栓。
10.一种连拱隧道装配式中隔墙的施工方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1.装配1#预制块:依次将若干1#预制块移动到中导洞内指定位置,并进行固定;若干1#预制块沿中导洞纵向排列形成一层中隔墙;
S2.装配2#预制块:
S201.将2#预制块吊装到1#预制块上方,使2#预制块底部的滚轮放置在1#预制块顶部对应的轨道滑槽中,由于中导洞存在纵向坡度,2#预制块须放置在地势较高一端,以便利用重力轻微牵引使2#预制块滑动到指定位置;
S202.分别在上下相邻且安装到位的2#预制块和1#预制块的左侧相对应的螺栓孔及右侧相对应的螺栓孔内插装螺栓,并且通过配套螺母拧紧,从而初步将2#预制块和1#预制块连接成一个整体;
S203.通过1#预制块的灌浆孔,向已通过螺栓连接的2#预制块和1#预制块之间的接缝中进行灌浆,从而进一步将2#预制块和1#预制块灌浆连接;灌浆过程中,通过2#预制块上的灌浆排气孔进行排气;
S204.重复步骤S201~S203,直至若干2#预制块沿中导洞纵向排列形成一层中隔墙,并且,位于上层的2#预制块之间的接缝与位于下层的1#预制块之间的接缝错开;
S3.装配3#预制块:按照2#预制块的装配方法完成3#预制块的装配;其中,根据设计要求确定由3#预制块形成的中隔墙的层数;
S4.装配4#预制块:按照2#预制块的装配方法完成4#预制块的装配;
S5.中隔墙装配成型:通过4#预制块的灌浆孔向中导洞的初期支护的拱部灌浆,使4#预制块的顶部与中导洞的初期支护密贴,最终将中隔墙装配成型。
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