CN114542118A - 管廊隧道装配式施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及管廊隧道装配式施工方法，包括以下步骤:步骤一、拱形洞口挖掘，确定预设隧道的位置信息，并根据所述隧道的位置信息挖设土方以形成拱形洞口，对拱形洞口进行第一次支护处理；步骤二、沿洞口向内挖掘主洞，对主洞进行第二次支护处理，并将挖掘出来的碴土运输至洞口，再通过运输设备对渣土进行分节段的运输；步骤三、利用浇筑设备对隧道进行一次衬砌层施工，对隧道周围岩土进行稳固支撑；步骤四、在待施工隧道初衬施工完成基础上，配合浇筑设备进行二次衬砌层施工，即完成管廊隧道装配式施工。

Description

管廊隧道装配式施工方法
技术领域
本发明涉及隧道施工技术领域，具体为管廊隧道装配式施工方法。
背景技术
管廊即管道的走廊，大型装置管道集中敷设的主要场所，它由钢结构或钢筋混凝土结构的立柱、横梁以及桁架所构成，按类型可分为单层或多层，可通行的或不可通行的等。
管廊应用于隧道中可以使得隧道拥有更广阔的工作空间，提高施工效率，现有的管廊隧道装配式施工方法在施工时对于隧道的支撑和保护不够，容易导致隧道坍塌对工作人员造成伤害，并且影响隧道的建设质量；在管廊隧道装配式施工过程中需要用到浇筑设备，现有的浇筑设备浇筑范围较小，导致浇筑效率较低，浇筑的质量不高。
为了解决上述缺陷，现提供一种技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供管廊隧道装配式施工方法。
本发明所要解决的技术问题如下：
现有的管廊隧道装配式施工方法在施工时对于隧道的支撑和保护不够，容易导致隧道坍塌对工作人员造成伤害，并且影响隧道的建设质量；在管廊隧道装配式施工过程中需要用到浇筑设备，现有的浇筑设备浇筑范围较小，导致浇筑效率较低，浇筑的质量不高。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
管廊隧道装配式施工方法，包括以下步骤:
步骤一、拱形洞口挖掘，确定预设隧道的位置信息，并根据所述隧道的位置信息挖设土方以形成拱形洞口，对拱形洞口进行第一次支护处理；
步骤二、沿洞口向内挖掘主洞，对主洞进行第二次支护处理，并将挖掘出来的碴土运输至洞口，再通过运输设备对渣土进行分节段的运输；
步骤三、利用浇筑设备对隧道进行一次衬砌层施工，对隧道周围岩土进行稳固支撑；
步骤四、在待施工隧道初衬施工完成基础上，配合浇筑设备进行二次衬砌层施工，即完成管廊隧道装配式施工。
进一步的，所述第一次支护处理包括在洞口内壁插设第一支护钢管，第一支护钢管的顶部和底部分别与拱形顶和底面之间插设若干小导管，形成第一支护层。
进一步的，第二次支护处理包括在主洞内均匀插设若干第二支护钢管，第二支护钢管的顶部和底部分别与拱形主洞顶部和底部之间插设若干小导管，形成第二支护层。
进一步的，若干所述第二支护钢管之间的距离为40-50cm。
进一步的，一次衬砌层施工包括沿拱形主洞壁面安装钢拱架、在钢拱架上浇筑混凝土形成管廊衬砌墙，并安装钢筋网、在钢筋网上再次浇筑混凝土至预设厚度。
进一步的，所述混凝土的预设厚度为5-10cm。
进一步的，所述二次衬砌层施工包括铺设防水板、绑扎二衬钢筋、浇筑混凝土形成二衬主体结构。
进一步的，所述浇筑设备的工作过程包括如下步骤：
第一步、先将浇筑设备放置在隧道内需要浇筑的位置，将混凝土从进料口放入浇筑室内，通过搅拌机构对浇筑室内的混凝土进行搅动，防止混凝土发生凝结；
第二步、通过升降气缸带动升降座在升降槽内滑动，从而使得浇筑室在竖直方向上移动至合适的浇筑高度；
第三步、启动第一输送泵和第二输送泵，使得浇筑室内的混凝土通过固定浇筑管和伸缩浇筑管对模板进行浇筑，同时通过转动机构从而带动浇筑室转动，使得固定浇筑管和伸缩浇筑管对隧道进行充分的浇筑。
本发明的有益效果：
本发明通过对拱形洞口和主洞进行支护处理，保证了在隧道开挖过程中的稳定性，保证隧道开挖施工的安全性，同时对于隧道进行一次衬砌层和二次衬砌层的施工，对隧道进行加固进一步提高了隧道成型质量，保证了隧道的稳定性和安全性。
通过本发明的浇筑设备浇筑的隧道稳定性更好，浇筑效率更高，通过设置固定浇筑管和伸缩浇筑管，固定浇筑管用于对近距离的区域进行浇筑，伸缩浇筑管可对远距离的区域进行浇筑，增加浇筑水平范围，提高浇筑的效率；
通过设置搅拌机构，使得搅拌电机带动螺纹杆转动，从而带动两个移动板在滑杆上做相互靠近或者相互背离的运动，从而带动固定板上的搅拌叶片在竖直方向上运动，从而对浇筑室内的混凝土进行搅动，避免混凝土发生凝结，影响浇筑效果，提高浇筑质量。
通过设置转动机构，使得转动电机带动主动直齿轮转动，通过从动直齿轮带动转动轴转动，从而带动浇筑室转动，使得固定浇筑管和伸缩浇筑管对设备周围进行充分的浇筑，浇筑面积增大，提高浇筑效率，增加浇筑的可控性。
通过设置升降机构，使得升降气缸推动第一连接杆，使得第一连接杆和第二连接杆之间的距离增大，配合第一滑动块和第二滑动块分别在第一滑轨和第二滑轨上滑动，带动升降座在升降槽内滑动，从而使得浇筑室在竖直方向上实现升降，增加设备的在竖直方向上的浇筑范围，提高设备的实用性。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
图1是本发明管廊隧道装配式施工方法的流程图；
图2是本发明浇筑设备的结构示意图；
图3是本发明搅拌机构的结构示意图；
图4是本发明转动机构的结构示意图；
图5是本发明升降机构的结构示意图。
图中：1、浇筑室；2、搅拌机构；3、转动机构；4、升降机构；101、进料口；102、第一输送泵；103、第二输送泵；104、固定浇筑管；105、伸缩浇筑管；106、伸缩气缸；201、搅拌电机；202、螺纹杆；203、螺纹套；204、移动板；205、滑杆；206、固定板；207、搅拌叶片；301、转动室；302、转动轴；303、转动板；304、从动直齿轮；305、转动电机；306、主动直齿轮；401、升降室；402、支撑腿；403、升降槽；404、升降座；405、第一滑轨；406、第二滑轨；407、第一滑动块；408、第二滑动块；409、第一连接杆；410、第二连接杆；411、升降气缸。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
管廊隧道装配式施工方法，包括以下步骤:
步骤一、拱形洞口挖掘，确定预设隧道的位置信息，并根据所述隧道的位置信息挖设土方以形成拱形洞口，对拱形洞口进行第一次支护处理；
步骤二、沿洞口向内挖掘主洞，对主洞进行第二次支护处理，并将挖掘出来的碴土运输至洞口，再通过运输设备对渣土进行分节段的运输；
步骤三、利用浇筑设备对隧道进行一次衬砌层施工，对隧道周围岩土进行稳固支撑；
步骤四、在待施工隧道初衬施工完成基础上，配合浇筑设备进行二次衬砌层施工，即完成管廊隧道装配式施工。
所述第一次支护处理包括在洞口内壁插设第一支护钢管，第一支护钢管的顶部和底部分别与拱形顶和底面之间插设若干小导管，形成第一支护层。
第二次支护处理包括在主洞内均匀插设若干第二支护钢管，第二支护钢管的顶部和底部分别与拱形主洞顶部和底部之间插设若干小导管，形成第二支护层。
若干所述第二支护钢管之间的距离为40cm。
一次衬砌层施工包括沿拱形主洞壁面安装钢拱架、在钢拱架上浇筑混凝土形成管廊衬砌墙，并安装钢筋网、在钢筋网上再次浇筑混凝土至预设厚度。
所述混凝土的预设厚度为5cm。
所述二次衬砌层施工包括铺设防水板、绑扎二衬钢筋、浇筑混凝土形成二衬主体结构。
实施例2
管廊隧道装配式施工方法，包括以下步骤:
步骤一、拱形洞口挖掘，确定预设隧道的位置信息，并根据所述隧道的位置信息挖设土方以形成拱形洞口，对拱形洞口进行第一次支护处理；
步骤二、沿洞口向内挖掘主洞，对主洞进行第二次支护处理，并将挖掘出来的碴土运输至洞口，再通过运输设备对渣土进行分节段的运输；
步骤三、利用浇筑设备对隧道进行一次衬砌层施工，对隧道周围岩土进行稳固支撑；
步骤四、在待施工隧道初衬施工完成基础上，配合浇筑设备进行二次衬砌层施工，即完成管廊隧道装配式施工。
所述第一次支护处理包括在洞口内壁插设第一支护钢管，第一支护钢管的顶部和底部分别与拱形顶和底面之间插设若干小导管，形成第一支护层。
第二次支护处理包括在主洞内均匀插设若干第二支护钢管，第二支护钢管的顶部和底部分别与拱形主洞顶部和底部之间插设若干小导管，形成第二支护层。
若干所述第二支护钢管之间的距离为45cm。
一次衬砌层施工包括沿拱形主洞壁面安装钢拱架、在钢拱架上浇筑混凝土形成管廊衬砌墙，并安装钢筋网、在钢筋网上再次浇筑混凝土至预设厚度。
所述混凝土的预设厚度为7cm。
所述二次衬砌层施工包括铺设防水板、绑扎二衬钢筋、浇筑混凝土形成二衬主体结构。
实施例3
管廊隧道装配式施工方法，包括以下步骤:
步骤一、拱形洞口挖掘，确定预设隧道的位置信息，并根据所述隧道的位置信息挖设土方以形成拱形洞口，对拱形洞口进行第一次支护处理；
步骤二、沿洞口向内挖掘主洞，对主洞进行第二次支护处理，并将挖掘出来的碴土运输至洞口，再通过运输设备对渣土进行分节段的运输；
步骤三、利用浇筑设备对隧道进行一次衬砌层施工，对隧道周围岩土进行稳固支撑；
步骤四、在待施工隧道初衬施工完成基础上，配合浇筑设备进行二次衬砌层施工，即完成管廊隧道装配式施工。
所述第一次支护处理包括在洞口内壁插设第一支护钢管，第一支护钢管的顶部和底部分别与拱形顶和底面之间插设若干小导管，形成第一支护层。
第二次支护处理包括在主洞内均匀插设若干第二支护钢管，第二支护钢管的顶部和底部分别与拱形主洞顶部和底部之间插设若干小导管，形成第二支护层。
若干所述第二支护钢管之间的距离为50cm。
一次衬砌层施工包括沿拱形主洞壁面安装钢拱架、在钢拱架上浇筑混凝土形成管廊衬砌墙，并安装钢筋网、在钢筋网上再次浇筑混凝土至预设厚度。
所述混凝土的预设厚度为10cm。
所述二次衬砌层施工包括铺设防水板、绑扎二衬钢筋、浇筑混凝土形成二衬主体结构。
请参阅图1-5，上述实施例中所述浇筑设备，包括浇筑室1，浇筑室1的内部设有防止混凝土凝固的搅拌机构2，浇筑室1的顶部设有对称分布的第一输送泵102和第二输送泵103，第一输送泵102和第二输送泵103的输入端通过连接管与浇筑室1的内部相连通，第一输送泵102和第二输送泵103的输出端分别固定有固定浇筑管104和伸缩浇筑管105，固定浇筑管104用于对近距离的区域进行浇筑，伸缩浇筑管105可对远距离的区域进行浇筑，增加浇筑水平范围，提高浇筑的效率；
浇筑室1的外部一侧通过支撑杆固定有伸缩气缸106，伸缩气缸106的输出端与伸缩浇筑管105的一端底部相固定。
浇筑室1的外部底端设有使得浇筑室1进行转动的转动机构3，转动机构3的下方设有使得浇筑室1进行升降的升降机构4；
浇筑室1的顶部设有两个对称分布的进料口101，用于对混凝土进行上料；
搅拌机构2包括与浇筑室1的外部顶端相固定的搅拌电机201，搅拌电机201的输出端固定有螺纹杆202，螺纹杆202的底端穿过浇筑室1且与浇筑室1的内部底端转动连接，螺纹杆202的外表面顶端和底端设有对称分布的正螺纹和逆螺纹，正螺纹和逆螺纹上设有对称分布的螺纹套203，两个螺纹套203分别与正螺纹和逆螺纹螺纹连接；
螺纹套203的外表面固定有移动板204，螺纹杆202的两侧设有对称分布的滑杆205，滑杆205的两端分别与浇筑室1的内部顶端和底端相固定，滑杆205贯穿移动板204且与移动板204滑动连接；
移动板204的外表面固定有若干环形均匀分布的固定杆，固定杆远离移动板204的一端固定有固定板206，固定板206远离固定杆的一侧固定有若干均匀分布的搅拌叶片207。通过设置搅拌机构2，使得搅拌电机201带动螺纹杆202转动，从而带动两个移动板204在滑杆205上做相互靠近或者相互背离的运动，从而带动固定板206上的搅拌叶片207在竖直方向上运动，从而对浇筑室1内的混凝土进行搅动，避免混凝土发生凝结，影响浇筑效果，提高浇筑质量。
转动机构3包括位于浇筑室1下方的转动室301，转动室301的内部底端转动连接有转动轴302，转动轴302的顶端穿过转动室301且固定有转动板303，转动板303的顶部与浇筑室1的外部底端相固定，转动轴302的外表面固定有从动直齿轮304，转动室301的内部底端固定杆有转动电机305，转动电机305的输出端固定有主动直齿轮306，主动直齿轮306与从动直齿轮304相啮合。通过设置转动机构3，使得转动电机305带动主动直齿轮306转动，通过从动直齿轮304带动转动轴302转动，从而带动浇筑室1转动，使得固定浇筑管104和伸缩浇筑管105对设备周围进行充分的浇筑，浇筑面积增大，提高浇筑效率，增加浇筑的可控性。
升降机构4包括位于转动室301的下方的升降室401，升降室401的顶部开设有升降槽403，升降槽403的内部滑动连接有升降座404，升降座404的顶部与转动室301的外部底端相固定，升降座404的底部前后两端固定有对称分布的第一滑轨405，升降室401的内部底端前后两侧固定有对称分布的第二滑轨406，第一滑轨405和第二滑轨406上分别滑动连接有第一滑动块407和第二滑动块408；
升降座404与升降室401的内部底端之间靠近前方和后方的位置均设有对称分布的第一连接杆409和第二连接杆410，第一连接杆409与第二连接杆410之间铰链连接。
第一连接杆409的一端与第一滑动块407的底部铰链连接，第一连接杆409的另一端与升降室401的内部底端铰链连接，第二连接杆410的一端与第二滑动块408的顶部铰链连接，第二连接杆410的另一端与升降座404的底部铰链连接。
第一连接杆409的顶端铰链连接有升降气缸411，升降气缸411的输出端与位于同一侧的第二连接杆410的底端铰链连接。
升降室401的外部侧表面固定有若干环形均匀分布的支撑腿402，用于对设备整体进行支撑作用。通过设置升降机构4，使得升降气缸411推动第一连接杆409，使得第一连接杆409和第二连接杆410之间的距离增大，配合第一滑动块407和第二滑动块408分别在第一滑轨405和第二滑轨406上滑动，带动升降座404在升降槽403内滑动，从而使得浇筑室1在竖直方向上实现升降，增加设备的在竖直方向上的浇筑范围，提高设备的实用性。
浇筑设备的工作原理：
本发明在使用时，先将浇筑设备放在隧道内需要浇筑的位置，通过进料口101将混凝土放入浇筑室1内，启动搅拌电机201带动螺纹杆202转动，配合螺纹杆202与两个螺纹套203的螺纹连接，从而带动两个移动板204在滑杆205上做相互靠近或者相互背离的运动，带动固定板206上的搅拌叶片207在竖直方向上运动，对浇筑室1内的混凝土进行搅动，防止混凝土发生凝结；
启动升降气缸411推动第一连接杆409，使得第一连接杆409与第二连接杆410之间的距离增大，配合第一滑动块407和第二滑动块408分别在第一滑轨405和第二滑轨406上滑动，带动升降座404在升降槽403内滑动，从而使得浇筑室1在竖直方向上移动至合适的浇筑高度；
启动第一输送泵102和第二输送泵103，使得浇筑室1内的混凝土通过固定浇筑管104和伸缩浇筑管105对模板进行浇筑，同时启动转动电机305带动主动直齿轮306转动，从而带动与之啮合的从动直齿轮304带动转动轴302转动，从而带动浇筑室1转动，使得固定浇筑管104和伸缩浇筑管105对隧道内壁进行充分的浇筑。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示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、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.管廊隧道装配式施工方法，其特征在于，包括以下步骤:
步骤一、拱形洞口挖掘，确定预设隧道的位置信息，并根据所述隧道的位置信息挖设土方以形成拱形洞口，对拱形洞口进行第一次支护处理；
步骤二、沿洞口向内挖掘主洞，对主洞进行第二次支护处理，并将挖掘出来的碴土运输至洞口，再通过运输设备对渣土进行分节段的运输；
步骤三、利用浇筑设备对隧道进行一次衬砌层施工，对隧道周围岩土进行稳固支撑；
步骤四、在待施工隧道初衬施工完成基础上，配合浇筑设备进行二次衬砌层施工，即完成管廊隧道装配式施工。
2.根据权利要求1所述的管廊隧道装配式施工方法,其特征在于，所述第一次支护处理包括在洞口内壁插设第一支护钢管，第一支护钢管的顶部和底部分别与拱形顶和底面之间插设若干小导管，形成第一支护层。
3.根据权利要求1所述的管廊隧道装配式施工方法,其特征在于，第二次支护处理包括在主洞内均匀插设若干第二支护钢管，第二支护钢管的顶部和底部分别与拱形主洞顶部和底部之间插设若干小导管，形成第二支护层。
4.根据权利要求3所述的管廊隧道装配式施工方法,其特征在于，若干所述第二支护钢管之间的距离为40-50cm。
5.根据权利要求1所述的管廊隧道装配式施工方法,其特征在于，一次衬砌层施工包括沿拱形主洞壁面安装钢拱架、在钢拱架上浇筑混凝土形成管廊衬砌墙，并安装钢筋网、在钢筋网上再次浇筑混凝土至预设厚度。
6.根据权利要求5所述的管廊隧道装配式施工方法,其特征在于，所述混凝土的预设厚度为5-10cm。
7.根据权利要求1所述的管廊隧道装配式施工方法,其特征在于，所述二次衬砌层施工包括铺设防水板、绑扎二衬钢筋、浇筑混凝土形成二衬主体结构。
8.根据权利要求1所述的管廊隧道装配式施工方法,其特征在于，所述浇筑设备的工作过程包括如下步骤：
第一步、先将浇筑设备放置在隧道内需要浇筑的位置，将混凝土从进料口(101)放入浇筑室(1)内，通过搅拌机构(2)对浇筑室(1)内的混凝土进行搅动，防止混凝土发生凝结；
第二步、通过升降气缸(411)带动升降座(404)在升降槽(403)内滑动，从而使得浇筑室(1)在竖直方向上移动至预定的浇筑高度；
第三步、启动第一输送泵(102)和第二输送泵(103)，使得浇筑室(1)内的混凝土通过固定浇筑管(104)和伸缩浇筑管(105)对模板进行浇筑，同时通过转动机构(3)从而带动浇筑室(1)转动，使得固定浇筑管(104)和伸缩浇筑管(105)对隧道进行充分的浇筑。
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