CN115233635A - 一种用于渠道防渗防冻胀衬砌结构的固定架 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于渠道防渗防冻胀衬砌结构的固定架,本结构由“渠基+苯板+现浇混凝土”三层复合结构组成,组件设置于复合防渗防冻胀结构中,组件由水平支撑骨架、垂直支撑杆、钢丝网片等部分组成,垂直支撑杆用于加固各层防渗防冻胀层,水平支撑骨架和钢丝网片用于浇筑混凝土时维持其稳定。本发明能充分利用苯板的保温性和混凝土的防渗性,保证了衬砌浇筑质量,减少了衬砌裂缝,增强了衬砌防渗性能,提高了渠道的防冻胀效果,且施工简便,安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及渠道防渗防冻胀衬砌结构,尤其是一种用于渠道防渗防冻胀衬砌结构的固定架。
背景技术
灌溉渠道防渗衬砌是灌区工程的主要建设内容,对应投资约占灌区续建配套节水改造总投资的1/3左右。我国目前常用的防渗材料有混凝土、石料、膜料、沥青混凝土和水泥土等,其中最常用的防渗衬砌材料为混凝土,现浇混凝土衬砌是目前明渠改造中最常用的防渗衬砌材料之一,具有工艺简单、施工迅速的优点,缺点是抗冻胀性较差。近年来,聚苯乙烯保温板(俗称“苯板”)越来越多的应用在灌区续建配套与现代化改造中。聚苯乙烯保温板,又称聚苯乙烯泡沫板,它由可发性聚苯乙烯颗粒为原料,经加热预发泡,在模具中加热成型而制成的具有微细闭孔结构的泡沫塑料板材。具有重量轻、导热系数低、吸水率很小、化学性能稳定、抗老化性能高、耐久性好、自立性好、施工中易于搬运等优点,缺点是耐热性低。
随着技术的发展及经验的积累,采用单一的防渗材料(如混凝土)很难达到理想的防渗抗冻效果和耐久性。采用苯板+混凝土的防渗防冻胀结构越来越多的应用在渠道改造中。在“渠基+苯板+现浇混凝土”这种复合防渗防冻胀结构中,苯板的稳定性和混凝土浇筑的难度是困扰施工的最大问题。由于苯板较软且厚度较薄,难以与渠基层紧密贴合,另外苯板表面光滑,在其上浇筑衬砌混凝土难以维持稳定。由此带来的问题有:(1)苯板本身不平整,局部有鼓包,冬季易存水,产生冻胀,顶坏混凝土衬砌;(2)衬砌混凝土浇筑完成后厚薄不均,底部较厚,顶部较薄,施工质量差,进度缓慢。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,提供一种用于渠道防渗防冻胀衬砌结构的固定架,用于保持现浇混凝土在渠坡上的稳定性,保证衬砌浇筑质量。
为了解决上述问题,本发明所采用的技术方案是:一种用于渠道防渗防冻胀衬砌结构的固定架,渠道防渗防冻胀衬砌结构依次包括渠道基层、聚苯乙烯保温板、混凝土衬砌层,固定架包括水平支撑骨架、多个垂直支撑杆、水平钢丝网片和支撑墩,水平支撑骨架为纵横交错布置的钢筋网格状,水平钢丝网片紧贴固定在水平支撑骨架的每个钢筋网格上面,多个垂直支撑杆分别同向垂直于水平支撑骨架并设置在钢筋网格的交点上,与垂直支撑杆同向、在每个水平钢丝网片下方设置有多个支撑墩;水平支撑骨架设置在于混凝土衬砌层内,垂直支撑杆垂直穿过聚苯乙烯保温板插入渠道基层中,支撑墩支撑在聚苯乙烯保温板和水平钢丝网片之间,用于维持水平钢丝网片垂直刚度。
所述水平支撑骨架与水平钢丝网片周边焊接在一起。
所述混凝土衬砌层为现浇混凝土,混凝土性能指标参数满足《渠道防渗衬砌工程技术标准》规范要求;所述渠道基层厚度不低于30cm,基层材质为非冻胀土或砂砾石,压实度参数:相对密度≥0.65;所述聚苯乙烯保温板厚度不低于2cm,聚苯乙烯保温板密度≥30kg/m3,导热系数≤0.039W(m.k),尺寸稳定性≤2%,压缩强度≥150kPa;所述水平支撑骨架和垂直支撑杆材质均为热轧带肋钢筋,钢筋直径在8mm~12mm之间。
所述水平支撑骨架的纵向和横向钢筋间距均为80cm~100cm,水平支撑骨架和垂直支撑杆通过焊接连接。
所述水平支撑骨架平行于渠坡布置,且位于混凝土衬砌层的中间。
所述垂直支撑杆插入渠道基层深度大于等于5cm。
所述垂直支撑杆顶部为尖状箭头形,箭头长度不低于垂直支撑杆的钢筋材料直径的3倍。
所述水平钢丝网片的钢丝为冷拉钢丝,纵横交错布置,钢丝直径在1.3mm~3mm之间,每根钢丝两端与水平支撑骨架焊接。
所述支撑墩为硬PVC材质,形状为半球形,在半球形的球面上开有“十”字形开槽,圆球直径5mm~15mm,“十”字形开槽用于固定钢丝网片。
所述支撑墩平行于渠道坡面方向呈梅花状布置,布置数量根据渠道尺寸确定。
本发明的有益效果:一是在北方冻胀严重地区,能充分利用苯板的保温性和混凝土的防渗性,提高渠道的防冻胀效果;二是利用钢丝网片固定混凝土,使混凝土易初凝成型,提高衬砌浇筑质量,减少衬砌裂缝,增强衬砌抗渗性能,施工更加简便,安全可靠。
附图说明
图1是本发明用于渠道防渗防冻胀衬砌结构的固定架的立体结构示意图。
图2是本发明用于渠道防渗防冻胀衬砌结构的固定架的聚苯乙烯保温板、支撑墩与钢丝网片连接示意图。
图3是使用本发明固定架的渠道防渗防冻胀衬砌结构的剖面图。
图4是使用本发明固定架的渠道防渗防冻胀衬砌结构的立体图。
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。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
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”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等,应做广义理解,例如“连接”,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相连,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。
如图1-4所示,本发明的用于渠道防渗防冻胀衬砌结构的固定架,渠道防渗防冻胀衬砌结构依次包括渠道基层5、聚苯乙烯保温板4、混凝土衬砌层3,固定架包括水平支撑骨架1、多个垂直支撑杆2、水平钢丝网片7和支撑墩6,水平支撑骨架1为纵横交错布置的钢筋网格状,水平钢丝网片7紧贴固定在水平支撑骨架的每个钢筋网格上面,多个垂直支撑杆2分别同向垂直于水平支撑骨架并设置在钢筋网格的交点上,与垂直支撑杆2同向、在每个水平钢丝网片7下方设置有多个支撑墩6;水平支撑骨架1设置在于混凝土衬砌层3内,垂直支撑杆2垂直穿过聚苯乙烯保温板4插入渠道基层5中,支撑墩6支撑在聚苯乙烯保温板4和水平钢丝网片7之间,用于维持水平钢丝网片7垂直刚度。
所述水平支撑骨架1与水平钢丝网片7周边焊接在一起。
所述混凝土衬砌层3为现浇混凝土,混凝土性能指标参数满足《渠道防渗衬砌工程技术标准》规范要求;所述渠道基层5厚度不低于30cm,基层材质为非冻胀土或砂砾石,压实度参数:相对密度≥0.65;所述聚苯乙烯保温板4厚度不低于2cm,聚苯乙烯保温板密度≥30kg/m3,导热系数≤0.039Wm.k,尺寸稳定性≤2%,压缩强度≥150kPa;所述水平支撑骨架1和垂直支撑杆2材质均为热轧带肋钢筋,钢筋直径在8mm~12mm之间。
所述水平支撑骨架1的纵向和横向钢筋间距均为80cm~100cm,水平支撑骨架1和垂直支撑杆2通过焊接连接。
所述水平支撑骨架1平行于渠坡布置,且位于混凝土衬砌3层的中间。
所述垂直支撑杆2插入渠道基层5深度大于等于5cm。
所述垂直支撑杆2顶部为尖状箭头形,箭头长度不低于垂直支撑杆2的钢筋材料直径的3倍。
所述水平钢丝网片7的钢丝为冷拉钢丝,纵横交错布置,钢丝直径在1.3mm~3mm之间,每根钢丝两端与水平支撑骨架焊接。
所述支撑墩6为硬PVC材质,形状为半球形,在半球形的球面上开有“十”字形开槽,圆球直径5mm~15mm,“十”字形开槽用于固定钢丝网片7。
所述支撑墩6平行于渠道坡面方向呈梅花状布置,布置数量根据渠道尺寸确定。
在“渠基+苯板+现浇混凝土”复核防渗防冻胀结构中,设置本发明的固定架,水平支撑位于衬砌混凝土层中部,竖向支撑在周边纵横水平支撑交点处垂直布设,插入渠基。实际施工中,固定架用于稳定浇筑薄层衬砌混凝土。同时,在水平支撑中间,焊接钢丝网片,用于保持现浇混凝土在渠坡上的稳定性,保证衬砌浇筑质量,每个钢丝网片单元中间设置一个硬PVC材质的支撑墩,用于保证钢丝网片水平钢塑,使其维持在混凝土衬砌层的中部。
本发明的施工方法如下:
第一步:提前预制焊接支撑组件,具体工艺方法为:根据渠道横缝长度和渠道斜坡长度确定水平支撑骨架1尺寸,为满足整体刚度要求,水平支撑骨架1两根钢筋之间间距尺寸不应大于1m;水平支撑骨架1边缘纵横交点处,焊接垂直支撑杆2,垂直支撑骨架长度应保证可伸入渠道基层5不少于5cm;在水平支撑骨架1网格周边焊接钢丝网片7,支撑组件预制完成。
第二步:施工渠道各防渗防冻胀层,具体工艺方法为:在渠道开挖完成后,首先施工渠道基层5,基层的材质应为非冻胀性土、砂砾石或风积沙等透水性较好的材质,压实度应满足:非粘性土相对密度≥0.65。施工完成渠道基层5后,在渠道基层5表面铺设聚苯乙烯保温板4,使保温板相对较平整,然后将支撑组件整体对准后竖向支撑杆2头部的箭头垂直插入并穿透聚苯乙烯保温板4,插入渠道基层5不低于5cm;在钢丝网片7的中间嵌入支撑墩6,使支撑墩上部圆球顶住钢丝网片7,下部扩大处抵住聚苯乙烯保温板4。
第三步:浇筑混凝土衬砌层3,具体工艺方法为:在聚苯乙烯保温板4表面浇筑混凝土衬砌层3,混凝土衬砌层3利用钢丝网片7维持在混凝土表面,减少混凝土下滑。最后利用常规振捣工具对混凝土衬砌层3进行振捣密实。整个防渗防冻胀组件全部施工完成。
这种渠道防渗防冻胀结构和防冻胀组件施工便捷,使用方便,防渗防冻胀效果好,能大大加快施工进度,并能显著提高混凝土衬砌的浇筑质量,减少衬砌裂缝、提高抗渗性能,综合效益佳,在北方严寒地区防冻胀抗渗明渠新建、改造中具有较强的推广价值。
上述的实例仅用于说明本发明的技术思想及特点,其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本发明的内容并据以实施,不能仅以本实例来限定本发明的专利范围,即凡本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰,仍落在本发明的专利范围内。
Claims (10)
1.一种用于渠道防渗防冻胀衬砌结构的固定架,渠道防渗防冻胀衬砌结构依次包括渠道基层(5)、聚苯乙烯保温板(4)、混凝土衬砌层(3),其特征在于,固定架包括水平支撑骨架(1)、多个垂直支撑杆(2)、水平钢丝网片(7)和支撑墩(6),水平支撑骨架(1)为纵横交错布置的钢筋网格状,水平钢丝网片(7)紧贴固定在水平支撑骨架的每个钢筋网格上面,多个垂直支撑杆(2)分别同向垂直于水平支撑骨架并设置在钢筋网格的交点上,与垂直支撑杆(2)同向、在每个水平钢丝网片(7)下方设置有多个支撑墩(6);水平支撑骨架(1)设置在于混凝土衬砌层(3)内,垂直支撑杆(2)垂直穿过聚苯乙烯保温板(4)插入渠道基层(5)中,支撑墩(6)支撑在聚苯乙烯保温板(4)和水平钢丝网片(7)之间,用于维持水平钢丝网片(7)垂直刚度。
2.根据权利要求1所述用于渠道防渗防冻胀衬砌结构的固定架,其特征在于,所述水平支撑骨架(1)与水平钢丝网片(7)周边焊接在一起。
3.根据权利要求1所述用于渠道防渗防冻胀衬砌结构的固定架,其特征在于,所述混凝土衬砌层(3)为现浇混凝土,混凝土性能指标参数满足《渠道防渗衬砌工程技术标准》规范要求;所述渠道基层(5)厚度不低于30cm,基层材质为非冻胀土或砂砾石,压实度参数:相对密度≥0.65;所述聚苯乙烯保温板(4)厚度不低于2cm,聚苯乙烯保温板密度≥30kg/m3,导热系数≤0.039W(m.k),尺寸稳定性≤2%,压缩强度≥150kPa;所述水平支撑骨架(1)和垂直支撑杆(2)材质均为热轧带肋钢筋,钢筋直径在8mm~12mm之间。
4.根据权利要求1所述用于渠道防渗防冻胀衬砌结构的固定架,其特征在于,所述水平支撑骨架(1)的纵向和横向钢筋间距均为80cm~100cm,水平支撑骨架(1)和垂直支撑杆(2)通过焊接连接。
5.根据权利要求1所述用于渠道防渗防冻胀衬砌结构的固定架,其特征在于,所述水平支撑骨架(1)平行于渠坡布置,且位于混凝土衬砌(3)层的中间。
6.根据权利要求1所述用于渠道防渗防冻胀衬砌结构的固定架,其特征在于,所述垂直支撑杆(2)插入渠道基层(5)深度大于等于5cm。
7.根据权利要求1或6所述用于渠道防渗防冻胀衬砌结构的固定架,其特征在于,所述垂直支撑杆(2)顶部为尖状箭头形,箭头长度不低于垂直支撑杆(2)的钢筋材料直径的3倍。
8.根据权利1所述用于渠道防渗防冻胀衬砌结构的固定架,其特征在于,所述水平钢丝网片(7)的钢丝为冷拉钢丝,纵横交错布置,钢丝直径在1.3mm~3mm之间,每根钢丝两端与水平支撑骨架焊接。
9.根据权利1所述用于渠道防渗防冻胀衬砌结构的固定架,其特征在于,所述支撑墩(6)为硬PVC材质,形状为半球形,在半球形的球面上开有“十”字形开槽,圆球直径5mm~15mm,“十”字形开槽用于固定钢丝网片(7)。
10.根据权利1所述用于渠道防渗防冻胀衬砌结构的固定架,其特征在于,所述支撑墩(6)平行于渠道坡面方向呈梅花状布置,布置数量根据渠道尺寸确定。
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