CN120273383A - 一种应用于沉井施工的一体化钢模作业平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于沉井施工的一体化钢模作业平台，包括外模板、内模板、外操作平台、内操作平台和对拉螺杆。本发明通过螺栓连接，将作业平台集成于钢模上，作业平台内外均设防护栏，施工人员站在作业平台上进行内外模板安装、钢筋绑扎、止水带焊接等作业，大大降低了安全作业的风险，提高了施工效率；钢模组件通过对拉螺栓与井壁固结，在制作完一段沉井壁，养护至设计强度，开始下沉，下沉前需拆除下方模板，保留最上层模板，用以作为后期钢模安装的支承点，待钢模下沉至预定高度，将已拆除的钢模平移安装至上层模板上方，即可开始下段井壁制作；避免施工过程中脚手架的反复搭拆，降低了施工安全风险，缩短了施工周期。

Description

一种应用于沉井施工的一体化钢模作业平台

技术领域

本发明涉及一种钢模装置，具体为一种应用于沉井施工的一体化钢模作业平台，属于基建施工技术领域。

背景技术

沉井是井筒状的结构物，它是从井内挖土，依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到设计标高，然后经过混凝土封底并填塞井孔，使其成为桥梁墩台或其它结构物的基础的施工方法。一般在施工大型桥墩的基坑，污水泵站，大型设备基础，人防掩蔽所，盾构拼装井，地下车道与车站水工基础施工围护装置时使用，其施工过程通常由桩机或吊机协助，将井筒或建筑物逐步地降入地下或水中，直至目标深度，然后灌注混凝土，以确保建筑物的稳定性和安全性，相较于传统的开挖挖掘方式，沉井施工具有施工时间短、无扬尘、无噪音、对周边环境的影响小等优点。

现有技术中，如公布号为CN105672337A所公开的一种现浇沉井支模体系的施工方法，施工步骤包括：基坑开挖；垫层铺设；脚手架搭设；第一节沉井模板支设；浇筑混凝土及养护；第一节沉井模板拆除及下沉；第二节沉井模板支设。结构拆装方便，施工效率高，可实现井内悬臂支模以及实现模板水平移动，可适应不同高度沉井支模体系，具有较好的经济技术效益。但现有的沉井施工采用的“钢管脚手架+木模”的施工形式，由于脚手架与沉井之间无法固结，沉井下沉过程中与脚手架之间存在相对运动，导致在沉井在“多次制作、分段下沉”的施工过程中，需反复搭拆钢管脚手架，故在“脚手架与模板搭拆环节”耗费大量时间、人力、物力；且人员在施工过程中，存在大量高空临边作业，安全风险高，施工效率低下。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述至少一个技术问题而提供一种应用于沉井施工的一体化钢模作业平台。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种应用于沉井施工的一体化钢模作业平台，包括上下分层设置的钢模组件，钢模组件包括外模板和内模板，外模板贴放在待浇筑沉井壁的外侧面，内模板贴放在待浇筑沉井壁的内侧面，外模板的外侧壁连接有外操作平台，内模板的外侧壁连接有内操作平台，外操作平台与内操作平台均与每一层的模板组件一一对应设置，外模板和内模板之间连接有若干个对拉螺杆；

外操作平台与内操作平台结构相同，外操作平台包括防护栏支架和平台支架，防护栏支架竖直状焊接在平台支架的外侧端，平台支架的内侧端与外模板固定连接，平台支架在外模板的板身上呈环形状均匀分布，且平台支架上水平放置有支撑平台。

作为本发明再进一步的方案：外模板与内模板均为一体化弧面钢模板，每块外模板与内模板中间均设置有若干条横肋和纵肋，且相邻外模板之间以及相邻内模板之间均通过螺栓固定连接。

作为本发明再进一步的方案：外操作平台的平台支架上铺设有若干个支撑钢板，且支撑钢板与平台支架之间通过螺栓固定连接，外操作平台的防护栏支架上通过螺栓固定连接有过道防护栏。

作为本发明再进一步的方案：平台支架与外模板之间通过螺栓固定连接有角钢支撑件。

作为本发明再进一步的方案：平台支架上所铺设的支撑平台之间通过螺栓固定连接有平台对接件。

作为本发明再进一步的方案：对拉螺杆的杆身贯穿外模板和内模板，外模板和内模板远离待浇筑沉井壁的外侧面捆扎有箍圈，对拉螺杆的蝴蝶扣卡住箍圈。

一种应用于沉井施工的一体化钢模作业平台的施工方法，包括一体化钢模装置，该施工方法包括以下步骤：

S1、根据施工图纸，利用cad完成一体化钢模的设计，利用软件对一体化钢模进行受力分析，并进行计算，选择合适的钢板厚度、角钢截面大小、对拉螺杆大小、螺栓大小，编制专项施工方案，组织专家对施工方案进行论证；联系钢模制作厂家，加工一体化钢模；送至施工现场，进行钢模预拼装；

S2、场地降基开挖，浇筑垫层，砌筑沉井刃脚砖模，拼装“刃脚”一体化钢模；

S3、在上述一体化钢模拼装过程中，同步完成井壁钢筋的绑扎、施工缝止水带焊接工作，钢模在作为井壁模板的同时，为人员施工提供了作业平台，完成“刃脚”的混凝土浇筑工作，混凝土浇筑过程中，施工人员站在第四套钢模集成的作业平台上进行辅助浇筑作业，养护至设计强度，进行“第一节井壁”模板的拼装；

S4、在“第一节井壁”一体化钢模拼装过程中，同步完成第一节井壁钢筋的绑扎、施工缝止水带焊接工作，完成“第一节井壁”的混凝土浇筑工作，经过两次混凝土浇筑，外露沉井高度已达7m，此时进行沉井第一次下沉；

S5、下沉完成后，继续重复上述操作，直至浇筑井壁高度达14m；沉井封底、顶板结构施工。

作为本发明再进一步的方案：拼装“刃脚”一体化钢模具体包括：

S21、本次施工共定制多套钢模，每块钢模中间加有横肋和纵肋，以提高钢模的刚度；

S22、钢模第一次安装时，直接坐落于混凝土垫层，外部钢模之间通过螺栓连接，内部钢模同样通过螺栓连接，内外钢模之间通过对拉螺杆进行连接，对拉螺杆的蝴蝶扣卡住内外钢模的圆弧形钢管，从而对内外钢模进行加固；

S23、第二套钢模与第一套钢模之间同样使用螺栓连接，第二套钢模拼装完成后，进行第二套钢模的作业平台搭设，人站在地面即可进行作业平台的安装搭设；

S24、作业平台和内外钢模之间同样采用螺栓连接，先安装内外模支架，再铺设内外弧钢板平台；平台铺设完成后，安装内外模支架之间的安全护栏；

S25、继续进行第三套钢模的安装，第三套钢模与第二套钢模之间仍通过螺栓连接，人员站在刚刚搭设好的、固结在第二套钢模的作业平台上进行作业，拼装完第三套钢模后，同样站在第二套钢模的作业平台上拼装第四套钢模，拼装完第四套钢模后，继续完成第四套钢模的作业平台及护栏的搭设，为下一节井壁施工做好准备；

S26、拼装箱式安全爬梯，人员上下作业平台均通过箱式安全爬梯进出。

作为本发明再进一步的方案：“第一节井壁”模板的拼装具体包括：

S31、保留最上面一套钢模，拆除下方的三套模板，平移安装至第四套钢模上方，第四套钢模通过对拉螺栓固结于井壁上，作为上方三套模板的受力支撑点，人员进行钢模平移安装时，同样站在第四套钢模的集成作业平台上进行作业；

S32、每隔1-1.5m，钢模集成一次作业平台，相邻上下两层作业平台之间距离为2-2.2m，方便施工人员在作业平台上走动。

本发明的有益效果是：

1）一体化的外模板与内模板能够在厂内提前预制，预留好孔洞，进而在施工时能够采用“电动扳手+螺栓”的方式进行连接固定，简化了传统木模的制作及安装工序；

2）通过螺栓连接，将作业平台集成于钢模上，作业平台内外均设防护栏，施工人员站在作业平台上进行内外模板安装、钢筋绑扎、止水带焊接等作业，大大降低了安全作业的风险，提高了施工效率；

3）钢模组件通过对拉螺栓与井壁固结，沉井下沉过程中，钢模与沉井之间无相对运动，钢模无需拆除，在制作完一段沉井壁，养护至设计强度，开始下沉，下沉前需拆除下方模板，保留最上层模板作为后期钢模安装的支承点，待钢模下沉至预定高度，将已拆除的钢模平移安装至上层模板上方，即可开始下段井壁制作，避免施工过程中脚手架的反复搭拆，降低了施工安全风险，缩短了施工周期。

附图说明

图1为本发明整体俯视结构示意图；

图2为本发明侧视结构示意图；

图3为本发明图1中A处结构示意图；

图4为本发明外操作平台侧视结构示意图；

图5为本发明支撑平台对接状态结构示意图；

图6为本发明外模板、内模板与对拉螺杆连接结构示意图；

图中：1、外模板；2、内模板；3、外操作平台；31、支撑钢板；32、过道防护栏；33、防护栏支架；34、角钢支撑件；35、平台支架；36、平台对接件；4、内操作平台；5、对拉螺杆；6、支撑平台；7、箍圈。

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。

实施例一，如图1至图6所示，一种应用于沉井施工的一体化钢模作业平台，包括上下分层设置的钢模组件，钢模组件包括外模板1和内模板2，外模板1贴放在待浇筑沉井壁的外侧面，内模板2贴放在待浇筑沉井壁的内侧面，外模板1的外侧壁连接有外操作平台3，内模板2的外侧壁连接有内操作平台4，外操作平台3与内操作平台4均与每一层的模板组件一一对应设置，外模板1和内模板2之间连接有若干个对拉螺杆5，通过对拉螺杆5使外模板1和内模板2能够分别与井壁固结，并且钢模组件分层设置，进而在沉井下沉过程中，钢模组件与沉井之间无相对运动，钢模组件无需拆除，只需等待钢模组件下沉至预定高度，保留最上层钢模组件，将下层钢模组件平移安装至上层即可；

外操作平台3与内操作平台4结构相同，外操作平台3包括防护栏支架33和平台支架35，防护栏支架33竖直状焊接在平台支架35的外侧端，平台支架35的内侧端与外模板1固定连接，平台支架35在外模板1的板身上呈环形状均匀分布，且平台支架35上水平放置有支撑平台6，通过设置有外操作平台3和内操作平台4能够便于施工人员站在作业平台上进行内外模板安装、钢筋绑扎、止水带焊接等作业，大大降低了安全作业的风险，提高了施工效率，且外操作平台3与内操作平台4均能够随着钢模组件的平移施工也随之移动安装位置，即避免施工过程中脚手架的反复搭拆，降低了施工安全风险，缩短了施工周期。

实施例二，本实施例中除包括实施例一中的所有技术特征之外，还包括：外模板1与内模板2均为一体化弧面钢模板，每块外模板1与内模板2中间均设置有若干条横肋和纵肋，以提高钢模的刚度，且相邻外模板1之间以及相邻内模板2之间均通过螺栓固定连接，便于施工拼接组装构成整体式的钢模组件。

外操作平台3的平台支架35上铺设有若干个支撑钢板31，且支撑钢板31与平台支架35之间通过螺栓固定连接，外操作平台3的防护栏支架33上通过螺栓固定连接有过道防护栏32，以能够通过支撑钢板31对放置在平台支架35上的支撑平台6起到稳固支撑，并通过所设置的过道防护栏32大大降低了安全作业的风险，提高了施工效率，并且采用螺栓连接的方式便于装卸。

平台支架35与外模板1之间通过螺栓固定连接有角钢支撑件34，以通过角钢支撑件34实现平台支架35与外模板1的稳固连接，进而确保所设置的外操作平台3能够稳固的连接在外模板1的外侧，以便于对上层的外模板1以及上层的外操作平台3进行组装施工。

平台支架35上所铺设的支撑平台6之间通过螺栓固定连接有平台对接件36，通过所设置的平台对接件36能够使支撑平台6稳固的铺设在平台支架35上。

进一步的，对拉螺杆5的杆身贯穿外模板1和内模板2，外模板1和内模板2远离待浇筑沉井壁的外侧面捆扎有箍圈7，对拉螺杆5的蝴蝶扣卡住箍圈7，从而对外模板1和内模板2的拼装结构进行加固。

实施例三，一种应用于沉井施工的一体化钢模作业平台的施工方法，包括一体化钢模装置，该施工方法包括以下步骤：

S1、根据施工图纸，利用cad完成一体化钢模的设计；利用软件对一体化钢模进行受力分析，并进行计算，选择合适的钢板厚度、角钢截面大小、对拉螺杆大小、螺栓大小；编制专项施工方案，组织专家对施工方案进行论证；联系钢模制作厂家，加工一体化钢模；送至施工现场，进行钢模预拼装；

S2、场地降基开挖，浇筑垫层，砌筑沉井刃脚砖模；拼装“刃脚”一体化钢模沉井规格内径8m，外径10m，高15m，方案为“四次制作、三次下沉”；

S3、在上述一体化钢模拼装过程中，同步完成井壁钢筋的绑扎、施工缝止水带焊接工作，钢模在作为井壁模板的同时，为人员施工提供了作业平台；完成“刃脚”的混凝土浇筑工作，混凝土浇筑过程中，施工人员站在第四套钢模集成的作业平台上进行辅助浇筑作业，养护至设计强度，进行“第一节井壁”模板的拼装；

S4、在“第一节井壁”一体化钢模拼装过程中，同步完成第一节井壁钢筋的绑扎、施工缝止水带焊接工作，完成“第一节井壁”的混凝土浇筑工作；经过两次混凝土浇筑，外露沉井高度已达7m，此时进行沉井第一次下沉；

S5、下沉完成后，继续重复上述操作，直至浇筑井壁高度达14m；沉井封底、顶板结构施工。

进一步的，拼装“刃脚”一体化钢模具体包括：

S21、本次施工共定制4套钢模，1套钢模可环绕井壁一圈，由26块1200*1000*3mm外模、26块960*1000*3mm内模、26件角钢外模支架、26件角钢内模支架、26块外弧钢板平台、26块内弧钢板平台、连接螺栓及对拉螺杆组成；4套钢模一次性拼装完成后，可一次浇筑4m井壁；每块钢模中间加2道横肋，3道纵肋，以提高钢模的刚度；

S22、钢模第一次安装时，直接坐落于混凝土垫层，外部钢模之间通过螺栓连接，内部钢模同样通过螺栓连接，内外钢模之间通过对拉螺杆进行连接，对拉螺杆的蝴蝶扣卡住内外钢模的圆弧形钢管，从而对内外钢模进行加固；

S23、第二套钢模与第一套钢模之间同样使用螺栓连接，第二套钢模拼装完成后，进行第二套钢模的作业平台搭设此时作业高度约为1.5-2m之间，人站在地面即可进行作业平台的安装搭设；

S24、作业平台和内外钢模之间同样采用螺栓连接，先安装内外模支架，再铺设内外弧钢板平台；平台铺设完成后，安装内外模支架之间的安全护栏；

S25、继续进行第三套钢模的安装此时作业高度约为2.5-3m，人员无法继续站在地面作业，第三套钢模与第二套钢模之间仍通过螺栓连接，人员站在刚刚搭设好的、固结在第二套钢模的作业平台上进行作业；拼装完第三套钢模后，同样站在第二套钢模的作业平台上拼装第四套钢模此时人站在作业平台上，作业高度约1.5-2m；拼装完第四套钢模后，继续完成第四套钢模的作业平台及护栏的搭设，为下一节井壁施工做好准备；

S26、拼装箱式安全爬梯，人员上下作业平台均通过箱式安全爬梯进出。

进一步的，“第一节井壁”模板的拼装具体包括：

S31、保留最上面一套钢模即前文中的第四套钢模，拆除下方的三套模板，平移安装至第四套钢模上方，第四套钢模通过对拉螺栓固结于井壁上，作为上方三套模板的受力支撑点，人员进行钢模平移安装时，同样站在第四套钢模的集成作业平台上进行作业；

S32、每隔1-1.5m，钢模集成一次作业平台，相邻上下两层作业平台之间距离为2-2.2m，方便施工人员在作业平台上走动。

实施例四，武汉邓西220千伏输变电工程中施工的沉井为例，一种应用于沉井施工的一体化钢模作业平台，沉井（规格为外径8-12m，壁厚800-1000mm，深度12-17m）施工周期从平均64d降至42d左右，下降幅度约为35%，其中“模板及脚手架搭拆”环节占沉井施工总时长的比例，由50%下降至28%；

沉井施工周期避免了“高空作业”、“脚手架搭拆”等高风险作业，违章次数从平均13次下降至0.5次，下降幅度超过96%；

沉井内外表观质量提升明显，外表面粗糙度降低90%；

本工程共计4个沉井，均采用“一体化钢模”钢模进行制作，平均施工成本（不含钢筋、混凝土等主材）从65.16w/个降低至58.31w/个，下降幅度约10.5%；

随着城市用地的紧张，作为城市输电的地下“大动脉”，综合地下管廊的优势逐渐凸显，而沉井作为“大动脉”的重要“加压泵”，沉井钢模工艺以其成品质量高、施工周期短、安全性高、绿色环保、可反复利用等特点，在地下管廊施工建设中应用前景宽广。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种应用于沉井施工的一体化钢模作业平台，包括上下分层设置的钢模组件，其特征在于：所述钢模组件包括外模板（1）和内模板（2），所述外模板（1）贴放在待浇筑沉井壁的外侧面，所述内模板（2）贴放在待浇筑沉井壁的内侧面，所述外模板（1）的外侧壁连接有外操作平台（3），所述内模板（2）的外侧壁连接有内操作平台（4），所述外操作平台（3）与内操作平台（4）均与每一层的模板组件一一对应设置，所述外模板（1）和内模板（2）之间连接有若干个对拉螺杆（5）；

所述外操作平台（3）与内操作平台（4）结构相同，所述外操作平台（3）包括防护栏支架（33）和平台支架（35），所述防护栏支架（33）竖直状焊接在平台支架（35）的外侧端，所述平台支架（35）的内侧端与外模板（1）固定连接，所述平台支架（35）在外模板（1）的板身上呈环形状均匀分布，且所述平台支架（35）上水平放置有支撑平台（6）。

2.根据权利要求1所述的一体化钢模作业平台，其特征在于：所述外模板（1）与内模板（2）均为一体化弧面钢模板，每块所述外模板（1）与内模板（2）中间均设置有若干条横肋和纵肋，且相邻外模板（1）之间以及相邻内模板（2）之间均通过螺栓固定连接。

3.根据权利要求1所述的一体化钢模作业平台，其特征在于：所述外操作平台（3）的平台支架（35）上铺设有若干个支撑钢板（31），且所述支撑钢板（31）与平台支架（35）之间通过螺栓固定连接，所述外操作平台（3）的防护栏支架（33）上通过螺栓固定连接有过道防护栏（32）。

4.根据权利要求1所述的一体化钢模作业平台，其特征在于：所述平台支架（35）与外模板（1）之间通过螺栓固定连接有角钢支撑件（34）。

5.根据权利要求1所述的一体化钢模作业平台，其特征在于：所述平台支架（35）上所铺设的支撑平台（6）之间通过螺栓固定连接有平台对接件（36）。

6.根据权利要求1所述的一体化钢模作业平台，其特征在于：所述对拉螺杆（5）的杆身贯穿外模板（1）和内模板（2），所述外模板（1）和内模板（2）远离待浇筑沉井壁的外侧面捆扎有箍圈（7），所述对拉螺杆（5）的蝴蝶扣卡住箍圈（7）。

7.一种应用于沉井施工的一体化钢模作业平台的施工方法，包括权利要求1至权利要求6任一项所述的一体化钢模作业平台，其特征在于：所述施工方法包括以下步骤：

S1、根据施工图纸，利用cad完成一体化钢模的设计，利用软件对一体化钢模进行受力分析，并进行计算，选择钢板厚度、角钢截面大小、对拉螺杆大小、螺栓大小，编制专项施工方案，组织专家对施工方案进行论证，联系钢模制作厂家，加工一体化钢模；送至施工现场，进行钢模预拼装；

S2、场地降基开挖，浇筑垫层，砌筑沉井刃脚砖模，拼装“刃脚”一体化钢模；

S3、在上述一体化钢模拼装过程中，同步完成井壁钢筋的绑扎、施工缝止水带焊接工作，钢模在作为井壁模板的同时，为人员施工提供了作业平台，完成“刃脚”的混凝土浇筑工作，混凝土浇筑过程中，施工人员站在第四套钢模集成的作业平台上进行辅助浇筑作业，养护至设计强度，进行“第一节井壁”模板的拼装；

S4、在“第一节井壁”一体化钢模拼装过程中，同步完成第一节井壁钢筋的绑扎、施工缝止水带焊接工作，完成“第一节井壁”的混凝土浇筑工作；经过两次混凝土浇筑，外露沉井高度已达7m，此时进行沉井第一次下沉；

S5、下沉完成后，继续重复上述操作，直至浇筑井壁高度达14m；沉井封底、顶板结构施工。

8.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于：所述S2中，拼装“刃脚”一体化钢模具体包括：

S21、本次施工共定制多套钢模；每块钢模中间加有横肋和纵肋；

S22、钢模第一次安装时，直接坐落于混凝土垫层，外部钢模之间通过螺栓连接，内部钢模同样通过螺栓连接，内外钢模之间通过对拉螺杆进行连接，对拉螺杆的蝴蝶扣卡住内外钢模的圆弧形钢管，从而对内外钢模进行加固；

S23、第二套钢模与第一套钢模之间同样使用螺栓连接，第二套钢模拼装完成后，进行第二套钢模的作业平台搭设，人站在地面即可进行作业平台的安装搭设；

S24、作业平台和内外钢模之间同样采用螺栓连接，先安装内外模支架，再铺设内外弧钢板平台；平台铺设完成后，安装内外模支架之间的安全护栏；

S25、继续进行第三套钢模的安装，第三套钢模与第二套钢模之间仍通过螺栓连接，人员站在刚刚搭设好的、固结在第二套钢模的作业平台上进行作业；拼装完第三套钢模后，同样站在第二套钢模的作业平台上拼装第四套钢模；拼装完第四套钢模后，继续完成第四套钢模的作业平台及护栏的搭设，为下一节井壁施工做好准备；

S26、拼装箱式安全爬梯，人员上下作业平台均通过箱式安全爬梯进出。

9.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于：所述S3中，“第一节井壁”模板的拼装具体包括：

S31、保留最上面一套钢模，拆除下方的三套模板，平移安装至第四套钢模上方，第四套钢模通过对拉螺栓固结于井壁上，作为上方三套模板的受力支撑点，人员进行钢模平移安装时，同样站在第四套钢模的集成作业平台上进行作业；

S32、每隔1-1.5m，钢模集成一次作业平台，相邻上下两层作业平台之间距离为2-2.2m，方便施工人员在作业平台上走动。