CN203905966U - 一种用于隧道仰拱结构的一次浇筑混凝土的衬砌模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于隧道仰拱结构的一次浇筑混凝土衬砌模具，包括预埋支撑件、衬砌模板及模板支撑，所述预埋支撑件均匀埋设在隧道挖掘的毛洞内壁，若干片弧面的衬砌模板拼装成与毛洞内壁平行的圆筒形，所述衬砌模板的外壁与预埋支撑件通过螺栓固连，内壁固定安装拱架，所述模板支撑设置在所述拱架之间用于支撑所述衬砌模板，筒形的衬砌模板与毛洞围成的环形浇筑空间两端设有环形的挡头模板实现密封，衬砌模板上设有浇灌窗口。本实用新型通过一次配模即能够一次性完成隧道仰拱结构的整体浇筑，极大地加快了隧道浇筑的工期，提高了隧道内仰拱结构的强度，进一步提高了路桥建设的综合效益。

Description

一种用于隧道仰拱结构的一次浇筑混凝土的衬砌模具

技术领域

本实用新型涉及一种隧道仰拱结构的一次浇筑混凝土的衬砌模具，主要用于仰拱结构的隧道混凝土衬砌施工。

背景技术

目前，在地质情况较差的山体开挖隧道时，为确保受力稳定、均匀，防止山体垮塌、地应力或地震对隧道造成破坏，有时将隧道设计成封闭的椭圆形混凝土仰拱结构，通过环状的整体结构，抵抗外力对结构的破坏，确保通行安全。

但是，由于环状整体结构为首尾闭合的椭圆形，混凝土浇筑时很难一次整体成形，传统的做法是将该结构平分成上下两部分，先配置模板浇筑下半部分，并在上下平分线处埋设止水带，防止分模处渗漏水。下半部分浇筑完毕后，拆除模板，回填石渣将路面修复平整，再在地面以上配置模板浇筑上半部分，最后拆除上半部分模板。按照这种方法施工，需按两个步骤完成作业，工序复杂，费时费力，尤其是上下部分结合处形成施工缝，易造成渗漏水现象，另外，由于分两次施工，上下两部分无法形成整体结构，降低了隧道抵抗外力的能力。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题是：为克服传统施工的缺陷，提供一套隧道仰拱结构的一次混凝土整体浇筑成形模具，只需进行一次配模、一次浇筑，即可完成仰拱混凝土衬砌施工，确保了工程质量，提高了综合效益。

本实用新型采用如下技术方案实现：一种用于隧道仰拱结构的一次浇筑混凝土衬砌模具，包括预埋支撑件、衬砌模板及模板支撑，所述预埋支撑件均匀埋设在隧道挖掘的毛洞内壁，若干片弧面的衬砌模板拼装成与毛洞内壁平行的圆筒形，所述衬砌模板的外壁与预埋支撑件通过螺栓固连，内壁固定安装拱架，所述模板支撑设置在所述拱架之间用于支撑所述衬砌模板，筒形的衬砌模板与毛洞围成的环形浇筑空间两端设有环形的挡头模板实现密封，衬砌模板上设有浇灌窗口。

进一步的，所述衬砌模板分为大模板和小模板两类，其中，所述大模板位于圆筒截面的左、右部位，所述小模板位于圆筒截面的上、下部位，所述大模板的厚度大于小模板的厚度，有效提高一次浇筑过程中的衬砌模具强度。

进一步的，所述浇灌窗口设置在小模板上。

进一步的，所述模板支撑包括立柱和水平撑，所述立柱和水平撑的两端通过拱架接头与拱架固连，其中两根水平撑的左右两端连接到大模板和小模板的拱架连接处。

进一步的，所述拱架接头包括三角连接块，所述立柱或水平撑的端部通过三角连接块与弧形的拱架贴合并通过连接螺栓固定。

进一步的，所述立柱和水平撑与拱架连接的位置对应于预埋支撑件与衬砌模板连接的位置。

进一步的，所述立柱和水平撑的交叉处通过螺栓固连形成整体。

在本实用新型中，所述衬砌模板包括弧面的面板和周边的连接边框，所述连接边框上设有用于拼装连接的螺栓孔，并在所述面板内侧面的连接边框之间设有加强肋板。

进一步的，所述挡头模板由若干片扇面的面板拼装组成环形，面板两侧边设有挡头面板连接肋板用于螺栓拼装，靠内侧的弧边设有与衬砌模板连接的加固螺孔。

在本实用新型中，所述衬砌模板根据隧道毛洞截面的形状为圆筒形或椭圆筒形。

本实用新型根据隧道内混凝土闭合仰拱结构的特点，在通道内侧设计一套整体式衬砌模具，环向的各大、小模板之间以及工字钢拱架之间均用螺栓连接，构成闭合的单榀椭圆形衬砌模具，具体施工时，根据每段衬砌的长度，对单榀椭圆形衬砌模具的数量进行适当增减，以满足施工需要；模板内侧采用工字钢立柱和水平撑进行支撑，防止模板被混凝土挤压造成变形或跑模。模板安装完毕后，在两端各设置一套挡头模板，防止混凝土从两端流出；整套模具安装在毛洞周圈的预埋支撑件上，使模具和毛洞之间形成空腔，最后从衬砌模板上方的浇灌窗口对空腔进行混凝土浇筑，浇筑完毕后拆除模具，椭圆形混凝土仰拱结构施工完毕。

本实用新型结构简单，模具强度高，通过一次配模即能够一次性完成隧道仰拱结构的整体浇筑，极大地加快了隧道浇筑的工期，同时整体浇筑也提高了仰拱结构的强度，防止分模导致的漏水，保证了隧道的工程质量，进一步提高了路桥建设的综合效益。

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型中的椭圆形的隧道仰拱结构混凝土衬砌模具配模后的整体示意图。

图2为本实用新型中的毛洞及仰拱结构衬砌成型后的结构示意图。

图3为本实用新型中的单榀衬砌模具示意图。

图4为本实用新型中的完整的全套衬砌模具示意图。

图5为本实用新型中的环形挡头模板的示意图。

图6为本实用新型中的单块挡头模板的示意图。

图7为本实用新型中的水平撑与、模板、拱架、预埋支撑件连接紧固的示意图。

图8为本实用新型中的立柱与模板、拱架、预埋支撑件连接紧固的示意图。

图9为本实用新型中的单块大模板示意图。

图10为本实用新型中的单块小模板示意图。

图中标号：1.毛洞；2.预埋支撑件；3.挡头模板；4.水平撑；5.立柱；6.小模板拱架；7.小模板；8.大模板；9.大模板拱架；10.浇灌窗口；11.混凝土内衬结构；12.大模板拱架接头；13.小模板拱架接头，3-1.挡头面板连接肋板；3-2.挡头面板；3-3.挡头面板加固螺孔；3-4.挡头面板连接螺孔；7-1.小模板边框；7-2.小模板面板；7-3.小模板加强肋板；7-4.小模板螺栓孔；8-1.大模板边框；8-2.大模板面板；8-3.大模板加强肋板；8-4.大模板螺栓孔；12-1.水平撑连接螺栓；12-2.水平撑三角连接块；12-3.预埋件连接螺栓；12-4.拱架连接螺栓；13-1.立柱三角连接块；13-2立柱连接螺栓。

具体实施方式

实施例

结合参见图1至图10，按照设计方案，山体掘扩完成后形成图1和图2中所示的椭圆形毛洞1，本实施例就是用针对毛洞的混凝土内衬进行一次性整体浇筑成型而提供了如附图1中所示的一次浇筑混凝土衬砌模具，用以浇筑形成图2中的混凝土内衬结构11。

结合参见图1和图3，为了便于安装模具，毛洞1掘扩完毕后，按照放样尺寸，提前沿毛洞周圈埋设预埋支撑件2(也可以边安装模具边埋设)，该预埋支撑件2由16#工字钢加工，外端加工有螺栓孔，安装模具时，先将小模板7和大模板8与预埋支撑件2用预埋件连接螺栓连接牢固，同时模板之间用螺栓两两紧固连接，小模板7和大模板8内侧则分别安装小模板拱架6和大模板拱架9，拱架与拱架之间、拱架与模板之间均用螺栓连接，使拱架与模板紧密贴合，形成首尾闭合的环状整体结构。由于隧道跨度和高度较大，且钢质模板较重，为防止模板掉落或坍塌，安装模板和拱架的同时，跟进安装水平撑4和立柱5，使左右模板、拱架通过水平撑4相对支撑，上、下模板及其拱架通过立柱5相对顶立，水平撑4两端通过大模板拱架接头12与拱架连接，立柱5两端通过小模板拱架接头13与拱架连接。根据断面尺寸大小，一般设置三道横向水平撑4和三道纵向立柱5，其中一道横向水平撑设置在上下模板平分线位置，另两道分别设置在大、小模板的拱架相交处。水平撑4和立柱5相交位置用螺栓连接，构成横向和纵向交叉的稳固支撑体系。为便于混凝土浇筑时下料和捣固，在模具的正顶部和小模板上共设置了五个浇灌窗口10。

根据隧道衬砌长度的需要，由图3中的单榀衬砌模具轴向组合而成，单榀模具之间用螺栓连接紧固。由于衬砌的混凝土厚度较大，为防止浇筑时混凝土从模具和毛洞之前的浇筑空间两端流出，全套混凝土衬砌模具组装完毕后，在两端再分别安装一套挡头模板3，如图4所示。具体结合参见图5和图6，全套挡头模板由若干单块扇面挡头面板3-2拼接而成，每块挡头面板3-2的两侧边设有挡头面板连接肋板3-1，挡头面板3-2由50mm的槽钢和厚5mm的钢板加工而成，其中其宽度根据需要衬砌的混凝土厚度确定，挡头面板连接肋板3-1焊接在挡头面板的两侧边，其上设有挡头面板连接螺孔3-4，靠内部的弧边上设有挡头面板加固螺孔3-3，挡头面板加固螺孔3-3用于挡头模板与衬砌模具的连接，挡头面板连接螺孔3-4用于相邻挡头面板之间的连接，全部连接后形成首尾闭合的环状结构。

参见图7和图8，图中小模板拱架6与小模板7之间、大模板拱架9与大模板8之间通过拱架连接螺栓12-4连接，预埋支撑件2与小模板拱架6之间通过预埋件连接螺栓12-3紧固。由于大模板比小模板厚，在拱架连接处会形成一个三角形缺口，为确保水平撑与模板、拱架和预埋件连接紧固，设计了一个水平撑三角连接块12-2作为大模板拱架接头，先将水平撑三角连接块12-2在大模板拱架9和小模板拱架6的连接处用螺栓紧固连接，然后再在内侧通过水平撑连接螺栓12-1安装水平撑4，这样，可通过水平撑三角连接块12-2将各部分连接成整体，便于整个系统的稳固。

同样，为便于在弧形的小模板拱架6上安装立柱5，同样设计了一个立柱三角连接块13-1作为小模板拱架接头，安装立柱5前，先将立柱三角连接块13-1固定安装在小模板拱架6上，再将立柱5安装在上下两个立柱三角连接块13-1之间，通过立柱连接螺栓13-2紧固，形成顶撑作用。为确保受力均匀，同时避免预埋支撑件2对模板造成破坏，所有水平撑三角连接块12-2和立柱三角连接块13-1的位置对应安装在预埋支撑件2的位置。

结合参见图8和图9，大模板8主要由大模板边框8-1、大模板面板8-2、大模板加强肋板8-3组成，大模板边框8-1上的大模板螺栓孔8-4用于模板之间通过连接螺栓连接。大模板宽1.2m、高2m，大模板边框8-1为160mm的槽钢边框，大模板面板8-2采用5mm厚的钢板制成，为确保结构稳固，大模板面板8-2的内侧面设置若干道纵向和横向的大模板加强肋板8-3。模板的外表面为混凝土成型面，其弧度根据隧道形状设计。同样的，小模板7主要由小模板边框7-1、小模板面板7-2、小模板加强肋板7-3组成，小模板边框7-1上设置的小模板螺栓孔7-4用于相邻模板之间通过连接螺栓连接。小模板宽1.2m、高1m，小模板边框7-1为55mm的槽钢边框，小模板面板7-2采用5mm厚的钢板加工而成，为确保结构稳固，小模板面板7-2内侧面设置若干道横向的小模板加强肋板7-3。模板的外表面为混凝土成型面，其弧度根据隧道形状设计。

Claims (10)

1.一种用于隧道仰拱结构的一次浇筑混凝土的衬砌模具，其特征在于：包括预埋支撑件、衬砌模板及模板支撑，所述预埋支撑件均匀埋设在隧道挖掘的毛洞内壁，若干片弧面的衬砌模板拼装成与毛洞内壁平行的圆筒形，所述衬砌模板的外壁与预埋支撑件通过螺栓固连，内壁固定安装拱架，所述模板支撑设置在所述拱架之间用于支撑所述衬砌模板，筒形的衬砌模板与毛洞围成的环形浇筑空间两端设有环形的挡头模板实现密封，所示衬砌模板上设有浇灌窗口。

2.根据权利要求1所述的一种用于隧道仰拱结构的一次浇筑混凝土的衬砌模具，其特征在于：所述衬砌模板分为大模板和小模板两类，其中，所述大模板位于圆筒截面的左、右部位，所述小模板位于圆筒截面的上、下部位，所述大模板的厚度大于小模板的厚度。

3.根据权利要求2所述的一种用于隧道仰拱结构的一次浇筑混凝土的衬砌模具，其特征在于：所述模板支撑包括立柱和水平撑，所述立柱和水平撑的两端通过拱架接头与拱架固连，其中两根水平撑的左右两端连接到大模板和小模板的拱架连接处。

4.根据权利要求3所述的一种用于隧道仰拱结构的一次浇筑混凝土的衬砌模具，其特征在于：所述浇灌窗口设置在小模板上。

5.根据权利要求4所述的一种用于隧道仰拱结构的一次浇筑混凝土的衬砌模具，其特征在于：所述拱架接头包括三角连接块，所述立柱或水平撑的端部通过三角连接块与弧形的拱架贴合并通过连接螺栓固定。

6.根据权利要求5所述的一种用于隧道仰拱结构的一次浇筑混凝土的衬砌模具，其特征在于：所述立柱和水平撑与拱架连接的位置对应于预埋支撑件与衬砌模板连接的位置。

7.根据权利要求6所述的一种用于隧道仰拱结构的一次浇筑混凝土的衬砌模具，其特征在于：所述立柱和水平撑的交叉处固连形成整体。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种用于隧道仰拱结构的一次浇筑混凝土的衬砌模具，其特征在于：所述衬砌模板包括弧面的面板和周边的连接边框，所述连接边框上设有用于拼装连接的螺栓孔，并在所述面板内侧面的连接边框之间设有加强肋板。

9.根据权利要求8所述的一种用于隧道仰拱结构的一次浇筑混凝土的衬砌模具，其特征在于：所述挡头模板由若干片扇面的面板拼装组成环形，面板两侧边设有挡头面板连接肋板用于螺栓拼装，靠内侧的弧边设有与衬砌模板连接的加固螺孔。

10.根据权利要求9所述的一种用于隧道仰拱结构的一次浇筑混凝土的衬砌模具，其特征在于：所述衬砌模板根据隧道毛洞截面的形状为圆筒形或椭圆筒形。