CN221372189U - 明挖隧道单侧支模的支撑系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种明挖隧道单侧支模的支撑系统，包括：主梁，主梁设在隧道的检修道处；小梁，小梁设在主梁的朝向侧墙的一侧；模板，模板设在小梁的朝向侧墙的一侧；对拉杆件，对拉杆件设在模板的顶部，且对拉杆件依次穿过主梁，进行对拉受力，并形成支撑体系。本实用新型主要利用隧道本身的检修道，参与侧墙单侧支模施工的受力及固定，无需使用三角钢桁架支撑，采用常规施工钢材，取材方便，重量轻，有利于提高施工效率。且无需预留地脚螺杆和对拉螺栓，无需考虑后续钻孔注浆等问题，从根本上减少该部位渗水的风险。同时该支撑系统施工工作面的宽度小于1米，可以更加安全有效的保证工人的高空施工，安全性高。

Description

明挖隧道单侧支模的支撑系统

技术领域

本实用新型涉及隧道施工技术领域，更具体地，涉及一种明挖隧道单侧支模的支撑系统。

背景技术

由于操作空间狭窄，明挖隧道主体结构侧墙的施工采用双侧支模无法实现，必须采用单侧支模。

目前，常规的单侧支模施工工艺多采用三角钢桁架支撑搭设，其存在一定的技术缺陷：

1、三角桁架施工作业面大，使用的支撑数量大，搭设周期长。由于三角桁架属于工厂预制件，单个的三角桁架重量和长度较大，拆卸工作麻烦，需要多个工人配合作业，严重影响到侧墙的施工效率。

2、工厂预制的三角桁架构件，由于是定型构件，底部的宽度延伸长度是固定的，基本不低于2m。当工人需高处作业时，作业现场无法提供一个临时操作平台，存在安全隐患。

3、三角钢桁架支撑受其自身结构形式的影响，需要预留地脚螺杆和对拉螺栓，对拉螺栓的施作会对主体结构侧墙的防水性能带来较大的影响，造成防水隐患，需后期进行补浆修复，施工质量难以保证。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种明挖隧道单侧支模的支撑系统的新技术方案，至少能够解决现有技术中采用三角钢桁架支撑搭设导致作业面积大、搭设周期长、存在安全隐患和防水隐患等问题。

本实用新型提供了一种明挖隧道单侧支模的支撑系统，包括：主梁，所述主梁设在隧道的检修道处；小梁，所述小梁设在所述主梁的朝向侧墙的一侧；模板，所述模板设在所述小梁的朝向侧墙的一侧；对拉杆件，所述对拉杆件设在所述模板的顶部，且所述对拉杆件穿过所述主梁，进行对拉受力，并形成支撑体系。

可选地，所述主梁的截面宽度小于所述检修道的截面宽度。

可选地，所述主梁与所述检修道的侧壁之间设有嵌固件。

可选地，所述嵌固件为木块。

可选地，围护结构和便道的位置预埋有钢筋和垫片，所述对拉杆件包括：对拉螺栓，所述对拉螺栓的一端与所述钢筋和垫片连接，另一端穿过所述主梁；连接架，所述连接架设在所述主梁的背向所述小梁的一侧，所述对拉螺栓穿过所述连接架，且与所述连接架连接。

可选地，所述连接架为工字钢。

可选地，所述支撑系统的底部区域至顶部区域的侧墙支模体系的总宽度不超过所述检修道的总体宽度。

可选地，所述小梁和所述模板与所述检修道嵌固连接。

可选地，所述主梁、所述小梁和所述模板所受的强度载荷值均小于其各自的抗弯强度。

可选地，所述对拉杆件的对拉力值低于其所承受的抗拉强度。

本实用新型的明挖隧道单侧支模的支撑系统，主要利用隧道本身的检修道，参与侧墙单侧支模施工的受力及固定，无需使用三角钢桁架支撑，采用常规施工钢材，取材方便，重量轻，有利于提高施工效率。且无需预留地脚螺杆和对拉螺栓，无需考虑后续钻孔注浆等问题，从根本上减少该部位渗水的风险。同时该支撑系统施工工作面的宽度小于1米，可以更加安全有效的保证工人的高空施工，安全性高。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。

图1是根据本实用新型实施例的明挖隧道单侧支模的支撑系统的剖面图

图2是根据本实用新型实施例的明挖隧道单侧支模的支撑系统的一个部分结构剖面图

图3是根据本实用新型实施例的明挖隧道单侧支模的支撑系统的检修道的剖面图；

图4是根据本实用新型实施例的明挖隧道单侧支模的支撑系统的另一个部分结构剖面图；

图5是根据本实用新型实施例的连接架的一个剖面图；

图6是根据本实用新型实施例的连接架的另一个剖面图。

附图标记：

主梁11；小梁12；模板13；对拉杆件14；对拉螺栓141；连接架142；嵌固件15；钢筋16；垫片17；

检修道21；侧墙22；底板23。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本实用新型的说明书和权利要求书中，若涉及到术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，若涉及到术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，涉及到的术语“安装”、“相连”、“连接”，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图具体描述根据本实用新型实施例的明挖隧道单侧支模的支撑系统。

如图1至图4所示，根据本实用新型实施例的明挖隧道单侧支模的支撑系统包括主梁11、小梁12、模板13和对拉杆件14。

具体而言，主梁11设在隧道的检修道21处。小梁12设在主梁11的朝向侧墙22的一侧。模板13设在小梁12的朝向侧墙22的一侧。对拉杆件14设在模板13的顶部，且对拉杆件14穿过主梁11，进行对拉受力，并形成支撑体系。

换言之，根据本实用新型实施例的明挖隧道单侧支模的支撑系统利用隧道工程的主体结构及临时支护结构进行单侧模板13的支撑搭设，如图1所示，即底部采用检修道21将侧墙22模板13支架进行嵌固受力对撑，顶部直接利用基坑的围护结构或者在基坑外的施工便道上提前预埋钢筋16并焊接，拉结成整体，形成独立的单侧支模支撑体系。

如图1、图2和图4所示，本实用新型的支撑系统主要由主梁11、小梁12、模板13和对拉杆件14组成。其中，主梁11设置在隧道的检修道21处。如图3所示，利用隧道检修道21进行支架受力对撑时，先把原定于侧墙22完成后才施工的检修道21，调整为先进行检修道21施工再施工侧墙22，充分利用已有的检修道21的受力来进行侧墙22施工，无需搭设落地支撑架及预埋地脚螺杆和对拉螺栓141，减少了搭设工期和后期的补浆修理工作，降低漏水风险。

小梁12设置在主梁11的朝向侧墙22的一侧。模板13设置在小梁12的朝向侧墙22的一侧。对拉杆件14设置在模板13的顶部，并且对拉杆件14穿过主梁11，进行对拉受力，并形成支撑体系。实际施工中延伸宽度基本上取决于隧道的检修道21的宽度。实际施工中，依照《公路工程技术标准》(JT B01-2014)，隧道两侧的检修道21总宽度原则上是相等的，不小于75cm。搭设作业平台后能够满足工人在高处施工可能性，有效保障工人的安全性。

本实用新型采用单侧支模施工方法，主要采用常规的施工钢材、钢管以及大规格的工字钢或者型钢等，取材方便，相对较轻，现场转运方便。实际施工过程中，加工、安装的施工可以按照实际需求及时调整材料的构成或者材料之间的安装间距，施工方便、灵活。

由此，根据本实用新型实施例的明挖隧道单侧支模的支撑系统，主要利用隧道本身的检修道21，参与侧墙22单侧支模施工的受力及固定，无需使用三角钢桁架支撑，采用常规施工钢材，取材方便，重量轻，有利于提高施工效率。且无需预留地脚螺杆和对拉螺栓141，无需考虑后续钻孔注浆等问题，从根本上减少该部位渗水的风险。同时该支撑系统施工工作面的宽度小于1米，可以更加安全有效的保证工人的高空施工，安全性高。

根据本实用新型的一个实施例，如图1、图2和图4所示，主梁11的截面宽度小于检修道21的截面宽度。检修道21内部区域两侧的间距大约为0.5m，高度大约为0.6m。在单侧支模高处作业时，利用主体结构既检修道21的外侧区域搭设脚手架平台，根据施工中常见做法，实际施工时检修道21的总宽度基本上都小于1m。由此，在检修道21外侧搭设安全作业平台后，就能够满足作业人员在高处的正常作业施工。

由于设计不同，实际施工中检修道21的设计尺寸均不相同，实际施工中应根据单侧支模施工体系所需占用的支模宽度、材料选择等进行细微调整材料的选择，在满足受力的同时控制好侧墙22支模体系的宽度。

根据本实用新型的一个实施例，主梁11与检修道21的侧壁之间设有嵌固件15。嵌固件15为木块。

也就是说，如图1和图2所示，主梁11与检修道21的侧壁之间可以设置有嵌固件15。嵌固件15可以采用木块或木方。主梁11的宽度小于检修道21的宽度，最好是略低于检修道21宽度。然后采用木方(木块)嵌固时，方便插入以及后期的拔除。

在本实用新型的一些具体实施方式中，围护结构和便道的位置预埋有钢筋16和垫片17，对拉杆件14包括对拉螺栓141和连接架142。

具体地，对拉螺栓141的一端与钢筋16和垫片17连接，另一端穿过主梁11。连接架142设在主梁11的背向小梁12的一侧，对拉螺栓141穿过连接架142，且与连接架142连接。连接架142为工字钢。

换句话说，如图1和图4所示，围护结构和便道的位置预埋有钢筋16和垫片17，对拉杆件14主要由对拉螺栓141和连接架142组成。其中，如图6所示，对拉螺栓141的一端与钢筋16和垫片17连接，对拉螺栓141的另一端穿过主梁11。如图1和图4所示，连接架142安装在主梁11的背向小梁12的一侧，对拉螺栓141能够穿过连接架142，并且与连接架142连接。连接架142可以采用工字钢。

在本实用新型的单侧支模施工体系中，如图1、图4、图5和图6所示，单侧支模顶部的对拉杆件14在冠梁位置预埋钢筋16，然后与侧向支架的主梁11上的工字钢通过焊接施工形成对拉受力杆件，侧向支架其余部位均无对拉螺栓141设置。因此无需进行打孔作业，免除了后期钻孔补浆后可能发生的渗水问题。

在本实用新型的一些具体实施方式中，支撑系统的底部区域至顶部区域的侧墙22支模体系的总宽度不超过检修道21的总体宽度。小梁12和模板13与检修道21嵌固连接。主梁11、小梁12和模板13所受的强度载荷值均小于其各自的抗弯强度。对拉杆件14的对拉力值低于其所承受的抗拉强度。

也就是说，如图1所示，支撑系统的底部区域至顶部区域的侧墙22支模体系的总宽度不超过检修道21的总体宽度，或者基本与检修道21的总体宽度接近，能够有效保证后续施工时工人可以搭设施工操作平台用于高处作业。小梁12和模板13与检修道21嵌固连接。主梁11、小梁12和模板13所受的强度载荷值均小于其各自的抗弯强度。对拉杆件14的对拉力值低于其所承受的抗拉强度。

本实用新型通过利用隧道工程的主体结构及临时支护结构进行单侧模板13的支撑搭设，即底部采用检修道21将侧墙22模板13支架进行嵌固受力对撑，顶部直接利用基坑的围护结构或者在基坑外的施工便道上提前预埋钢筋16并焊接，拉结成整体，形成独立的单侧支模支撑体系。

但考虑到受力情况、施工的安全性等，由于主梁11需具有较大的刚度，因此实际施工时采用本方案需考虑主梁11选用情况，同时保证材料的尺寸也要满足要求，建议隧道检修道21内部的宽度达到0.4m才能采用本方案。若所需施工的侧墙22厚度在0.5m范围内，高度在6m内，实际施工时可以降低主梁11的规格，在满足主梁11的强度要求下，再通过调整主梁11的间距等，能够在减少内部的宽度要求下采用本方法施工。

由于采用本侧墙22支模施工技术，材料的选择、材料的布置间距均不同，可以按照现场实际情况来调整。

在总体的调整过程中，主梁11、模板13、小梁12等材料受到的强度荷载值应低于材料本身的抗弯强度设计值要求。顶部区域的用于对拉的螺纹钢筋16承受的对拉力应低于该规格的钢筋16所能承受的抗拉强度。主梁11的宽度应小于检修道21的宽度，最好是略低于检修道21宽度。然后采用木方嵌固时方便插入以及后期的拔除。该侧墙22支模体系，底部区域至顶部区域以下的占用空间将不超过检修道21的总体宽度或者基本与检修道21的总体宽度接近(检修道21的宽度基本小于1m)，保证后续施工时工人可以搭设施工操作平台用于高处作业。

本实用新型的侧墙22支模体系在隧道内具体的占用空间组成中，支撑系统的底部区域包括模板13及其模板肋的宽度、主梁11宽度、小梁12宽度和嵌固材料(如小木方)。顶部区域包括模板13及其模板13肋的宽度、主梁11宽度、小梁12宽度、外肋宽度以及作为对拉形式的螺纹钢所伸出的长度

通常情况下，安全作业平台的高度基本都低于侧墙22最高处的1.5m。因此实际施工中可考虑忽略顶部区域的实际伸出的宽度。

在本实用新型中，根据侧墙22支模体系在隧道内具体的占用空间组成情况，可以有效推断出实际施工时，侧墙22支模体系所占用的空间宽度较小，能够满足工人搭设安全操作平台的需求。

本实用新型形成的侧墙22支模体系(支撑系统)，占用空间将不超过检修道21的总体宽度或者基本与检修道21的总体宽度接近，可以满足工人在外侧搭设脚手架后，高处作业时的安全施工需要。

在本实用新型的施工过程中，如图1至图6所示，第一步，按照常规的施工方式，进行底板23结构的施工。第二步，调整施工顺序，进行检修道21的施工。第三步，按照常规的方式进行侧墙22的钢筋16搭接、焊接，安装模板13。并且安装次楞和型钢。第四步，施工到一定高度时，搭设临时作业平台，继续对侧墙钢筋进行搭接、焊接等。同时进行安装工字钢、固定顶部位置的20mm螺纹钢的措施，最后在顶部位置安装、固定模板13等。在此步骤中，上部模板13侧对拉螺栓141需要拉紧、焊接，另一侧焊接在预埋钢筋16上。打入木块(嵌固件15)嵌入侧墙22底部位置，做好固定。然后安装斜撑，检查验收合格后，进行混凝土浇筑。

本实用新型的明挖隧道单侧支模的支撑系统，利用隧道检修道21进行支架受力对撑时，先把原定于侧墙22完成后才施工的检修道21，调整为先进行检修道21施工再施工侧墙22，充分利用已有的检修道21的受力来进行侧墙22施工，无需搭设落地支撑架及预埋地脚螺杆和对拉螺栓141，减少了搭设工期和后期的补浆修理工作。在检修道21的两侧之间，放入高强度的钢材作为主梁11，承担荷载。然后采用木方等材料进去嵌固，保证主梁11的稳定、牢固，不发生位移。

支架顶部施工时，主要利用对拉杆件14施工的形式，形成稳固的支撑体系，无需搭设斜撑，支撑牢固，可靠性强。即直接利用基坑的围护结构或者在基坑外的施工便道上提前预埋钢筋16，与对拉杆件14的受力结构进行焊接固定，达成对拉的效果，形成对拉受力杆件。

但实际施工需特别考虑主梁11的尺寸、规格、强度等因素，即主梁11的尺寸应尽量略小于检修道21两侧的间距。主梁11的长度应尽可能的满足隧道侧墙22的高度要求，防止接长时接缝处存在强度不足的可能。以及主梁11、小梁12、模板13本身应有足够的抗弯强度设计值，能够满足侧墙22受力的条件；

具体来说，针对隧道施工，本实用新型应用的单侧支模施工方法，材料的选择、间距设置如下。实际施工中满足以下要求时，可安全施工。以下列的形式为例子。

主梁11，假定现场采用I45b工字钢。工字钢的高度*腿宽*腰厚为450*152*13.5。间距为0.9m。

主梁11受到的强度荷载应低于材料本身的抗弯强度设计值要求，即

σ＝≤[f]＝205.00N/mm²

主梁11受到的挠度应低于材料本身所能承受的挠度设计值要求，即

νmax≤[ν]＝4.0mm

小梁12，以常见的Ф48.3*3的钢管(合并2根)为例，间距0.3m。小梁12受到的强度荷载应低于材料本身的抗弯强度设计值要求，即

σ＝≤[f]＝205.00N/mm²

小梁12受到的挠度应低于材料本身所能承受的挠度设计值要求，即

νmax≤[ν]＝3.6mm

模板13，为保证安全、质量，现场应尽量选择5mm钢模板。

模板13受到的强度荷载应低于材料本身的抗弯强度设计值要求，即

σ≤[f]＝215N/mm²

模板13受到的挠度应低于材料本身所能承受的挠度设计值要求，即

νmax≤[ν]＝0.75mm

顶部区域用于对拉形式的螺纹钢筋16，以16mm直径的钢筋16为例，施工时所受到的拉应力应低于钢筋16所能承受的抗拉强度，即

σ≤f_s'k＝335MPa

在单侧支模高处作业时，利用主体结构既检修道21的外侧区域搭设脚手架平台，根据施工中常见做法，实际施工时检修道21的宽度基本上都小于1m。由此，在检修道21外侧搭设安全作业平台后，就能够满足作业人员在高处的正常作业施工。

由于设计不同，实际施工中检修道21的设计尺寸均不相同，实际施工中应根据单侧支模施工体系所需占用的支模宽度、材料选择等进行细微调整材料的选择，在满足受力的同时控制好侧墙22支模体系的宽度。

总而言之，根据本实用新型实施例的明挖隧道单侧支模的支撑系统，主要利用隧道本身的检修道21，参与侧墙22单侧支模施工的受力及固定，无需使用三角钢桁架支撑，采用常规施工钢材，取材方便，重量轻，有利于提高施工效率。且无需预留地脚螺杆和对拉螺栓141，无需考虑后续钻孔注浆等问题，从根本上减少该部位渗水的风险。同时该支撑系统施工工作面的宽度小于1米，可以更加安全有效的保证工人的高空施工，安全性高。

虽然已经通过例子对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种明挖隧道单侧支模的支撑系统，其特征在于，包括：

主梁，所述主梁设在隧道的检修道处；

小梁，所述小梁设在所述主梁的朝向侧墙的一侧；

模板，所述模板设在所述小梁的朝向侧墙的一侧；

对拉杆件，所述对拉杆件设在所述模板的顶部，且所述对拉杆件穿过所述主梁，进行对拉受力，并形成支撑体系。

2.根据权利要求1所述的明挖隧道单侧支模的支撑系统，其特征在于，所述主梁的截面宽度小于所述检修道的截面宽度。

3.根据权利要求1所述的明挖隧道单侧支模的支撑系统，其特征在于，所述主梁与所述检修道的侧壁之间设有嵌固件。

4.根据权利要求3所述的明挖隧道单侧支模的支撑系统，其特征在于，所述嵌固件为木块。

5.根据权利要求1所述的明挖隧道单侧支模的支撑系统，其特征在于，围护结构和便道的位置预埋有钢筋和垫片，所述对拉杆件包括：

对拉螺栓，所述对拉螺栓的一端与所述钢筋和垫片连接，另一端穿过所述主梁；

连接架，所述连接架设在所述主梁的背向所述小梁的一侧，所述对拉螺栓穿过所述连接架，且与所述连接架连接。

6.根据权利要求5所述的明挖隧道单侧支模的支撑系统，其特征在于，所述连接架为工字钢。

7.根据权利要求1所述的明挖隧道单侧支模的支撑系统，其特征在于，所述支撑系统的底部区域至顶部区域的侧墙支模体系的总宽度不超过所述检修道的总体宽度。

8.根据权利要求1所述的明挖隧道单侧支模的支撑系统，其特征在于，所述小梁和所述模板与所述检修道嵌固连接。

9.根据权利要求1所述的明挖隧道单侧支模的支撑系统，其特征在于，所述主梁、所述小梁和所述模板所受的强度载荷值均小于其各自的抗弯强度。

10.根据权利要求1所述的明挖隧道单侧支模的支撑系统，其特征在于，所述对拉杆件的对拉力值低于其所承受的抗拉强度。