一种浇筑隧道二衬自密实混凝土的施工方法
【专利摘要】本发明提供了一种浇筑隧道二衬自密实混凝土的施工方法，即先单侧从腰部窗口浇筑入仓，再换至顶部浇筑的方法，步骤包括：地泵泵管入仓设置步骤，台车支模完成后，将泵管接入台车内，通过软管引至一侧观察窗入仓；模板底部混凝土浇筑步骤，单侧入仓浇筑的混凝土从一侧流动至另一侧，直至侧下方观察窗关闭；换管步骤，将软管从侧方浇筑窗口移出，并与对应的顶部浇筑孔连接，直至浇筑完成。本发明一方面解决了自密实混凝土在全圆模板台车浇筑过程中，地泵的功率的适用性选择的问题，另一方面有效避免了底部的混凝土的露筋及滞留的现象，最终提高混凝土结构成型的施工质量，提高了施工效率。
【专利说明】
一种浇筑隧道二衬自密实混凝土的施工方法
技术领域
[0001]本发明属于地下工程，特别是一种隧道现浇二衬自密实混凝土的施工方法。
【背景技术】
[0002]随着我国地下工程的不断发展，自密实混凝土以其良好的流动性、稳定性、抗离析性以及均匀性在隧道(洞)衬砌结构中得到广泛的应用，特别是在输水隧洞中，一段隧道结构采用内置模板支撑，自密实混凝土一次浇筑成型，减少了结构的水平接缝。自密实混凝土先地面输送到地下，再从地下运送到浇筑作业面，通过地栗栗送至浇筑口入仓，选择不同的入仓方式对于混凝土饶筑过程和结构成型的效果有一定的影响。
[0003]在地下工程中，通过地下运输自密实混凝土浇筑衬砌结构的技术，混凝土入仓方式主要有三种:一种是先从台车模板底部浇筑孔浇筑，再换至顶部浇筑孔浇筑;第二种是先从台车模板两侧腰部观察窗对称浇筑，然后换至顶部浇筑孔浇筑;第三种，顶部设置浇筑孔，混凝土直接从顶部入仓，不更换浇筑口。实践表明，对于一次成型浇筑的自密实混凝土结构，三种混凝土入仓方式在施工中不同程度的出现了影响施工连续性和成型隧道质量的问题，第一种方法，底部挤压式浇筑所需栗压较大，易出现因栗压不足而“憋栗”，进而导致浇筑中断引起的成型混凝土结构出现冷缝，且中途从下至上换管时间长;第二和第三种入仓方式原理相同，均属于对称饶筑，两侧入仓的混凝土在模板底部相遇时不利于空气的排出，致使底部混凝土局部填充不密实，出现了局部滞留和露筋的问题，同时也导致底部气泡较多的现象，另外第二种方法换管时间长，第三种方法在落差大的条件下易造成混凝土离析。不论是冷缝、滞留、露筋以及混凝土离析造成的混凝土的不密实都影响了混凝土的外观质量和实体结构质量。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种浇筑隧道二衬自密实混凝土的施工方法，要解决现有的混凝土入仓方式存在底部挤压式浇筑所需栗压较大，易出现因栗压不足而“憋栗”的技术问题，还要底部混凝土局部填充不密实，出现了局部滞留和露筋的技术问题，还要解决混凝土落差大易造成混凝土离析的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种浇筑隧道二衬自密实混凝土的施工方法，施工步骤如下:
步骤一，在台车模板上设置观察窗和顶部浇筑孔；
步骤二，打开全部的观察窗的仓门；
步骤三，在台车行进方向的前方、隧洞一衬内安置地栗；
步骤四，地栗栗管入仓:台车支模完成后，通过硬栗管将地栗接入台车内，并通过软栗管引至一侧的中观察窗入仓；
步骤五，栗管安装完成后，打开地栗开关向台车模板外侧栗送浇筑自密实混凝土 ； 步骤六，模板底部混凝土浇筑:单侧入仓浇筑的混凝土从一侧流动至另一侧，直至下观察窗的仓门关闭；
步骤七，换管:继续浇筑混凝土，将软栗管从中观察窗移出，并与该中观察窗临近的顶部浇筑孔连接，关闭中观察窗的仓门继续浇筑；
步骤八，当混凝土液面接近上观察窗时，关闭上观察窗直至浇筑完成。
[0006]所述步骤一中，在台车模板的两侧斜下方设置下观察窗，在台车模板的两侧腰部设置中观察窗，在台车模板的顶部设置上观察窗和顶部浇筑孔，所有观察窗均设有可开合的仓门，所述顶部浇筑孔至少设置两个，至少一个位于台车模板已施工隧洞二衬的一端，至少一个位于台车模板未施工隧洞二衬的一端。
[0007]所述步骤四中，使用硬栗管自地栗出口接出，硬栗管沿隧洞一衬的底部敷设延伸至台车模板附近，经过两个硬栗管的90°弯头转换高程后水平进入台车针梁内部、并延伸至接近或对应台车模板的顶部浇筑孔位置，然后再连接一个90°弯头转换方向朝上，在90°弯头的连接头上连接足够长度的软栗管，软栗管向上至台车针梁上方并向一侧弯曲、引入该侧的中观察窗，然后在软栗管上接长硬短管，并将硬短管临时固定于中观察窗上。
[0008]所述步骤六中，自密实混凝土自步骤四中的中观察窗单侧入仓浇筑，混凝土浆液从中观察窗一侧流动至另一侧，观察模板两侧混凝土液面高差情况，当两侧液面上升至下观察窗的下边缘时，关闭两侧的下观察窗的仓门；
所述步骤七中，还包括以下步骤:
步骤a，继续浇筑混凝土，直至混凝土液面升至超过下观察窗的上边缘约1cm的位置、模板两侧液面高差不超过30cm时停止浇筑；
步骤b，将硬短管从步骤四中的中观察窗上拆卸留下软栗管，将软栗管与该中观察窗接近或对应的顶部浇筑孔连接牢固，并关闭两侧中观察窗的仓门。
[0009]所述步骤八中，还包括以下步骤:
步骤c，自密实混凝土继续自顶部浇筑孔入仓浇筑，待混凝土浇筑至即将与模板顶部齐平时，将伸出上观察窗的抗浮千斤顶拆除，关闭上观察窗的仓门，直至浇筑完成；
步骤d，关闭该顶部浇筑孔，拆除软栗管；
步骤e，调整硬栗管的长度，以便行进至的下一个接近或对应的顶部浇筑孔附近的中观察窗，进行下一个施工仓位的施工，直至整个隧道施工完毕。
[0010]所述步骤一中，上观察窗和顶部浇筑孔以台车模板的单片模板为单位间隔设置。
[0011]所述步骤一中，所述下观察窗的标高均相等，并且以台车模板的单片模板为单位、在模板两侧间隔交叉设置，所述中观察窗的标高均相等，并且以台车模板的单片模板为单位、在模板两侧间隔交叉设置，所述下观察窗和中观察窗在同一单片模板的非同侧设置。
[0012]所述步骤四中的硬栗管、90°弯头和硬短管均为钢管，所述软栗管为橡胶管，钢管之间、橡胶管之间以及钢管与橡胶管之间均采用卡扣分节连接。
[0013]所述步骤四中的顶部浇筑孔的选择需兼顾混凝土的流动距离和施工仓位的长度，所述中观察窗的选择需临近该顶部浇筑孔。
[0014]所述步骤六中，自密实混凝土充满模板底部空间后，继续单侧浇筑，模板两侧液面同步上升，浇筑入仓一侧的液面上升速度会略大于另一侧上升速度，致使两侧液面出现一定的高差，从中观察窗观察模板两侧的液面高差，处理高差的方式有:
若所述自密实混凝土流动性较差时，从一侧流动至另一侧时可采用振捣棒引流； 若两侧液面高差较大时，只需将硬短管从该侧的中观察窗上拆开，并移至另一侧中观察窗上再临时固定，然后浇筑至两侧液面齐平。
[0015]与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果:
本发明解决了现有三种混凝土入仓方式在施工中不同程度的出现了影响施工连续性和成型隧道质量的问题，先从腰部一侧浇筑然后直接换顶部浇筑，浇筑入仓的混凝土是靠从一侧流至另一侧，可顺利将模板底部的空气从另一侧排挤出去，直至台车模板底部填充密实，排气效果好，成型隧洞底部混凝土填充密实，避免出现露筋、滞留和大量气泡的问题。
[0016]本发明入仓的混凝土是靠自重作用和U形连通器的原理从模板一侧压至另一侧，自密实混凝土具有高流动性和良好的间隙通过性能，无需振捣，单侧浇筑入仓后，可快速向模板另一侧和模板两端流动，无需靠地栗的压力强行压入，因此对地栗压力要求较低，可适应地栗各档位压力情况下的浇筑工作，避免浇筑过程中出现栗压不足的现象。本发明解决了自密实混凝土在全圆模板台车浇筑过程中，地栗的功率的适用性选择的问题，另一方面也有效避免了底部的混凝土的露筋及滞留的现象，最终提高混凝土结构成型的施工质量，提高了施工效率。
[0017]本发明混凝土落差小不易造成混凝土离析，保证混凝土的外观质量和实体结构质量。
[0018]本发明浇筑过程中浇筑孔更换时换管操作简单，无需拆装，只需直接将软管从侧面移至顶部浇筑孔安装即可，缩短施工时间和减少人力物力，大大提高了功效。
[0019]本发明适用于地铁或水利等工程中隧道(洞)衬砌采用自密实混凝土浇筑一次成型结构的施工作业，特别适用于隧道(洞)净高小于10m，自密实混凝土的自由落体最大高度为5m的隧道(洞)。
【附图说明】
[0020]下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
[0021 ]图1是实施例中观察窗设置的剖视结构图。
[0022]图2是实施例中顶部浇注孔及观察窗设置的立体结构图。
[0023]图3是模板台车内混凝土栗管入仓设置方式的侧视结构图。
[0024]图4是图3的的剖视结构示意图。
[0025]图5是单侧入仓浇筑底部混凝土的结构示意图。
[0026]图6是单侧入仓浇筑至模板下观察窗关闭的结构示意图。
[0027]图7是混凝土液面接近下观察窗的仓门时栗管换至顶部浇筑孔的结构示意图。
[0028]图8是从台车模板顶部浇筑混凝土至腰部的结构示意图。
[0029]图9是混凝土浇筑至模板顶部的结构示意图。
[0030]附图标记:丨一台车模板、2一下观察窗、3一台车针梁、4一顶部浇注孔、5一硬栗管、6—软栗管、7 — 90°弯头、8—隧洞一衬、9一已施工隧洞二衬、10—自密实混凝土、11 一硬短管、12—中观察窗、13—上观察窗。
【具体实施方式】
[0031]实施例参见图1-9所示，以全圆针梁模板台车中浇筑隧洞二衬自密实混凝土施工为例提供了一种浇筑隧道二衬自密实混凝土的施工方法。隧洞二衬是隧洞一衬施工完成后，在隧洞一衬基面上施工的具有一定厚度的钢筋混凝土衬砌结构。隧洞二衬施工时需在隧洞一衬基础上进行支模，采用全圆针梁模板台车支模是目前圆形隧洞普遍采用的支模方式，同时考虑到圆形支模空间混凝土振捣困难，采用免振捣的自密实混凝土进行浇筑。
[0032]具体施工步骤如下:
步骤一，在台车模板I上设置观察窗和顶部浇筑孔:在台车模板I的两侧斜下方设置下观察窗2，在台车模板I的两侧腰部设置中观察窗12，在台车模板I的顶部设置上观察窗13和顶部浇筑孔4。
[0033]参见图1所示，从横断面看，在台车模板I的两侧斜下方、腰部和顶部均设置观察窗，大小均为450mm X 500mm，均配置可打开和关闭的仓门，观察窗主要用于观察混凝土在台车模板和隧道一衬之间的流动情况以及用于混凝土浇筑入仓。
[0034]参见图2所示，以112m(搭接长度20cm)的台车模板I为例，由I块1.7m宽模板和7块
1.5m宽模板组成，从左向右模板分别为第1-8块。其中，1.7m宽模板一端与已衬砌隧洞二衬结构搭接20cm，因此，有效衬砌长度为12m。
[0035]所述下观察窗2的标高均相等，并且以台车模板的单片模板为单位、在模板两侧间隔交叉设置，所述中观察窗12的标高均相等，并且以台车模板的单片模板为单位、在模板两侧间隔交叉设置，所述下观察窗2和中观察窗12在同一单片模板的非同侧设置。
[0036]本实施例中，在台车模板两侧斜下方及腰部各设置8个下观察窗2和8个中观察窗12，顶部设置2个观察窗2。从1.7m宽模板一端计算，第1、3、5、7块模板左侧腰部和右侧斜下方均设置I个观察窗，第2、4、6、8块模板右侧腰部及左侧斜下方均设置I个观察窗。
[0037]上观察窗13和顶部浇筑孔4以台车模板的单片模板为单位间隔设置。所述顶部浇筑孔4至少设置两个，至少一个位于台车模板已施工隧洞二衬的一端，至少一个位于台车模板未施工隧洞二衬的一端，对于衬砌较长模板靠近中间位置设置一个，此方法中用于顶部浇筑的一般为已衬砌端和中间位置浇筑孔。本实施例中，第3、6块模板顶部各设置I个上观察窗13，第2、4、7块模板顶部各设置I个顶部浇筑孔4，孔直径I OOmm。
[0038]步骤二，打开全部的观察窗的仓门；
步骤三，在台车行进方向的前方、隧洞一衬8内安置地栗；
步骤四，地栗栗管入仓:参见图3-4所示，台车支模完成后，通过硬栗管将地栗接入台车内，并通过软栗管引至一侧的中观察窗入仓。使用硬栗管5自地栗出口接出，硬栗管5沿隧洞一衬8的底部敷设延伸至台车模板I附近，经过两个硬栗管的90°弯头7转换高程后水平进入台车针梁3内部、并延伸至接近或对应台车模板已施工隧洞二衬的一端的顶部浇筑孔4位置，然后再连接一个90°弯头7转换方向朝上，在90°弯头7的连接头上连接足够长度的软栗管6，软栗管向上至台车针梁3上方并向一侧弯曲、引入该侧的中观察窗12，然后在软栗管6上接长硬短管11，并将硬短管11临时固定于中观察窗12上。
[0039]本实例中，硬栗管5、90°弯头7和硬短管11均为钢管，所述软栗管为橡胶管，钢管之间、橡胶管之间以及钢管与橡胶管之间均采用卡扣分节连接。顶部浇筑孔4的选择需兼顾混凝土的流动距离和施工仓位的长度，所述中观察窗12的选择需临近该顶部浇筑孔4。
[0040]步骤五，栗管安装完成后，打开地栗开关向台车模板外侧栗送浇筑自密实混凝土； 步骤六，模板底部混凝土浇筑:自密实混凝土自步骤四中的中观察窗12单侧入仓浇筑，混凝土浆液从中观察窗12—侧流动至另一侧，观察模板两侧混凝土液面高差情况，当两侧液面上升至下观察窗2的下边缘时，关闭两侧的下观察窗2的仓门。
[0041]自密实混凝土充满模板底部空间后，继续单侧浇筑，模板两侧液面同步上升，浇筑入仓一侧的液面上升速度会略大于另一侧上升速度，致使两侧液面出现一定的高差，从中观察窗12观察模板两侧的液面高差，处理高差的方式有:
若所述自密实混凝土流动性较差时，从一侧流动至另一侧时可采用振捣棒引流；
若两侧液面高差较大时，只需将硬短管11从该侧的中观察窗12上拆开，并移至另一侧中观察窗12上再临时固定，然后浇筑至两侧液面齐平。
[0042]步骤七，换管:继续浇筑混凝土，直至混凝土液面升至超过下观察窗2的上边缘约1cm的位置、模板两侧液面高差不超过30cm时停止浇筑;将硬短管11从步骤四中的中观察窗12上拆卸留下软栗管6，将软栗管与该中观察窗12接近或对应的顶部浇筑孔4连接牢固，并关闭两侧中观察窗12的仓门。
[0043]步骤八，自密实混凝土继续自顶部浇筑孔4入仓浇筑，待混凝土浇筑至即将与模板顶部齐平时，将伸出上观察窗13的抗浮千斤顶拆除，关闭上观察窗13的仓门，直至浇筑完成；
关闭该顶部浇筑孔4，拆除软栗管6;
调整硬栗管5的长度，以便行进至的下一个接近或对应的顶部浇筑孔附近的中观察窗12，进行下一个施工仓位的施工，直至整个隧道施工完毕。
[0044]应理解以上说明书中所描述的【具体实施方式】仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等同形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
【主权项】
1.一种浇筑隧道二衬自密实混凝土的施工方法，其特征在于，施工步骤如下: 步骤一，在台车模板(I)上设置观察窗和顶部浇筑孔； 步骤二，打开全部的观察窗的仓门； 步骤三，在台车行进方向的前方、隧洞一衬(8)内安置地栗； 步骤四，地栗栗管入仓:台车支模完成后，通过硬栗管将地栗接入台车内，并通过软栗管引至一侧的中观察窗入仓； 步骤五，栗管安装完成后，打开地栗开关向台车模板外侧栗送浇筑自密实混凝土 ； 步骤六，模板底部混凝土浇筑:单侧入仓浇筑的混凝土从一侧流动至另一侧，直至下观察窗(2)的仓门关闭； 步骤七，换管:继续浇筑混凝土，将软栗管从中观察窗移出，并与该中观察窗临近的顶部浇筑孔(4)连接，关闭中观察窗(12)的仓门继续浇筑； 步骤八，当混凝土液面接近上观察窗(13)时，关闭上观察窗(13)直至浇筑完成。2.根据权利要求1所述的浇筑隧道二衬自密实混凝土的施工方法，其特征在于:所述步骤一中，在台车模板(I)的两侧斜下方设置下观察窗(2)，在台车模板(I)的两侧腰部设置中观察窗(12)，在台车模板(I)的顶部设置上观察窗(13)和顶部浇筑孔(4)，所有观察窗均设有可开合的仓门，所述顶部浇筑孔(4)至少设置两个，至少一个位于台车模板已施工隧洞二衬的一端，至少一个位于台车模板未施工隧洞二衬的一端。3.根据权利要求1所述的浇筑隧道二衬自密实混凝土的施工方法，其特征在于:所述步骤四中，使用硬栗管(5)自地栗出口接出，硬栗管(5)沿隧洞一衬(8)的底部敷设延伸至台车模板(I)附近，经过两个硬栗管的90°弯头(7)转换高程后水平进入台车针梁(3)内部、并延伸至接近或对应台车模板的顶部浇筑孔(4)位置，然后再连接一个90°弯头(7)转换方向朝上，在90°弯头(7)的连接头上连接足够长度的软栗管(6)，软栗管向上至台车针梁(3)上方并向一侧弯曲、引入该侧的中观察窗(12)，然后在软栗管(6)上接长硬短管(11)，并将硬短管(11)临时固定于中观察窗(12)上。4.根据权利要求1所述的浇筑隧道二衬自密实混凝土的施工方法，其特征在于:所述步骤六中，自密实混凝土自步骤四中的中观察窗(12)单侧入仓浇筑，混凝土浆液从中观察窗(12)—侧流动至另一侧，观察模板两侧混凝土液面高差情况，当两侧液面上升至下观察窗(2)的下边缘时，关闭两侧的下观察窗(2)的仓门。5.根据权利要求1所述的浇筑隧道二衬自密实混凝土的施工方法，其特征在于:所述步骤七中，包括以下步骤: 步骤a，继续浇筑混凝土，直至混凝土液面升至超过下观察窗(2)的上边缘约1cm的位置、模板两侧液面高差不超过30cm时停止浇筑； 步骤b，将硬短管(11)从步骤四中的中观察窗(12)上拆卸留下软栗管(6)，将软栗管与该中观察窗(12)接近或对应的顶部浇筑孔(4)连接牢固，并关闭两侧中观察窗(12)的仓门。6.根据权利要求1所述的浇筑隧道二衬自密实混凝土的施工方法，其特征在于:所述步骤八中，包括以下步骤: 步骤c，自密实混凝土继续自顶部浇筑孔(4)入仓浇筑，待混凝土浇筑至即将与模板顶部齐平时，将伸出上观察窗(13)的抗浮千斤顶拆除，关闭上观察窗(13)的仓门，直至浇筑完成； 步骤d，关闭该顶部浇筑孔(4)，拆除软栗管(6); 步骤e，调整硬栗管(5)的长度，以便行进至的下一个接近或对应的顶部浇筑孔附近的中观察窗(12)，进行下一个施工仓位的施工，直至整个隧道施工完毕。7.根据权利要求2所述的浇筑隧道二衬自密实混凝土的施工方法，其特征在于:所述步骤一中，上观察窗(13)和顶部浇筑孔(4)以台车模板的单片模板为单位间隔设置;所述下观察窗(2)的标高均相等，并且以台车模板的单片模板为单位、在模板两侧间隔交叉设置，所述中观察窗(12)的标高均相等，并且以台车模板的单片模板为单位、在模板两侧间隔交叉设置，所述下观察窗(2)和中观察窗(12)在同一单片模板的非同侧设置。8.根据权利要求3所述的浇筑隧道二衬自密实混凝土的施工方法，其特征在于:所述步骤四中的硬栗管(5)、90°弯头(7)和硬短管(11)均为钢管，所述软栗管为橡胶管，钢管之间、橡胶管之间以及钢管与橡胶管之间均采用卡扣分节连接。9.根据权利要求3或8所述的浇筑隧道二衬自密实混凝土的施工方法，其特征在于:所述步骤四中的顶部浇筑孔(4)的选择需兼顾混凝土的流动距离和施工仓位的长度，所述中观察窗(12)的选择需临近该顶部浇筑孔(4)。10.根据权利要求3所述的浇筑隧道二衬自密实混凝土的施工方法，其特征在于:所述步骤六中，自密实混凝土充满模板底部空间后，继续单侧浇筑，模板两侧液面同步上升，浇筑入仓一侧的液面上升速度会略大于另一侧上升速度，致使两侧液面出现一定的高差，从中观察窗(12)观察模板两侧的液面高差，处理高差的方式有: 若所述自密实混凝土流动性较差时，从一侧流动至另一侧时可采用振捣棒引流； 若两侧液面高差较大时，只需将硬短管(11)从该侧的中观察窗(12)上拆开，并移至另一侧中观察窗(12)上再临时固定，然后浇筑至两侧液面齐平。
【文档编号】E21D11/10GK105927249SQ201610346501
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月24日
【发明人】施笋, 杨富强, 王坡, 张颍辉, 孟晓龙, 樊继丰, 商伟阳, 刘俊, 王振东, 张文旭, 张楠, 李征, 庄晶晶, 王辉
【申请人】北京住总集团有限责任公司