整体成型排水沟及其施工方法与流程

本发明涉及市政道桥等技术领域，具体是整体成型排水沟及其施工方法。

背景技术：

城市排水系统是处理和排除城市污水和雨水的工程设施系统，是城市公用设施的组成部分，城市排水系统规划是城市总体规划的组成部分，城市排水系统通常由排水管道和污水处理厂组成，在实行污水、雨水分流制的情况下，污水由排水管道收集，送至污水处理后，排入水体或回收利用；雨水径流由排水管道收集后，就近排入水体。

城市排水系统在城市日常运转，以及遇到强降水气候的时候显得十分关键，目前，随着城市化的建设和路基路面施工质量的提高，道路排水系统在我国的发展也趋渐于成熟，排水沟工程施工的方式也愈来愈多样化，大量的案例证明，高质量的排水沟建设是排水系统的基础，所以，排水沟的施工工艺也就显得尤为重要。

为方便施工，保障排水沟质量，排水沟要求设置于较为密实的土层上，但在我国南方大部分地区地表水位较浅，无疑给施工增加了难度，传统施工需要大量的模板确保施工的完成，并且需要耗费较多的人力。

针对以上排水沟施工遇到的地质缺陷、施工繁琐、排水沟外观及主体质量等问题，需要发明一种简单有效的整体成型排水沟施工方法，来简化施工流程，降低施工造价，达到在保证施工质量的前提下，同时能够节约资源的目的。

技术实现要素：

本发明是为了克服上述现有技术中的缺陷，本发明第一个发明目的在于提供整体成型排水沟，该排水沟简化了施工步骤，节约了施工工时，降低了施工成本，开挖成型易，操作难度低，能够有效保证施工过程中的安全性，且排水沟外观美，质量佳，能够有效保证排水沟在使用过程中的使用效果，使该排水沟具有良好的经济技术效益；本发明的第二个发明目的在于提供整体成型排水沟的施工方法，该施工方法应用于上述整体成型排水沟，同样具有安全性高、便捷性高等优点，有效保证排水沟的使用效果及使用寿命，有利于该排水沟在市政道桥领域的推广及应用。

上述整体成型排水沟与整体成型排水沟的施工方法技术上相互关联，属于同一个发明构思。

为了实现上述第一个发明目的，本发明采用如下技术方案：

整体成型排水沟，包括排水沟本体、定型化挖斗、定型化刮坡器、滑模轨道、定型化侧模及底部刮平横梁架，所述滑模轨道装配于所述排水沟本体两侧，所述定型化侧模设于所述排水沟本体内，所述底部刮平横梁架设于所述排水沟本体底部，所述定型化侧模可固定设于所述底部刮平横梁架，所述底部刮平横梁架连接滑动式横梁龙门架并由所述滑动式横梁龙门架牵引滑移，所述定型化侧模连接侧模龙门架并由所述侧模龙门架牵引滑移。

作为本发明的一种优选方案，所述排水沟本体内设用于排水沟沟槽定型化开挖的开挖装置，所述开挖装置包括带槽固定环、带槽标高调整竖板、挖机斗杆及挖斗水平限位板，所述带槽固定环设于所述定型化挖斗与带槽标高调整竖板之间并与所述定型化挖斗通过斗销固连，所述定型化挖斗与挖机斗杆均通过所述带槽标高调整竖板与挖斗水平限位板固连。

作为本发明的一种优选方案，所述定型化挖斗与所述排水沟本体相适配且定型化挖斗挖铲处设有开挖斗齿，所述开挖斗齿中心位置处设有居中定位斗齿；所述定型化刮坡器位于所述定型化挖斗两侧且与所述定型化挖斗通过刮坡器水平固定板进行固定，并通过刮坡器竖向连接螺栓连接。

作为本发明的一种优选方案，所述滑模轨道两侧均设有预制钢筋混凝土条梁，所述预制钢筋混凝土条梁下部设有轨道垫层，所述滑模轨道位于所述预制钢筋混凝土条梁上部，所述预制钢筋混凝土条梁两端设置条梁连接企口，所述条梁连接企口处均设有土钉固定孔与土钉嵌槽，预制钢筋混凝土条梁通过单元式土钉固定于土钉固定体上，所述土钉固定体设于所述轨道垫层内。

作为本发明的一种优选方案，还包括混凝土浇筑料斗；所述底部刮平横梁架上设有横梁架竖向连杆，所述横梁架竖向连杆通过底部刮平横梁架的上梁与横梁架竖向连杆连接，所述定型化侧模内侧设横梁架搁置板，所述横梁架搁置板与所述横梁架竖向连杆之间通过固定螺栓固定；所述混凝土浇筑料斗架立于设置于滑模轨道上的横向滑模机上。

作为本发明的一种优选方案，所述横梁架竖向连杆、底部刮平横梁架、定型化侧模、滑动式横梁龙门架、侧模龙门架及混凝土浇筑料斗形成排水沟整体成型滑模体系。

作为本发明的一种优选方案，所述底部刮平横梁架下部设有使排水沟底板混凝土密实结合的平板振捣器，上部与所述定型化侧模固连且通过钢丝绳连接滑动式横梁龙门架。

作为本发明的一种优选方案，所述定型化侧模外侧铰接可调式侧模定位板且顶部通过牵引横梁架牵引钢丝绳连接侧模龙门架。

作为本发明的一种优选方案，所述滑动式横梁龙门架与侧模龙门架腿部均设有移动动力装置。

整体成型排水沟施工方法，应用于上述整体成型排水沟；包括以下步骤：

(1)施工准备：在设计范围内，进行场地平整，准备施工需要的水电及工具、材料，充分作好料场、拌和场等施工场地的布置；

(2)测量放线：采用全站仪定出排水沟两侧开挖边线、开挖中线及控制高程，根据高程控制点和沟槽中线进行放样，确定排水沟底脚线和沟槽边线，并根据设计要求预留施工所需要的工作面；

(3)安装槽具：根据排水沟设计要求安装定型化挖斗，并根据排水沟中心线与沟槽边线的距离设置居中开挖斗齿，按照排水沟开挖深度要求调整标高调整竖板和刮坡器水平固定板，定型化刮坡器与挖斗侧板间通过螺栓加以固定；

(4)沟槽开挖：将居中定位斗齿对准沟槽中线，根据设计要求进行排水沟沟槽开挖，采用定型化开挖装置进行第一步粗挖及刮平，根据沟槽开挖效果进行相应的修整以及第二步精挖；

(5)轨道安装：在排水沟两侧摊铺一层轨道垫层，并在轨道垫层中预设土钉固定体，再在轨道垫层上部放置预制钢筋混凝土条梁，预制钢筋混凝土条梁带土钉嵌槽处应放置于轨道垫层中的土钉固定体的上方，后采用单元式土钉将预制钢筋混凝土条梁以及轨道垫层两两固定；在钢筋混凝土条梁上部安装滑模轨道，并在预制钢筋混凝土条梁外侧安装竖向滑模导板，用以承载滑模轨道并防止滑模轨道偏移；

(6)设置变形缝：在变形缝设置处安装带顶木条；

(7)两侧混凝土灌注：放置完定型化侧模后，采用商品混凝土浇筑，并随时观察定型化侧模情况，保证作业时定型化侧模不产生滑移；

(8)底部混凝土灌注：底部采用商品混凝土进行浇筑；

(9)底部刮平振捣：底部设置底部刮平横梁架，底部刮平横梁架底板上设置平板振捣器，作业时开启平板振捣器；

(10)脱模：浇筑完成后，在混凝土强度能保证其表面及棱角不因拆除而受损时采用顶升千斤顶进行脱定型化侧模；

(11)顶升牵引：开启滑动式横梁龙门架和侧模龙门架腿部的移动动力装置，将定型化侧模与底部刮平横梁架牵引至下一段作业位置；

(12)下一段排水沟施工：按照上述方式进行下一段排水沟的施工作业；

(13)变形缝处理：拆除预设的带顶木条，并用沥青麻筋填塞；

(14)混凝土养护：根据气温情况及时覆盖和洒水，使混凝土充分养护，在混凝土达到要求的强度前，不得在混凝土面上行走或堆放重物。

本发明中的整体成型排水沟及整体成型排水沟的制作方法，具有以下有益效果：

(1)本发明中的整体成型排水沟采用定型化挖斗、定型化刮坡器、滑模轨道、定型化侧模及底部刮平横梁架等排水沟定型化开挖装置进行排水沟沟槽开挖，使排水沟成型快，耗时少，能够有效降低施工人员的劳动强度，缩短工时的同时减少工程造价。

(2)本发明中的整体成型排水沟采用居中定位斗齿对准沟槽中线进行开挖，可保证开挖的精准度，同时粗挖后继续精挖作为巩固，可减少开挖工序与人力，确保排水沟的质量。

(3)本发明中的整体成型排水沟，通过采用现浇混凝土排水沟滑模轨道，可保障施工过程中滑模轨道移动的顺畅度，防止轨道滑移，提高排水沟施工过程中的一次浇注成型率。

(4)本发明中的整体成型排水沟，通过设置整体成型滑模体系即设置可固定也亦可拆卸的底部刮平龙门架与定型化侧模，一段施工完成后分别由移动龙门架牵引滑移至下一施工段，整个过程施工快捷方便，浇筑成型率高，具有良好的技术效益。

(5)本发明中的整体成型排水沟的施工方法，使得排水沟简化了施工步骤，节约了施工工时，降低了施工成本，开挖成型易，操作难度低，能够有效保证施工过程中的安全性，且排水沟外观美，质量佳，能够有效保证排水沟在使用过程中的使用效果，使该排水沟具有良好的经济技术效益。

附图说明

图1是实施例中整体成型排水沟的装置示意图；

图2是实施例中沟槽定型化开挖装置的结构示意图；

图3是实施例中滑模轨道的结构安装示意图；

图4是实施例中滑模轨道的结构示意图；

图5是实施例中排水沟整体成型滑模体系(定型化侧模与侧模龙门架及底部刮平横梁架)的分解示意图；

图6是实施例中排水沟整体成型滑模体系(底部刮平横梁架与滑动式横梁龙门架)分解示意图；

图7实施例中整体成型排水沟的结构示意图；

图8实施例中整体成型排水沟的结构示意图；

图9实施例中整体成型排水沟施工方法的施工流程图。

附图标记：1、开挖沟槽；2、沟槽边线；3、沟槽中线；4、挖机斗杆；5、定型化挖斗；6、挖斗水平限位板；7、带槽标高调整竖板；8、固定螺栓；9、开挖斗齿；10、居中定位斗齿；11、定型化刮坡器；12、刮坡器水平定位板；14、刮坡器竖向连接螺栓；15、预制钢筋混凝土条梁；16、条梁连接企口；17、条梁吊环；18、土钉固定孔；19、单元式土钉；20、土钉嵌槽；21、滑模轨道；22、竖向滑模导板；23、轨道垫层；24、土钉固定体；25、底部刮平横梁架；26、横梁架搁置板；27、横梁架固定板；28、平板振捣器；29、定型化侧模；30、可调式侧模定位板；31、滑动式横梁龙门架；32、龙门架底端板；33、顶升千斤顶；34、横梁架竖向连杆；35、横梁架牵引钢丝绳；37、龙门架移动动力装置；38、侧模龙门架；39、混凝土浇筑料斗；41、带顶木条；42、变形缝。

具体实施方式

下面结合附图对实施例作详细说明。

实施例：如图1至图8所示，整体成型排水沟，包括排水沟本体，还包括定型化挖斗5、定型化刮坡器11、滑模轨道21、定型化侧模29及底部刮平横梁架25，滑模轨道21装配在上述排水沟本体两侧，可用来移动安装在滑模轨道21上的其他的挖掘装置，上述定型化侧模29设置在排水沟本体内用来定位排水沟本体侧边，对排水沟侧边进行定型，上述底部刮平横梁架25可移动的设置在上述排水沟本体底部，使排水沟本体底部保持平整状态，定型化侧模29可固定的安装在上述底部刮平横梁架25上，上述底部刮平横梁架25连接滑动式横梁龙门架31并由上述滑动式横梁龙门架31牵引滑移向前移动以便对排水沟进行挖掘，上述定型化侧模连接侧模龙门架38并由侧模龙门架38牵引滑移，侧模龙门架38设置在排水沟本体两侧，侧模龙门架38腿部设置龙门架移动动力装置37，可用于移用改变作业部位，定型化侧模29内侧设有横梁架搁置板26，定型化侧模29外侧铰接可调式侧模定位板30，定型化侧模29内侧与外侧均连接牵引钢丝绳，与侧模龙门架38连接。

滑动式横梁龙门架31与侧模龙门架38可在排水沟内以及排水沟两侧移动，并分别牵引底部刮平横梁架25与定型化侧模29移动。

滑动式横梁龙门架31通过单根横梁架牵引钢丝绳35与底部刮平横梁架25连接，滑动式横梁龙门架31腿部设有龙门架移动动力装置37以提供移动动力，底部设置龙门架底端板32以稳定滑动式横梁龙门架31的重心，另设有平板振捣器28，可消除混凝土的蜂窝麻面等现象，以提高混凝土强度。

定型化模板29与底部刮平横梁架25固定方式为：底部刮平横梁架25上梁搁置在定型化模板29的横梁架搁置板26的上方，通过横梁架固定板27固定，作业完成后可拆卸。

排水沟本体内设有用于使排水沟沟槽定型化开挖的开挖装置，上述开挖装置包括带槽固定环、带槽标高调整竖板7、挖机斗杆4及挖斗水平限位板6，挖斗水平限位板6位于挖斗顶部，带槽标高调整竖板7设置于挖斗水平限位板6上部，用于改变挖斗的标高。

带槽固定环设置在上述定型化挖斗5与带槽标高调整竖板7之间并与上述定型化挖斗5通过斗销固连，便于对定型化挖斗5与带槽标高调整竖板7进行拆装与检修，保证该开挖装置的使用寿命，定型化挖斗5与挖机斗杆4均通过上述带槽标高调整竖板7与挖斗水平限位板6固定连接。

定型化挖斗5的大小形状均与上述排水沟本体的大小形状相适配，便于将定型化挖斗5的边沿与排水沟本体的开挖沟槽1、沟槽边线2、及沟槽中线3相贴合设置，保证排水沟的精度，且通过定型化挖斗5对排水沟进行挖制，使得排水沟制作效率高、精度高，能够有效保证排水沟的应用效果，且定型化挖斗5挖铲处设有开挖斗齿9，开挖斗齿9呈尖齿状，通过尖齿部位处对排水沟进行挖掘，使得挖掘速率高，还在上述开挖斗齿9中心位置处设有居中定位斗齿10，居中定位斗齿10的尖齿部大于其余开挖斗齿9中的尖齿部，用于精确开挖，助于提高沟槽开挖效率，提高一次性开挖成型率。

定型化刮坡器11位于上述定型化挖斗5的两侧且与上述定型化挖斗5通过刮坡器水平定位板12进行固定，并通过刮坡器竖向连接螺栓14连接，刮坡器水平定位板12为可调式，可根据定型化刮坡器11的大小来调节刮坡器水平定位板12，可操作性更强，应用范围更广，且定型化刮坡器11定型化挖斗5通过刮坡器水平定位板12与定型化挖斗5进行固定，使开挖装置整体结构强度更高，使用效果更好。

如图3所示，滑模轨道21两侧均设有用于辅助滑模轨道21定位的预制钢筋混凝土条梁15，上述预制钢筋混凝土条梁15下部设有放置排水沟下陷的轨道垫层23，上述滑模轨道21设置在上述预制钢筋混凝土条梁15上部，作为滑模轨道21的放置平台，上述预制钢筋混凝土条梁15两端设置条梁连接企口16，可做到无缝连接，并且在上述条梁连接企口16处均设有土钉固定孔18，可安置单元式土钉19，确保预制钢筋混凝土条梁15与预制钢筋混凝土条梁15，预制钢筋混凝土条梁15与轨道垫层23的连接与固定，进一步的，在放置单元式土钉19处预设土钉嵌槽20，可防止预制钢筋混凝土条梁15在放置单元式土钉19后表面不平整；预制钢筋混凝土条梁15两侧设置条梁吊环17，用于预制钢筋混凝土条梁15的放置与拆卸转移。

预制钢筋混凝土条梁15通过单元式土钉19固定在土钉固定体24上，为了避免土钉固定体24在应用过程中位置的移动，影响排水沟的挖掘工作，将上述土钉固定体24固定设在上述轨道垫层23内，可提高现浇混凝土排水沟的一次成型率，防止偏移或轨道凹陷，确保排水沟的外观质量。

底部刮平横梁架25上设有横梁架竖向连杆34，为了保证横梁架竖向连杆34与底部刮平横梁架25连接处结构的稳定性，将底部刮平横梁架25与横梁架竖向连杆34垂直设置，稳定性更好，还包括混凝土浇筑料斗39；上述底部刮平横梁架25上设有横梁架竖向连杆34，上述横梁架竖向连杆34通过底部刮平横梁架25的上梁与横梁架竖向连杆34连接，上述定型化侧模29内侧设横梁架搁置板26，上述横梁架搁置板26与上述横梁架竖向连杆34之间通过固定螺栓固定，混凝土浇筑料斗39架立于滑模轨道21上的横向滑模机上，用于排水沟浇灌施工。

横梁架竖向连杆34、底部刮平横梁架25、定型化侧模29、滑动式横梁龙门架31、侧模龙门架38及混凝土浇筑料斗39形成用于便于制作排水沟且使排水沟精确度高的排水沟整体成型滑模体系，底部刮平横梁架25下部设有使排水沟底板混凝土密实结合的平板振捣器28，底部刮平横梁架25上部与上述定型化侧模29固定连接且通过横梁架牵引钢丝绳35连接滑动式横梁龙门架31，以移动底部刮平横梁架25。

定型化侧模29外侧铰接可调式侧模定位板30且顶部通过牵引钢丝绳连接侧模龙门架38。

滑动式横梁龙门架31与侧模龙门架38腿部均设有移动动力装置，用来移动滑动式横梁龙门架31与侧模龙门架38。

如图9所示，整体成型排水沟施工方法，应用于上述整体成型排水沟；包括以下步骤：

(1)施工准备：在设计范围内，进行场地平整，准备施工需要的水电及工具、材料，充分作好料场、拌和场等施工场地的布置；

(2)测量放线：采用全站仪定出排水沟两侧开挖边线、开挖中线及控制高程，根据高程控制点和沟槽中线3进行放样，确定排水沟底脚线和沟槽边线2，并根据设计要求预留施工所需要的工作面；

(3)安装槽具：根据排水沟设计要求安装定型化挖斗5，并根据排水沟中心线与沟槽边线2的距离设置居中开挖斗齿10，按照排水沟开挖深度要求调整标高调整竖板7和刮坡器水平固定板，定型化刮坡器11与挖斗侧板间通过固定螺栓8加以固定；

(4)沟槽开挖：将居中定位斗齿10对准沟槽中线3，根据设计要求进行排水沟沟槽开挖，采用定型化开挖装置进行第一步粗挖及刮平，根据沟槽开挖效果进行相应的修整以及第二步精挖；

(5)轨道安装：在排水沟两侧摊铺一层轨道垫层23，并在轨道垫层23中预设土钉固定体24，再在轨道垫层23上部放置预制钢筋混凝土条梁15，预制钢筋混凝土条梁15带土钉嵌槽20处应放置于轨道垫层23中的土钉固定体24的上方，后采用单元式土钉19将预制钢筋混凝土条梁15以及轨道垫层23两两固定；在钢筋混凝土条梁15上部安装滑模轨道21，并在预制钢筋混凝土条梁15外侧安装竖向滑模导板22，用以承载滑模轨道21并防止滑模轨道21偏移；

(6)设置变形缝42：在变形缝42设置处安装带顶木条41；

(7)两侧混凝土灌注：放置完定型化侧模29后，采用商品混凝土浇筑，并随时观察定型化侧模29情况，保证作业时定型化侧模29不产生滑移；

(8)底部混凝土灌注：底部采用商品混凝土进行浇筑；

(9)底部刮平振捣：底部设置底部刮平横梁架25，底部刮平横梁架25底板上设置平板振捣器28，作业时开启平板振捣器28；

(10)脱模：浇筑完成后，在混凝土强度能保证其表面及棱角不因拆除而受损时采用顶升千斤顶33进行脱定型化侧模29；

(11)顶升牵引：开启滑动式横梁龙门架31和侧模龙门架38腿部的移动动力装置，将定型化侧模29与底部刮平横梁架25牵引至下一段作业位置；

(12)下一段排水沟施工：按照上述方式进行下一段排水沟的施工作业；

(13)变形缝处理：拆除预设的带顶木条41，并用沥青麻筋填塞；

(14)混凝土养护：根据气温情况及时覆盖和洒水，使混凝土充分养护，在混凝土达到要求的强度前，不得在混凝土面上行走或堆放重物。

本实施例中的整体成型排水沟采用定型化挖斗5、定型化刮坡器11、滑模轨道21、定型化侧模29及底部刮平横梁架25等排水沟定型化开挖装置进行排水沟沟槽开挖，使排水沟成型快，耗时少，能够有效降低施工人员的劳动强度，缩短工时的同时减少工程造价；采用居中定位斗齿10对准沟槽中线3进行开挖，可保证开挖的精准度，同时粗挖后继续精挖作为巩固，可减少开挖工序与人力，确保排水沟的质量；通过采用现浇混凝土排水沟滑模轨道，可保障施工过程中滑模轨道移动的顺畅度，防止轨道滑移，提高排水沟施工过程中的一次浇注成型率；通过设置整体成型滑模体系即设置可固定也亦可拆卸的底部刮平龙门架与定型化侧模，一段施工完成后分别由移动龙门架牵引滑移至下一施工段，整个过程施工快捷方便，浇筑成型率高，具有良好的技术效益；

本实施例中的整体成型排水沟的施工方法，使得排水沟简化了施工步骤，节约了施工工时，降低了施工成本，开挖成型易，操作难度低，能够有效保证施工过程中的安全性，且排水沟外观美，质量佳，能够有效保证排水沟在使用过程中的使用效果，使该排水沟具有良好的经济技术效益。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现；因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

尽管本文较多地使用了图中附图标记：1、开挖沟槽；2、沟槽边线；3、沟槽中线；4、挖机斗杆；5、定型化挖斗；6、挖斗水平限位板；7、带槽标高调整竖板；8、固定螺栓；9、开挖斗齿；10、居中定位斗齿；11、定型化刮坡器；12、刮坡器水平定位板；14、刮坡器竖向连接螺栓；15、预制钢筋混凝土条梁；16、条梁连接企口；17、条梁吊环；18、土钉固定孔；19、单元式土钉；20、土钉嵌槽；21、滑模轨道；22、竖向滑模导板；23、轨道垫层；24、土钉固定体；25、底部刮平横梁架；26、横梁架搁置板；27、横梁架固定板；28、平板振捣器；29、定型化侧模；30、可调式侧模定位板；31、滑动式横梁龙门架；32、龙门架底端板；33、顶升千斤顶；34、横梁架竖向连杆；35、横梁架牵引钢丝绳；37、龙门架移动动力装置；38、侧模龙门架；39、混凝土浇筑料斗；41、带顶木条；42、变形缝等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。