一种专用大坡度带圆弧衬砌底板的滑模装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种建筑工程上的施工设备和施工，尤其是涉及一种专用于大坡度带圆弧衬砌底板的滑模装置和施工方法。


背景技术：

2.芦庵滩水电站（池潭水电厂扩建工程）引水系统工程引水隧洞底板设计坡度11.84%，宽4.46m，塌落度为16
‑
18cm，底板为单层钢筋网片，衬砌钢筋伸入底板内。并且，该引水隧洞并不是直线设计，具有圆弧形转向设计。由于仓面所限，只能选择泵送入仓，且整体浇筑方向需由高向底进行，每仓浇筑方向则由低向高进行。
3.传统的施工方法是：控制砼塌落度，在既能达到泵送要求（不堵管），又能让砼在仓面内振捣后，保持自稳以利于控制坡面。坡面的平整度采用在底板每隔3米焊接的高程控制点上铺设圆钢（可拆除循环利用）进行控制，施工时人工将镀锌方钢放在圆钢上沿洞轴线方向滑动粗平后再精平。但因泵送砼塌落度较大，且难以控制，砼入仓后在11.84%的坡面上难以控制坡面平整度，且施工效率较低。
4.另一传统施工方法是：加工制作组合钢模板，采用翻模施工，将钢模板置于控制高程的圆钢上，使用抗浮配重块，防止振捣时模板上浮，该方法采用人工重复搬运配重块及钢模板，工效甚低。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本实用新型设计了一种专用于大坡度带圆弧衬砌底板的滑模装置，以及将该滑模装置应用于大坡度带圆弧衬砌底板的施工中，可应用于施工场地受限、浇筑方式受限的大坡度带圆弧的衬砌底板施工；使施工实现了机械化，不仅施工速度快，节约了时间，而且经济方便。
6.本实用新型的目的之一是：提供专用于大坡度带圆弧衬砌底板施工的滑模装置，其中，滑模装置包括两条相互平行且间隔适当距离的滑轨、置于两条滑轨上的滑模、卷扬机以及钢丝绳；其中钢丝绳的一端连接至卷扬机，另一端连接至滑模；卷扬机通过钢丝绳牵引滑模在两条滑轨上滑移，从而抹平滑模前面的水泥混凝土浆。
7.进一步的，滑模包括钢架龙骨和固定连接到钢架龙骨上的平面钢板。
8.进一步的，还包括两根长度相等的平衡杆；滑模在其前进方向的前端的两端分别与一根平衡杆固定连接，两根平衡杆的另一端固定连接，该两根平衡杆与滑模的前端构成等腰三角形，钢丝绳连接到两根平衡杆的连接点。
9.进一步的，所述滑模在其前进方向的前端设有斜向上翘的挡板，挡板与滑模的夹角介于120
°‑
150
°
之间。
10.进一步的，滑轨由圆钢连接而成，每一条滑轨包括至少两个端部相互对接的圆钢；至少两段的圆钢可进行前后交替排放来延长滑轨的长度。
11.进一步的，还包括支撑圆钢的支架，支架的形状为字母“x
”ꢀ
或者“y
”ꢀ
形。
12.进一步的，还包括安装在滑模上的至少一个配重块，配重块与滑模为可拆卸连接。
13.进一步的，滑模上设有防止施工人员从滑模上跌落的安全装置。
14.进一步的，还包括若干个牵引桩，所述若干个牵引桩顺序固定在滑模和卷扬机之间，用于导引钢丝绳，从而控制滑模的移动方向。
15.有益效果
16.本实用新型的有益效果是：由于采用卷扬机牵引滑模在两条滑轨上滑移，因此，大大降低了人工劳动强度，减少了工人的数量。其次滑模具有较重的重量，其对水泥混凝土浆有很好的碾压作用。配重块的设计有利于快速调整滑模的重量，牵引桩的设计有利于规划滑模的滑移路线，使之既适于直线路段，又适于转弯路段，从而使本实用新型的适用范围更加广泛。滑轨的直径很好地控制了水泥混凝土抹平以后的厚度。因此，本实用新型具有人工劳动低、所需工人数量少、工作效率高、施工质量高和施工适用范围广等优点。
附图说明
17.图1是本实用新型专用于大坡度带圆弧衬砌底板的滑模装置的第一实施例的立体示意图；
18.图2是图1沿其a
‑
a方向的剖视图（未画出剖面线）；
19.图2a是图2之a部位的局部放大视图；
20.图2b是图2a的变更设计的示意图；
21.图3是图1沿其b
‑
b方向的剖视图（未画出剖面线）；
22.图4是本实用新型专用于大坡度带圆弧衬砌底板的滑模装置的第二实施例的立体示意图；
23.图5是本实用新型选用的配重块的立体示意图。附图标号说明：
24.滑模装置100；滑模10；滑模下底面11；钢架龙骨12；平面钢板13；侧翼14；支架15；滑模前端16；挡板17；振动装置18；配重块19；提手21；安全装置22；牵引桩23；平衡杆24；连接点25；滑轨20、30；卷扬机40；钢丝绳50。
具体实施方式
25.下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
26.请参照图1所示，本实用新型提供了一种专用于大坡度带圆弧衬砌底板的滑模装置100（简称为“滑模装置”）。滑模装置100包括：两条相互平行且间隔适当距离的滑轨20和30、置于两条滑轨上的滑模10、固定安装在施工仓面内的卷扬机40以及钢丝绳50。其中，滑模的下底面11为平板状；钢丝绳50的一端连接至卷扬机40，另一端连接至滑模10。卷扬机40通过钢丝绳50牵引滑模10在两条滑轨20、30上滑移，从而抹平滑模10下面的水泥混凝土浆。
27.如图1所示，滑模10包括钢架龙骨12和焊接到钢架龙骨上的平面钢板13。钢架龙骨12由若干根钢筋或者钢管焊接成框架结构，使之具有足够的强度和刚性。平面钢板13可以是一整块钢板，也可以是由若干块小钢板经电焊拼接而成。无论何种设计，均应当使滑模下底面11为一个平面。请参阅图3所示，作为变更设计，滑模10也可以是厚度介于10.0
‑
30.0毫米之的一整块钢板而没有钢架龙骨。如此设计亦可使钢板既具有足够的强度和刚性，不易变形，又具有足够的重量，不被水泥混凝土浆所抬起。
28.请参阅图2和图2a、2b所示，滑模10的两侧分别包括有向上延伸超出滑模10的侧翼14，用于现场扥矮边墙定位。
29.滑轨20、30优选的是使用圆钢连接构成，圆钢的直径介于10.0
‑
50.0毫米之间。优选的实施例中，圆钢的直径为20mm。该圆钢除了用于作为滑模滑移的滑轨以外，还作为标高限位的高程控制点用；即滑轨的高度等于水泥混凝土浆抹平后的厚度，因此，滑轨的高度（即圆钢的直径）很好地控制了水泥混凝土浆抹平后的厚度，大大提高了施工抹面的平坦性。通常，圆钢长度为2
‑
3m，不可太长，否则不易挪动及不易修补取出该圆钢后的砼面。为了防止滑轨侧滑，事先在需要安置滑轨之处的路基上固定若干个支架15，然后再将滑轨20、30分别搁在这些支架15上。支架15的形状可以为字母“x
”ꢀ
或者“y”或者形，其下半部份被埋在路基内。滑轨20、30被搁在这些支架15的凹形空间内。一些具体的实施例中，作为滑轨的圆钢位于支架15的凹形空间内后，支架顶部高度低于圆钢的顶部高度，圆钢的顶部为高程控制点，以实现圆钢构成的滑轨来限位和控制高程的功能。
30.请参阅图3所示，滑模10在其前进方向（如图3中箭头所示）的前端16设有斜向上翘的挡板17，挡板与滑模下底面的夹角a介于120
°‑
150
°
之间。档板17的作用是，在滑模10前进的过程中，防止水泥混凝土浆漫延到滑模的上表面，避免滑模的上表面被污染。当挡板17的厚度小于5毫米时，挡板17既可以通过折弯工艺形成，也可以采用电焊的工艺形成。当挡板17的厚度大于5毫米时，由于挡板的强度太大，一般不适合采用折弯工艺形成，而是采用电焊的工艺形成。一些实施例中，挡板宽度设置为10cm。
31.实验证明，在有振动的条件下，水泥混凝土浆在凝固后，其结构更加紧致，强度更加可靠，也更加耐磨、耐压和抗击打。为此，本实用新型在滑模10上还设有振动装置18，使滑模在移动的过程中振动，从而既提高了抹平水泥混凝土浆的效率，又提高水泥混凝土浆凝固后（即固化后）的质量。振动装置18采用市面上可以购买到的通用设备，在此对其结构不再赘述。此外，振动装置18还起到了增加滑模重量的作用，有利于提高抹平效率。振动装置可以采用电焊或者螺栓连接的方式固定到滑模10上
32.此外，根据需要，在滑模10上还可以设置至少一个配重块19，以增加滑模的重量，以及平衡整个滑模装置，配合操作人员在滑模上的不同位置的施工。一个实施例中，配重块直接置于滑模上，位于钢架龙骨形成的框架内，需要时直接提起更换位置。另一个实施例中，配重块19与滑模10为可拆卸连接，包括螺栓连接、卡扣连接等，方便拆卸。配重块19上设有方便搬运的提手21（如图5所示）。
33.为了节约成本，滑轨20、30无需一次性地全部铺满，而是可以重复利用圆钢，一段接一段地铺。具体地说，每一条滑轨包括至少两段端部相互对接的圆钢，当滑模滑过前一段圆钢进入到后一段圆钢后，可以将前一段圆钢移到后一段圆钢的前方，从而无限延长了滑轨的长度。此处所说的两段圆钢的端部相互对接既包括将两段圆钢的相邻端部彼此套接在一起（一个端部的外径略小于另一个端部的内径，从而可以使外径较小的那一个端接插入到内径稍大的那一个端部）；也包括采用套在圆钢外径的套管或者嵌套在圆钢内孔的套筒将两根圆钢相邻的端部套在一起；还包括两根圆钢相邻的端部并不实质连接，而是间隔较小的间隙的方式（该间隙应当不影响滑模10在滑轨20、30上的滑移）。其中，当圆钢连接成的滑轨不是直线，而是具有一定转角时，圆钢之间的连接采用间隔较小的间隙的方式更具有优势。
34.滑模10通常只是对水泥混凝土浆进行初次抹平，为了提高水泥混凝土浆表面的平滑度和光洁度，通常还需要对水泥混凝土浆的表面进行人工精平。为此，本实用新型的抹平装置允许施工工人或站或蹲或坐在滑模上对水泥混凝土浆的表面进行人工精平。本实用新型还设有防止施工人员从滑模10上跌落的安全装置22。该安全装置包括固定在滑模上的扶手、设有安全带的坐椅或者立柱等。
35.当需要抹平的路线较长时，卷扬机距离滑模较远，尤其是当路线包括的弯路段时，卷扬机容易将滑模牵引脱离滑轨。为了避免此种情况的发生，请参阅图4所示，根据隧洞转弯半径，在施工仓面的底板中心线上间隔设置若干个牵引桩23，牵引桩用于导引钢丝绳50，从而控制滑模10的移动方向，避免滑模10脱离滑轨20、30。牵引桩23一般是事先固定在施工仓面的底板中心线上，待滑模10靠近时再将该牵引桩23移除，从而避免其影响滑模10的滑移。通常牵引桩23之间的间隔设置在3
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8米之间，优选的，间隔设置为3米，4米或5米。
36.如图4所示，滑模10的前端焊接有两根长度相等的平衡杆24，该两根平衡杆与滑模的前端构成等腰三角形，钢丝绳连接到两根平衡杆的连接点25。如此设计使滑模10受力更加均匀，有利于提高卷扬机40的牵引效果。
37.下面就本实用新型的滑模装置进行大坡度带圆弧衬砌底板施工进行具体描述：
38.s1：待施工的仓面进行清理后，安装钢筋和封头模板；
39.s2：在滑模的两侧设计边线内10
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15cm，沿洞轴线方向每隔2.5m，根据设计要求，在设计混凝土布设高程控制点用以架设标高限位并作为滑轨的圆钢；限位并支撑圆钢的支架采用焊接加固；
40.s3：将圆钢端部相互对接后置于支架上，支架顶部高度低于圆钢的顶部高度；圆钢的顶部为高程控制点；使用全站仪进行放样并复核高程控制点；
41.s4：再次进行仓面清理并冲洗仓面后，验收开仓施工；
42.s5：据钢丝绳长度，将卷扬机固定放置在施工仓面前50
‑
100m的底板中心线位置，随着浇筑仓面的推进，相应移动卷扬机位置；
43.s6：泵送管安装在滑模的平面钢板一侧，下用架立筋支撑；
44.s7：将滑模置于两个平行设置的圆钢对接形成的滑轨上，在滑模上安装至少一个配重块；
45.s8：将卷扬机上的钢丝绳与滑模相连；具体的，钢丝绳连接到两根平衡杆的连接点；
[0046] s9：滑模上的操作人员边下料边振捣平仓，振捣完成后，另一操作人员启动固定卷扬机牵引滑模前进1米；滑模上的操作人员再次边下料边振捣平仓，振捣完成后，另一操作人员再启动固定卷扬机牵引滑模前进1米；如此循环操作直至滑模滑动至滑轨的最前端；
[0047]
s10：待滑模滑动至滑轨的最前端后，将两个滑轨最末端的圆钢连同支架拆下后一起移至滑轨最前端与最前端的圆钢连接，如此循环利用圆钢作为滑轨；
[0048]
s11：人工对拔出标高限位支架处进行修补找平；
[0049]
s12：重复步骤s9
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s11，直至仓面的人工抹面施工完成；
[0050]
s13：步骤s9
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s12中，最先浇筑段在初凝前，人工再一次抹面收平后，覆盖无纺布进行养护。
[0051]
在上述步骤的施工中，优选的，步骤s5中，在施工仓面的底板中心线上设有若干个
具有间隔5米排列的牵引桩，间隔排列的牵引桩形成带圆弧的转向路线；步骤s5中，钢丝绳绕着该牵引桩分别连接卷扬机和滑模；步骤s9中，滑模在卷扬机的牵引上沿牵引桩所在的底板中心路线移动，使滑模可以进行大坡度带圆弧衬砌底板砼的施工；并且，待滑模10在卷扬机牵引下移动到靠近某一牵引桩23时，将该牵引桩23移除，再进行相应的步骤s9的施工。
[0052]
在本专利中，除有专门给予解释的以外，固定连接一般包括电焊焊接、用螺栓、螺钉、铆钉等连接以及卡扣连接。
[0053]
以上的描述仅为本实用新型的具体实施方式，并非因此限制本实用新型所要求保护的范围。凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的保护范围内。