一种浇筑圆柱形隧道衬砌的试模装置的制作方法

本实用新型属于建工领域，涉及一种浇筑圆柱形隧道衬砌的试模装置，可用于浇筑不同试件厚度以及不同试件高度的砂浆试件。

背景技术：

有学者指出未来十年，我国将建设各类隧道2万公里，包括公路隧道、高铁隧道、水利隧洞、城市地铁等形式。为了减轻隧道承受的水压力，往往预留渗水通道，再加上衬砌隧道的拼装接缝以及长期运营产生的衬砌裂缝，都使得隧道衬砌存在一定的渗透性，科学研究上经常将隧道衬砌简化为等效透水层，但是在试验上难以实现，因此这方面的研究多集中于解析研究以及数值研究。失去试验数据的支持，理论研究成将大打折扣，因此为了克服现有研究手段存在的不足，补充相关研究领域的实验数据，本实用新型研制了一种浇筑圆柱形隧道衬砌的试模装置。

技术实现要素：

为了克服已有隧道研究上的不足，本实用新型提供一种浇筑圆柱形隧道衬砌的试模装置，能够为试验提供不同试件厚度以及试件高度的空心圆柱形隧道衬砌。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种浇筑圆柱形隧道衬砌的试模装置，该装置包括试模底座、试模外罩和试模内胆三个部分；所述试模底座为一块刻有若干道同心的圆环形凹槽的圆形铁板；所述试模外罩包括底层外罩、标准层外罩以及顶层外罩；所述底层外罩为两块一致的180°弧形钢板A，弧形钢板A顶部车有阳角台阶A，弧形钢板A焊有耳朵A和把手A；所述标准层外罩为两块一致的180°弧形钢板B，弧形钢板B顶部车有阳角台阶B，底部车有阴角台阶B，弧形钢板B焊有耳朵B和把手B；所述顶层外罩为两块一致的180°弧形钢板C，弧形钢板C底部车有阴角台阶C，弧形钢板C焊有耳朵C和把手C；所述试模内胆为一通长的空心圆筒，空心圆筒上焊接圆筒把手，方便搬运；所述试模底座上的圆环形凹槽的内外半径和底层外罩以及空心圆筒的尺寸一致，以便于组装；所述空心圆筒和底层外罩分别嵌入试模底座不同的圆环形凹槽内，从而得到不同规格的圆柱形隧道衬砌。

进一步地，所述底层外罩上的阳角台阶A高度和标准层外罩上的阴角台阶B深度一致，两者的内外半径一致；所述标准层外罩上的阳角台阶B高度和顶层外罩上的阴角台阶C的深度一致，两者的内外半径一致；从而保证不同外罩之间接触紧密，不留孔隙，确保浇筑出来的试件形状为标准的空心圆柱型。

进一步地，所述标准层外罩的阳角台阶B的高度和阴角台阶B深度一致，通过增减标准层外罩的层数来控制试件的高度。

进一步地，所述耳朵A、耳朵B、耳朵C上均有两个攻丝螺纹孔，利用螺丝螺母分别将两个耳朵A、两个耳朵B、两个耳朵C拧紧，从而使得两块一致的弧形钢板A、弧形钢板B、弧形钢板C互相之间能够紧密贴合。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型可以通过调整底层外罩以及空心圆筒在试模底座上的位置从而获得不同厚度的砂浆试件，满足不同试验需求。

2、本实用新型引入标准层外罩，一方面能够做到分层浇筑，有助于保证浇筑质量，另一方面能够通过调整标准层外罩的层数来调整隧道的高度。

3、本实用新型的试模底座上刻有多道同心凹槽，不但起着固定试模内胆和试模外罩的作用，而且能够满足不同试验所需，节约成本。

4、本实用新型试模外罩为两块一致的180°弧形钢板，并且焊有把手，搬运以及拆模方便，并且能够减少拆模对试件的影响。

附图说明

图1为浇筑圆柱形隧道衬砌的试模装置的分解图；

图2为试模底座的示意图；

图3为底层外罩的示意图；

图4为标准层外罩的示意图；

图5为顶层外罩的示意图；

图6为试模内胆的示意图；

图7为浇筑圆柱形隧道衬砌的试模装置的装配图；

图中：试模底座1；弧形钢板A2-1；阳角台阶A2-2；耳朵A2-3；把手A2-4；弧形钢板B3-1；阳角台阶B3-2；阴角台阶B3-3；耳朵B3-4；把手B3-5；弧形钢板C4-1；阴角台阶C4-2；耳朵C4-3；把手C4-4；空心圆筒5-1；圆筒把手5-2。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，本实施例提供一种浇筑圆柱形隧道衬砌的试模装置，包括试模底座1、试模外罩和试模内胆三个部分。

如图2所示，所述试模底座1为一块车有4道同心的圆环形凹槽的圆形铁板，本例中圆形钢板直径为250mm，厚度为20mm，第一凹槽内外直径分别为200mm、220mm，第二凹槽为160m、180mm，第三凹槽为120mm、140mm，第四凹槽为80mm、100mm。

所述试模外罩包括底层外罩、标准层外罩以及顶层外罩。

如图3所示，所述底层外罩为两块一致的180°弧形钢板A2-1，弧形钢板A2-1内外直径分别为200mm和220m，高度为150mm，弧形钢板A2-1顶部车有阳角台阶A2-2，阳角台阶A2-2高度10mm，宽度5mm，弧形钢板A2-1焊有耳朵A2-3和把手A2-4，耳朵A2-3满焊于弧形钢板A2-1上，耳朵A2-3有两个攻丝螺纹孔。

如图4所示，所述标准层外罩为两块一致的180°弧形钢板B3-1，弧形钢板B3-1内外直径分别为200m和220mm，高度为150mm，弧形钢板B3-1顶部车有阳角台阶B3-2，阳角台阶B3-2高度10mm，宽度5mm，底部车有阴角台阶B3-3，阴角台阶B3-2深度10mm，宽度5mm，弧形钢板B3-1焊有耳朵B3-4和把手B3-5，耳朵B2-4满焊于弧形钢板B3-1上，耳朵B3-4有两个攻丝螺纹孔。

如图5所示，所述顶层外罩为两块一致的180°弧形钢板C4-1，弧形钢板C4-1内外直径分别为200m和220mm，高度为150mm，弧形钢板C4-1底部车有阴角台阶C4-2，阴角台阶C4-2深度10mm，宽度5mm，弧形钢板C4-1焊有耳朵C4-3和把手C4-4，耳朵C4-3满焊于弧形钢板C4-1上，耳朵C4-3有两个攻丝螺纹孔。

如图6所示，所述试模内胆为一通长的空心圆筒5-1，空心圆筒5-1内外直径为160m、180mm，空心圆筒5-1上焊接圆筒把手5-2，方便搬运。

如图7所示，本实用新型工作过程如下：首先，将试模内胆置于第二凹槽上固定住，在试模内胆外表面抹上机油，然后将两块弧形钢板A2-1放置在第一凹槽上并在弧形钢板A2-1内表面抹上机油，利用螺丝螺母通过耳朵A2-3将两块弧形钢板A2-1紧密贴合，这样在底层外罩和试模内胆之间形成了外径200mm，内径180mm的圆柱形空腔，将搅拌好的砂浆浇筑到空腔内，充分振捣密实；将标准层外罩放置在底层外罩之上，利用螺丝螺母通过耳朵B3-4将两块内部涂抹机油的弧形钢板B3-1紧密贴合形成第二层圆柱形空腔，然后浇筑振捣密实。根据设计高度增减标准层外罩的层数，最后放置内部涂抹机油的顶层外罩，利用螺丝螺母通过耳朵C4-3将两块弧形钢板C4-1紧密贴合形成顶层圆柱形空腔，同样浇筑振捣密实。将浇筑好的试模放置在标准养护室内养护。到达龄期后，按从上到下的顺序依次拧开每一层耳朵上的螺丝螺母，通过把手小心地拿开试模外罩，最后将试模内胆缓缓拔出，从而形成满足试验所需的圆柱形隧道衬砌。