连拱隧道中隔墙拱顶混凝土浇筑方法
【专利摘要】一种连拱隧道中隔墙拱顶混凝土浇筑方法，其特征在于包括以下步骤：a钢模板的制作和设置，b布设砼泵管，c浇筑中下部砼和中上部砼，d增压浇筑拱部砼。本发明的连拱隧道中隔墙拱顶混凝土浇筑方法具有一次性使拱顶混凝土密实,提高工作效率、提高工程施工质量和降低工程成本的优点。
【专利说明】连拱隧道中隔墙拱顶混凝土浇筑方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种混凝土浇筑方法，具体地说，是一种连拱隧道中隔墙拱顶混凝土浇筑方法。
【背景技术】
[0002]我国是个多山国家，75%左右国土都是山地或重丘。近十年来，公路网交通逐渐向崇山峻岭穿越，山岭公路隧道以年均350公里的速度增长，总体上公路隧道的建设已进入快速发展时期。
[0003]早期公路隧道普遍采用双洞分离式的结构型式。但因种种条件原因，很多情况下双洞隧道左右线间距不能满足建设需求，因此出现了连拱式隧道结构型式。对于连拱隧道，其中墙型式已从最初的整体式直中墙到夹心式直中墙，再发展到夹心式曲中墙；从对称连拱隧道发展到不对称连拱隧道；从全暗或全明连拱隧道发展到明暗组合的连拱隧道，而连拱隧道的中隔墙施工是关键，混凝土的浇筑质量影响中隔墙的整体强度和隧道的整体结构安全。
[0004]目前中隔墙施工主要采用从两侧钢模板开窗处进行一次混凝土浇筑，再在钢模板中间顶部焊接泵管进行连接浇筑中上部混凝土，此法施工需对泵管进行大量重新布置，耗时长容易发生堵管，中上部混凝土无法进行振动而造成混凝土密实度不足、混凝土强度降低，拱顶混凝土浇筑时仅能在混凝土达到模板顶时适当加压，而拱顶混凝土要灌满仅靠加压是无法让混凝土抵抗自重和粘结力的情况下上升，并且周围混凝土封闭拱顶空气得不到排放最后行成气泡抵抗泵管增加的压力，最后在拱顶行成不均匀永久性空洞。目前处理拱顶不密实的方式是预埋管进行后期注浆，预埋管不一定能顺利到达实际空洞位置，即使到了空洞位置也可能由于浇筑混凝土时混凝土浆倒灌而封闭管道，最后无法压浆进行拱顶合理填充，从而导致永久性空洞存在给后期隧道使用带来安全隐患。此法在换管时如果发生堵管则导致冷缝的产生，而中隔墙一但产生冷缝进行冷缝处理难度大，施工队很可能忽略冷缝处理最后影响使用质量。
[0005]因此已知的中隔墙拱顶混凝土浇筑方法存在着上述种种不便和问题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的，在于提出一种采用新颖泵管设置和模板结构达成一次性使拱顶混凝土密实的连拱隧道中隔墙拱顶混凝土浇筑方法。
[0007]为实现上述目的，本发明的技术解决方案是:
一种连拱隧道中隔墙拱顶混凝土浇筑方法，其特征在于包括以下步骤: a、钢模板的制作和设置，包含以下步骤:
(I)钢模板和钢模片制作
根据隧道设计尺寸制作左右弧形对称的钢模板，钢模板是一种由立柱、水平梁、横档、肋龙骨和主龙骨相互固焊成的弧形钢框架，在弧形主龙骨和肋龙骨外侧焊接同主龙骨相同弧度的钢模板面板；立柱下部设有滑轮；在钢模板面板中部间隔一定距离设置人孔，且在弧形钢框架顶端和底部的钢模板上各设有数个并排活动钢模片同(A，B, C，D)模片；
(2)在中隔墙基础上测设中心线
从隧道进洞口向内测量，在中隔墙基础上定点，和隧道出洞口控制点校核数据偏差，进行复测最终确定各断面中心点；
(3)定位钢模板轨道
以中隔墙中线位置为中心点，每10米测一个断面中心点，再以每10米位置从中隔墙中心点向两边定出中隔墙边线点，中隔墙边线点加上钢模板结构外伸钢轨的距离定出轨道点位置，轨道点连线为轨道线；
(4)移动钢模板就位和加固
第一钢模板施工前采用挖掘机和装载机配合吊动钢模板到轨道上，挖掘机形成支撑，装载机为动力推动钢模板进洞；第二模及后期模板移动采用葫芦在中隔墙基础上钻孔放钢筋形成支点，葫芦拉动钢模板前进；在钢模板外侧下部、中部及顶部形成三排间距1.5米一道的木支撑；
b、布设轮泵管
混凝土泵车设置在中隔墙后方左右洞内，泵管伸至中隔墙封头板位置，采用两道弯管连接引至弧形钢框架封头板拱顶位置，再用弯头连接后连接两节软式泵管，两节软式泵管从拱顶位置引至浇筑段中间位置，软式泵管采用铁丝双股进行固定，第一道铁丝在拱顶弯头外，第二道铁丝取中间位置托起软管，第三道铁丝拴住软式泵管固定在中隔墙中间位置，第三道铁丝头从开窗处引出固定在外膜工字钢上；
C、浇筑中下部砼，包含以下步骤:
(1)浇筑中下部砼
软式泵管口在浇筑段中隔墙中间，并且离中隔墙基础在1.7米以内，可以直接浇筑中隔墙中下部混凝土；
(2)提升软式泵管
中隔墙中下部混凝土浇筑和振捣完毕，提升软式泵管至中隔墙中部提前固定的3道水平铁丝上，第二节软式泵管端部I米位置采用第三道铁丝固定，提升第二节软式泵管时在第三道铁丝位置设置第四道铁丝固定软管在中隔墙中部；
(3)浇筑中上部砼
第三道铁丝固定在第二节软式泵管端口 I米位置；浇筑过程中采用振动棒从钢模板顶处进行中上部混凝土振捣；
(4)调整顶部活动钢膜片浇筑顶部砼
中上部混凝土振捣完毕，提升几道铁丝高度后调整顶部全部活动钢膜片高度，对拱顶空隙位置进行封闭，浇筑顶部混凝土 ；
d、增压浇筑拱部砼，包含以下步骤:
(1)浇筑顶部砼
拱顶混凝土浇筑用泵混凝土压力推动混凝土前移灌满密实；拱顶可采用同标号细石混凝土或同标号砂浆进行浇筑；
(2)拆除拱顶软式泵管工成型。
年是由拱顶泵管直接将砼送至拱顶浇筑密
度，直接在模板上加固。
部模板封闭不到的位置采用钢模片封闭。，顶部钢膜片位置未进行封闭，振动棒从两
目同标号细石混凝土或同标号砂浆进行浇
管时，拱顶混凝土已经填充满，软式泵管全I的固定继续输送混凝土，在送砼的过程中葫芦拴住弯头泵管位置进行人工加力退出和振动拱顶混凝土，确保混凝土密实。道中隔墙拱顶混凝土浇筑方法具有以下优 图7为图3中的D部放大图；
图8为本发明实施例的弧形钢框架中隔墙封头板立面图；
图9为本发明实施例的弧形钢框架的弧度示意图。
[0018]图中:I钢模板面板，2主龙骨，3肋龙骨，4横档，5水平梁，6立柱，7滑轮，8轨道，9软式泵管，10人孔，11钢模片，12螺栓，13钢模片槽，14折叠式钢模片，15折叠使用螺母，16焊接螺帽，17连接焊点，18封头次骨架，19可调节高度套箍，20固定泵管接头，21槽钢支撑泵管，22封头主骨架。
【具体实施方式】
[0019]以下结合实施例及其附图对本发明作更进一步说明。
[0020]本发明的连拱隧道中隔墙拱顶混凝土浇筑方法应用的隧道条件如下:隧道中导洞净空5.21米，拱部采用2.5米半圆，设计净宽5米，中隔墙墙面采用6.3米半径41度圆弧和拱部60度圆弧形成中隔墙上部构造,下部构造采用46cm厚基础。采用以下工序施工中隔墙上部构造:钢模板和钢模片加工一在中隔墙基础上测设中心线一定位模板轨道一移动模板就位一模板加固一布设砼泵管一浇筑中下部砼一提升软式泵管一浇筑中上部砼一调整软式泵管至顶部一浇筑拱顶砼一拆除拱顶软式泵管一弯头泵管与封头板顶部槽钢上固定孔连接一增压烧筑轮一拆模一混凝土养护。
[0021]本发明的连拱隧道中隔墙拱顶混凝土浇筑方法包括以下实际操作步骤:
现请参阅图1?图3，图1为本发明实施例的弧形钢模板结构示意图，图2为图1中的
A-A剖视图，图3为本发明实施例的弧形钢框架结构示意图。
[0022]钢模板和钢模片加工:立柱采用7根间距1.5米114工字钢长度3.59米水平摆放，18根长1.5米3排114工字钢水平梁5与立柱6焊接在同一平面内，位置取立柱6底部(靠近滑轮处)、底部以上1.12米和底部以上2.12米位置同立柱6焊接；主骨架采用7根间距1.5米114工字钢主龙骨2长度4.51米，按半径6.3米进行冷弯成型；立柱和主骨架连接采用短114工字钢横挡4进行焊接，焊接位置取立柱6底部(靠近滑轮处)、底部以上1.12米、底部以上2.12米和顶部，横档4长度分别为:43cm、47cm、44cm、26cm ;主龙骨2之间的连接采用3号边厚5mm的等边角钢肋龙骨3进行焊接，间距为0.7米一道，顶部最后一道按实际宽度定位焊接；lcm厚钢板宽1.5米、长2米焊接在主龙骨2和肋龙骨3上，焊接时挖机配合进行焊接弧形；钢模板面板I上开窗位置为模板底向上2.1米处，横向间距为模板边
2.25米、4.64米、6.86米处，开窗尺寸为0.5*0.5米；图4为图3中的A部放大图、图5为图3中的B部放大图、图6为图3中的C部放大图、图7为图3中的D部放大图。开槽位置为起到封闭砼的长度为35cm，螺栓焊接在钢模板顶边向下30cm位置；钢模板顶部封闭采用钢模片A和折叠钢膜片B组合，靠主龙骨2左右侧均采用折叠钢膜片B布置，顶部折叠钢模片B采用Icm厚、主钢膜片70cm长、主钢模片26cm宽和折叠钢膜片两种长度为IOcm和5cm、折叠模片宽度为4cm，在主钢膜片B宽度中间开钢模片槽13，主钢膜片B固定在钢模板面板I焊接的螺栓上，开槽长度35cm，开槽位置为起到封闭砼的长度为35cm，螺栓焊接在钢模板面板I顶边向下30cm位置；主龙骨2之间均采用钢膜片A布置，顶部钢膜片采用Icm厚、70cm长、30cm宽，在宽度中间开钢模片槽13固定在钢模板焊接的螺栓上，开槽长度35cm，开槽位置为起到封闭砼的长度为35cm，螺栓焊接在钢模板顶边向下30cm位置；钢模板底部封闭采用钢模片C和折叠钢膜片D组合，靠主龙骨2左右侧均采用折叠钢膜片D布置，底部折叠钢模片D采用Icm厚、主钢膜片60cm长、主钢模片26cm宽和折叠钢膜片两种长度为IOcm和5cm、折叠模片宽度为4cm，在主钢膜片宽度中间开钢模片槽13，主钢膜片固定在钢模板面板I焊接的螺栓上，开槽长度25cm，开槽位置为起到封闭砼的长度为25cm，螺栓焊接在钢模板面板I底边向上25cm位置；主龙骨之间均采用钢膜片C布置，底部钢膜片采用Icm厚、60cm长、30cm宽，在宽度中间开钢模片槽13固定在钢模板焊接的螺栓上，开槽长度25cm，开槽位置为起到封闭砼的长度为25cm，螺栓焊接在钢模板底边向上25cm位置；螺栓位置先对钢模板进行钻孔，螺栓穿过孔位对螺栓头与钢模板进行焊接，焊接完毕同钢模板之间间隙进行满焊，最后进行打磨刷油保护。封头板拱顶位置设置3米长水平放置的14工字钢22，14工字钢22中间顶面焊接0.9米长18b槽钢21，在18b槽钢21顶面中间偏左钻孔设置一个可调节高度套箍19，用于前期可动型泵管浇筑砼时的固定和高度调节；在槽钢顶面中间偏右焊接泵管接头20，用于后期增压浇筑封头处砼。图9为本发明实施例的弧形钢框架的弧度示意图。
[0023]放中隔墙中心线:从进洞口向内测量，在中隔墙基础上定点，和出洞口控制点校核数据偏差，进行复测最终确定中心点。
[0024](3)定位钢模板轨道
以中隔墙中线位置为中心点，每10米测一个断面中心点，再以每10米位置从中隔墙中心点向两边定出中隔墙边线点，中隔墙边线点加上钢模板结构外伸钢轨的距离定出轨道点位置，轨道点连线为轨道线；
移动模板就位:第一模施工前采用挖掘机和装载机配合吊动钢模板到轨道上，挖掘机形成支撑，装载机为动力推动钢模板进洞；第二模及后期模板移动采用葫芦在中隔墙基础上钻孔放钢筋形成支点，葫芦拉动钢模板前进。
[0025]模板加固:在钢模板外侧下部、中部及顶部形成三排间距1.5米一道的木支撑。
[0026]布设砼泵管:泵车位置在中隔墙后方左右主洞内，泵管伸至中隔墙封头板位置，采用两道弯管连接引至封头板拱顶位置，再用弯头连接后连接两节软式泵管，两节软式泵管从拱顶位置引至浇筑段中间位置，软式泵管采用铁丝双股进行固定，第一道铁丝在拱顶弯头外0.5米处，目的是托起软式泵管防止过度弯曲破坏软式泵管，第二道铁丝取中间位置托起软管，第三道铁丝拴住软式泵管固定在中隔墙中间位置，第三道铁丝头从开窗处引出固定在外膜工字钢上。
[0027]浇筑中下部砼:软式泵管口在浇筑段中隔墙中间，并且离中隔墙基础在1.7米以内，则可以直接浇筑中隔墙中下部混凝土。
[0028]提升软式泵管:中隔墙中下部混凝土浇筑和振捣完毕，提升软式泵管至中隔墙中部提前固定的3道水平铁丝上，第二节软式泵管端部I米位置采用第三道铁丝固定，提升第二节软式泵管时在第三道铁丝位置设置第四道铁丝固定软管在中隔墙中部；如果中隔墙有钢筋则直接放置软式泵管于中隔墙钢筋上固定，第二节软式泵管端口 I米位置下坠。
[0029]浇筑中上部砼:由于中部至顶部位置高度有2.2米左右，第三道铁丝固定在第二节软式泵管端口 I米位置，满足混凝土施工要求；浇筑过程中采用振动棒从钢模板顶处进行中上部混凝土浇筑。
[0030]调整软式泵管至顶部:松动第四道铁丝移动软式泵管至钢模板一侧，在第二节软式泵管端口 0.5米位置增加一道铁丝水平拉直固定，移动第四道铁丝在端口 0.5米位置，再移动软式泵管至中隔墙中间位置固定，使第二节软式泵管端口向上接近拱顶位置，提升钢模片封闭钢模板以上空隙位置。
[0031]浇筑顶部砼:拱顶混凝土浇筑软式泵管长度为6米，中隔墙浇筑段长度为9米，软式泵管口在中隔墙6米位置，前方3米主要靠泵混凝土压力推动混凝土前移灌满密实；为使拱顶密实此隧道采用同标号细石混凝土进行浇筑。
[0032]拆除拱顶软式泵管:拱顶混凝土灌满至封头板位置拱顶混凝土流出时进行软式泵管移出，先拆除所有铁丝的固定，解除拱顶弯头管处可调节高度套箍的约束，在弯头管位置拴葫芦进行外力引导，葫芦借力点可以选中隔墙基础混凝土处钻孔打钢筋头固定，进行适当输送混凝土逐渐移出软式泵管。
[0033]图8为本发明实施例的弧形钢框架中隔墙封头板立面图。
[0034]弯头泵管与封头板顶部槽钢上固定孔连接:软式泵管移出后封闭封头板顶部拱顶位置，连接弯头泵管于18槽钢上的固定泵头上。
[0035]增压浇筑砼:浇筑满封头板附近拱顶混凝土后适当增加输送混凝土压力，直到钢模片位置出现均匀涌浆。
[0036]拆模:先拆除封头板面木模板，再解除钢模板处支撑，最后利用葫芦脱模。
[0037]混凝土养护:在中隔墙中上部三道横向水管钻孔进行压力水喷射。
[0038]本发明具有实质性特点和显著的技术进步，本发明的连拱隧道中隔墙拱顶混凝土浇筑方法与已知的模板混凝土浇筑方法的区别在于:
普通模板在两侧面中部和中间顶部进行浇筑砼，而本发明的连拱隧道中隔墙混凝土浇筑方法是在中隔墙封头板顶部先进行可动型泵管送砼，最后固定泵管进行增压送砼；普通中隔墙施工需在拱顶预留注浆管进行后期拱顶注浆，而本发明的连拱隧道中隔墙拱顶混凝土浇筑方法是泵管直接将砼送至拱顶直接浇筑密实，省略后期拱顶注浆施工工序；普通中隔墙施工需对模板底部和顶部进行木模施工，每一模均全部拆除重复加固，而本发明的连拱隧道中隔墙拱顶混凝土浇筑方法则采用钢模片可调整高度，直接进行模板加固。
[0039]本发明的连拱隧道中隔墙拱顶混凝土浇筑方法能将拱顶混凝土直接输送至拱顶，局部有超挖的也可靠混凝土输送泵输送混凝土的正常压力灌满，拱顶混凝土虽然无法用振动棒进行振动，但是在混凝土输送过程中输送泵的压力和振动足够振动拱顶30cm左右厚的混凝土密实，钢模片直接临时固定在钢模板上不需人工移动，操作方便、施工效率高、确保施工过程的施工质量和一次性使拱顶混凝土密实的目的。
[0040]以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关【技术领域】的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化。因此，所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求限定。
【权利要求】
1.一种连拱隧道中隔墙拱顶混凝土浇筑方法，其特征在于包括以下步骤: a、钢模板的制作和设置，包含以下步骤: (1)钢模板和钢模片制作 根据隧道设计尺寸制作左右弧形对称的钢模板，钢模板是一种由立柱(6)、水平梁(5)、横档(4)、肋龙骨(3)和主龙骨(2)相互固焊成的弧形钢框架，在弧形主龙骨(2)和肋龙骨(3)外侧焊接同主龙骨(2)相同弧度的钢模板面板(I);立柱(6)下部设有滑轮(7);在钢模板面板(1)中部间隔一定距离设置人孔(10)，且在弧形钢框架顶端和底部的钢模板上各设有数个并排活动钢模片同模片； (2)在中隔墙基础上测设中心线 从隧道进洞口向内测量，在中隔墙基础上定点，和隧道出洞口控制点校核数据偏差，进行复测最终确定各断面中心点； (3)定位钢模板轨道 以中隔墙中线位置为中心点，每10米测一个断面中心点，再以每10米位置从中隔墙中心点向两边定出中隔墙边线点，中隔墙边线点加上钢模板结构外伸钢轨的距离定出轨道点位置，轨道点连线为轨道线； (4)移动钢模板就位和加固 第一钢模板施工前采用挖掘机和装载机配合吊动钢模板到轨道上，挖掘机形成支撑，装载机为动力推动钢模板进洞；第二模及后期模板移动采用葫芦在中隔墙基础上钻孔放钢筋形成支点，葫芦拉动钢模板前进；在钢模板外侧下部、中部及顶部形成三排间距1.5米一道的木支撑； b、布设轮泵管 混凝土泵车设置在中隔墙后方左右洞内，泵管伸至中隔墙封头板位置，采用两道弯管连接引至弧形钢框架封头板拱顶位置，再用弯头连接后连接两节软式泵管，两节软式泵管从拱顶位置引至浇筑段中间位置，软式泵管采用铁丝双股进行固定，第一道铁丝在拱顶弯头外，第二道铁丝取中间位置托起软管，第三道铁丝拴住软式泵管固定在中隔墙中间位置，第三道铁丝头从开窗处引出固定在外膜工字钢上； C、浇筑中下部砼，包含以下步骤: (1)浇筑中下部砼 软式泵管口在浇筑段中隔墙中间，并且离中隔墙基础在1.7米以内，可以直接浇筑中隔墙中下部混凝土； (2)提升软式泵管 中隔墙中下部混凝土浇筑和振捣完毕，提升软式泵管至中隔墙中部提前固定的3道水平铁丝上，第二节软式泵管端部I米位置采用第三道铁丝固定，提升第二节软式泵管时在第三道铁丝位置设置第四道铁丝固定软管在中隔墙中部； (3)浇筑中上部砼 第三道铁丝固定在第二节软式泵管端口 I米位置；浇筑过程中采用振动棒从钢模板顶处进行中上部混凝土振捣； (4)调整顶部活动钢膜片浇筑顶部砼 中上部混凝土振捣完毕，提升几道铁丝高度后调整顶部全部活动钢膜片高度，对拱顶不平整位置进行封闭，浇筑顶部混凝土 ； d、增压浇筑拱部砼，包含以下步骤: (1)浇筑顶部砼 拱顶混凝土浇筑用泵混凝土压力推动混凝土前移灌满密实；拱顶可采用同标号细石混凝土或同标号砂浆进行浇筑； (2)拆除拱顶软式泵管 拱顶混凝土灌满至弧形钢框架封头板位置拱顶混凝土流出时进行软式泵管移出，先拆除所有铁丝的固定，解除拱顶弯头管处可调节高度套箍的约束，在弯头管位置拴葫芦进行外力引导，葫芦借力点可以选中隔墙基础混凝土处钻孔打钢筋头固定，进行适当输送混凝土并逐渐移出软式泵管；弯头泵管与封头板顶部槽钢上固定孔连接:软式泵管移出后封闭封头板顶部拱顶位置，连接弯头泵管于18槽钢上的固定泵头上； (3)增压浇筑砼 浇筑满弧形钢框架封头板附近拱顶混凝土后适当增加输送混凝土压力，直到钢模片位置出现均匀涌浆； (4)拆模和混凝土养护 先拆除封头板面木模板，再解除钢模板处支撑，最后利用葫芦脱模；在中隔墙中上部三道横向水管钻孔进行压力水喷射。
2.如权利要求1所述的连拱隧道中隔墙拱顶混凝土浇筑方法，其特征在于，所述主龙骨(2)用冷弯加工成型。
3.如权利要求1所述的连拱隧道中隔墙拱顶混凝土浇筑方法，其特征在于，所述拱顶混凝土浇筑是由拱顶泵管直接将砼送至拱顶浇筑密实。
4.如权利要求1所述的连拱隧道中隔墙拱顶混凝土浇筑方法，其特征在于，所述钢模片可调整高度，直接在模板上加固。
5.如权利要求1所述的连拱隧道中隔墙拱顶混凝土浇筑方法，其特征在于，所述钢模板底部和顶部模板封闭不到的位置采用钢模片封闭。
6.如权利要求1所述的连拱隧道中隔墙拱顶混凝土浇筑方法，其特征在于，所述浇筑中上部砼时，顶部钢膜片位置未进行封闭，振动棒从两侧钢模板顶进行中上部砼的振捣。
7.如权利要求1所述的连拱隧道中隔墙拱顶混凝土浇筑方法，其特征在于，所述浇筑拱顶砼采用同标号细石混凝土或同标号砂浆进行浇筑。
8.如权利要求1所述的连拱隧道中隔墙拱顶混凝土浇筑方法，其特征在于，所述拆除拱顶软式泵管时，拱顶混凝土已经填充满，软式泵管全部被拱顶混凝土包裹，解除铁丝和弯头泵管位置的固定继续输送混凝土，在送砼的过程中利用反作用力对软式泵管进行退出，并在同时用葫芦拴住弯头泵管位置进行人工加力退出软式泵管，在退管过程中进一步填充拱顶混凝土和振动拱顶混凝土，确保混凝土密实。
【文档编号】E21D11/10GK103835728SQ201210487276
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年11月27日 优先权日:2012年11月27日
【发明者】舒荣壮, 粟开贤, 陈雪松, 张涛, 毛远富 申请人:五冶集团上海有限公司