一种安装在模板台车与围岩之间的堵头结构及其安装方法与流程

本发明涉及隧道工程施工设备领域，具体地，涉及一种安装在模板台车与围岩之间的堵头结构及其安装方法。

背景技术：

公路铁路隧道常采用新奥法修建，其工法如下：首先安置顶拱，并喷射干混砂浆，形成防水围岩，然后在模板台车与防水围岩之间预置二次衬砌钢筋骨架，最后通过浇筑方式在防水围岩、先期浇筑的二次衬砌侧面（即施工缝侧面）与模板台车之间形成二次衬砌浇筑模型（每次关模的纵向长度大约12米左右）。在待浇筑的二次衬砌模型侧面处，由于具有大量垂直外露的钢筋，关模较为困难。

通常采用条形木板沿环隧道轴向封堵，此传统方法存在以下问题：（1）对于在模板台车的端部所铺设的堵头结构，不但工作量大（铺设一圈通常需要四人8小时的工作量），撤模也较麻烦，也存在工作量大的问题；（2）铺设过程复杂麻烦，不但浪费大量的木材（木材的重复利用率低），而且由于木材的关模效果较差，还易存在大量的孔洞漏点，特别是在钢筋处不易密封，需要后期采用其它软质物堵孔，即便如此，仍不能避免出现水泥浆泄漏浪费的问题；（3）采用木板关模，需要将中埋式止水带沿木板折叠，以便关在模内，如此容易引起在相邻二次衬砌浇筑模型之间出现止水带位置错位的问题，起不到应有的止水效果；（4）木板边角易损伤防水围岩下面的防水板，造成隧道漏水隐患。

前述问题是现有隧道施工普遍存在的问题，同时对于现在大量隧道出现漏水的问题，与关模时围岩下的防水板被破坏不无关系。也有使用钢模板作为端模堵头的技术方案，但存在模板笨重，不易操作等缺陷。例如实用新型专利《一种隧道二次衬砌模板台车堵头板》（申请号：201520472105.7 ）提供了一种在模板台车上安装的堵头板，通过堵头板固定止水带，并进行关模封堵，但设计复杂，同时也存在不易绕过露头钢筋的问题。

技术实现要素：

针对前述现有技术的问题，本发明提供了一种安装在模板台车与围岩之间的堵头结构及其安装方法，其利用可充气层的充气压力和多个弹性材料层的弹性特点，可将堵头的层间结构紧密挤压在一起，由此不但可以在堵头结构中露出钢筋和止水带，方便关模施工，防止止水带错位，还可以保证在堵头结构中，不存在任何空隙，避免在模型成型时出现漏浆，同时不会对顶部围岩下的防水板造成任何损伤，可消除潜在的隧道漏水隐患。此外，所述堵头结构还具有安装拆卸方便、构件重复使用率高、结构简单和成本低等特点，便于实际推广和应用。

本发明采用的技术方案,一方面提供了安装在模板台车与围岩之间的堵头结构，在模板台车的端部朝围岩方向依次环向铺设有第一弹性材料层、内环钢筋、第二弹性材料层、中埋式止水带、第三弹性材料层、外环钢筋和可充气层。

优化的，所述可充气层为由气囊、气囊保护层和充放气嘴构成的一体化长带结构；所述气囊保护层包覆所述气囊，且两者紧密相连不脱离；所述充放气嘴嵌在所述气囊包覆层中，且连通所述气囊。

进一步优化的，所述充放气嘴嵌在所述气囊保护层在宽度方向上的其中一侧。

进一步优化的，所述气囊为方形气囊、圆柱形气囊或椭圆柱形气囊。

进一步优化的，所述气囊保护层的宽度W2介于10～15cm之间，高度D2介于5～10cm之间。

优化的，所述第一弹性材料层、第二弹性材料层或第三弹性材料层由若干块方形的发泡橡胶砖砌成。

进一步优化的，在所述发泡橡胶砖的其中一对两两相对侧面分别设有可相互配合的公搭接头和母搭接槽。

进一步优化的，所述发泡橡胶砖的长度L1介于1～3M之间，宽度W1介于8～15cm之间，高度D1介于5～15cm之间。

本发明采用的技术方案，另一方面提供了一种实现前述安装在模板台车与围岩之间的堵头结构的安装方法，包括如下步骤：S101.使可充气层处于放气状态；S102.在模板台车的端部朝围岩方向依次环向铺设第一弹性材料层、内环钢筋、第二弹性材料层、中埋式止水带、第三弹性材料层、外环钢筋和所述可充气层；S103.对所述可充气层进行充气，直到各层被牢固的挤压在一起。

综上，采用本发明所提供的一种安装在模板台车与围岩之间的堵头结构及其安装方法，具有如下有益效果：（1）该堵头结构利用可充气层的充气压力和多个弹性材料层的弹性特点，可将堵头的层间结构紧密挤压在一起，由此可以在堵头结构中露出钢筋和止水带，简化内外环钢筋和中埋式止水带的安放标准，方便关模施工；（2）可以保证在堵头结构中，不存在任何空隙，避免在模型成型时出现漏浆，进而可提高关模密封性及关模效果；（3）不会对顶部围岩下的防水板造成任何损伤，可消除潜在的隧道漏水隐患；（4）易固定中埋式止水带的位置，可防止引起在相邻二次衬砌浇筑模型之间出现止水带位置错位的问题；（5）所述堵头结构安装拆卸方便，工作量小，只需4个工时即可完成安装或拆卸，可大大提高工效；（6）所述堵头结构中的可充气层和发泡橡胶砖等构件重复使用，反复利用率高，可降低施工成本；（7）所述堵头结构还具有结构简单和成本低等特点，便于实际推广和应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的堵头结构的横截面结构示意图。

图2是本发明提供的堵头结构的纵截面结构示意图。

图3是本发明提供的堵头结构中可充气层的横截面结构示意图。

图4是本发明提供的堵头结构中可充气层的纵截面结构示意图。

图5是本发明提供的堵头结构中发泡橡胶砖的立体结构示意图。

上述附图中：1、模板台车 2、第一弹性材料层 3、内环钢筋 4、第二弹性材料层 5、中埋式止水带 6、第三弹性材料层 7、外环钢筋 8、可充气层 801、气囊 802、气囊保护层 803、充放气嘴 9、围岩 10、发泡橡胶砖 101、公搭接头 102、母搭接槽。

具体实施方式

以下将参照附图，通过实施例方式详细地描述本发明提供的安装在模板台车与围岩之间的堵头结构及其安装方法。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

实施例一

图1示出了本发明提供的堵头结构的横截面结构示意图，图2示出了本发明提供的堵头结构的纵截面结构示意图，图3示出了本发明提供的堵头结构中可充气层的横截面结构示意图，图4示出了本发明提供的堵头结构中可充气层的纵截面结构示意图，图5示出了本发明提供的堵头结构中发泡橡胶砖的立体结构示意图。

本实施例提供的所述安装在模板台车与围岩之间的堵头结构,即在模板台车的端部朝围岩方向依次环向铺设有第一弹性材料层2、内环钢筋3、第二弹性材料层4、中埋式止水带5、第三弹性材料层6、外环钢筋7和可充气层8。

如图1和2所示，在所述堵头结构中，所述内环钢筋3、所述中埋式止水带5和所述外环钢筋7为在二次衬砌浇筑模型中所必须的构件，以便起到模型加固和防水渗透的目的。所述可充气层8为层间挤压力的产生构件，在安装前或拆卸时，需要放气以便安装或拆卸，在安装后需要充入足够的空气以便产生充气压力，进而对各层产生层间挤压力，一方面加固堵头结构，另一方面利用多个弹性材料层的弹性特点，可将堵头的层间结构紧密的挤压在一起。

实现所述安装在模板台车与围岩之间的堵头结构的安装方法，可以但不限于包括如下步骤：S101.使可充气层处于放气状态；S102.在模板台车的端部朝围岩方向依次环向铺设第一弹性材料层、内环钢筋、第二弹性材料层、中埋式止水带、第三弹性材料层、外环钢筋和所述可充气层；S103.对所述可充气层进行充气，直到各层被牢固的挤压在一起。由此不但可以在堵头结构中露出钢筋和止水带，方便关模施工，防止止水带错位，还可以保证在堵头结构中，不存在任何空隙，避免在模型成型时出现漏浆，同时不会对顶部围岩下的防水板（防水板附着在围岩内壁面上，由于较薄在图中未示出，其损伤是造成隧道漏水的最主要原因）造成任何损伤，可消除潜在的隧道漏水隐患。此外，所述堵头结构还具有安装拆卸方便、构件重复使用率高、结构简单和成本低等特点，便于实际推广和应用。

优化的，所述可充气层8为由气囊801、气囊保护层802和充放气嘴803构成的一体化长带结构；所述气囊保护层802包覆所述气囊801，且两者紧密相连不脱离；所述充放气嘴803嵌在所述气囊包覆层802中，且连通所述气囊801。如图3和4所示的可充气层结构，所述气囊801内置，用于密封充入的气体，通过对现有材质的选择，可使其具有良好的气密性和耐气压性，至少能承受5MPa以下的气压而不爆裂，其可以但不限于为方形气囊、圆柱形气囊或椭圆柱形气囊等形状的气囊。所述气囊保护层802用于保护所述气囊801不被刺穿，通过对现有材质的选择，可使其具有良好的耐刺穿特性，同时将所述气囊保护层802和所述气囊801设计为两者紧密相连不脱离的结构，可以在放气时，使所述气囊保护层802能够跟随所述气囊801收缩，有效减少所述气囊保护层的厚度，方便拆卸。进一步优化的，所述气囊保护层802的宽度W2介于10～15cm之间，高度D2介于5～10cm之间。所述气囊保护层802的长度L2介于5～20m之间。

进一步优化的，所述充放气嘴803嵌在所述气囊保护层802在宽度方向上的其中一侧。如图3所示，所述充放气嘴803的数目可以一个也可以多个，以便提高充放气效率，同时通过前述位置设置，可以方便在安装后进行充气或放气操作。

优化的，所述第一弹性材料层2、第二弹性材料层4或第三弹性材料层6由若干块方形的发泡橡胶砖10砌成。如图5所述的发泡橡胶砖10，可以通过砌砖的方式适应弹性材料层在宽度、厚度和/或环向长度上的需求，应用更加的灵活方便。进一步优化的，所述发泡橡胶砖10的长度L1介于1～3M之间，宽度W1介于8～15cm之间，高度D1介于5～15cm之间。

进一步优化的，在所述发泡橡胶砖10的其中一对两两相对侧面分别设有可相互配合的公搭接头101和母搭接槽102。如图5所示，通过配置所述公搭接头101和所述母搭接槽102，可以通过公母搭配结构提高相邻两发泡橡胶砖的连接关系，进一步提高堵头结构的稳固性。

综上，本实施例所提供的安装在模板台车与围岩之间的堵头结构及其安装方法，具有如下有益效果：（1）该堵头结构利用可充气层的充气压力，可将多个弹性材料层、内外环钢筋和中埋式止水带挤压在一起，由此可以在堵头结构中露出钢筋和止水带，简化内外环钢筋和中埋式止水带的安放标准，方便关模施工；（2）可以保证在堵头结构中，不存在任何空隙，避免在模型成型时出现漏浆，进而可提高关模密封性及关模效果；（3）不会对顶部围岩下的防水板造成任何损伤，可消除潜在的隧道漏水隐患；（4）易固定中埋式止水带的位置，可防止引起在相邻二次衬砌浇筑模型之间出现止水带位置错位的问题；（5）所述堵头结构安装拆卸方便，工作量小，只需4个工时即可完成安装或拆卸，可大大提高工效；（6）所述堵头结构中的可充气层和发泡橡胶砖等构件重复使用，反复利用率高，可降低施工成本；（7）所述堵头结构还具有结构简单和成本低等特点，便于实际推广和应用。

如上所述，可较好地实现本发明。对于本领域的技术人员而言，根据本发明的教导，设计出不同形式的安装在模板台车与围岩之间的堵头结构及其安装方法并不需要创造性的劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这些实施例进行变化、修改、替换、整合和变型仍落入本发明的保护范围内。