一种竖井超大直径整体移动金属模板的制作方法

本发明涉及市政、矿山和水电等竖井井筒施工技术领域。具体地说是一种竖井超大直径整体移动金属模板。

背景技术：

随着全球气候变化、城市化进程的不断推进，城市引水、排水系统能力不足和排水标准偏低等问题日益凸显，城市暴雨内涝、溢流污染等事件频繁发生，不仅对道路交通、居民出行造成困难，更引发了下游水体黑臭等灾害，严重威胁着城市的发展和人民的生命财产安全。城市深层引水、排水隧道作为一种深埋于地下的大管道排水系统，具有较大的排放能力和调蓄容量，能够大幅度提高现有引水、排水系统的排水能力，为城市提供引用水源和有效控制雨天溢流污染、防范内涝风险。

目前，城市深隧引水、排水系统在国内的研究处在刚起步阶段，引水、排水系统主要由主隧道、竖井、引水或排水泵组、通风设施、排泥设施等组成。其中，竖井作为进入深隧的进水点是必不可少的一个重要组成部分。

竖井井筒施工中一般采用浇混凝土砌壁支护，直径15米以内主要采用整体移动式模板砌筑井壁。目前国内外直径超过15米以上的竖井井筒普遍采用装配式组合模板砌壁，而深隧竖井井筒直径更大，有的井筒直径能达到30m，其支护效果是重中之重，目前大直径井筒是采用特制定型组合钢模板进行浇筑混凝土施工，定型组合钢模板需按照井筒壁周长配备三套进行周转使用，每次都要拆开若干块再组装成型浇筑混凝土并下放。其虽然能达到相应的支护功能，但使用过程中具有劳动强度大，工期长，工程量大的问题。

技术实现要素：

为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种可伸缩、重量轻、劳动强度小且工期短的竖井超大直径整体移动金属模板。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种竖井超大直径整体移动金属模板，包括标准模板、升降驱动装置、防变形预埋压紧机构和脱模机构，所述升降驱动装置通过悬吊钢丝绳与所述标准模板驱动连接，相邻的所述标准模板之间可拆卸连接，所述防变形预埋压紧机构安装在标准模板上并且利用所述防变形预埋压紧机构压住所述标准模板的悬吊耳板，所述脱模机构安装在相邻的两个所述标准模板之间，并且这两个相邻的两个所述标准模板在所述脱模机构的作用下脱模或撑开支模。

上述竖井超大直径整体移动金属模板，所述标准模板包括标准围板、竖边结合板、浇注口和悬吊耳板；所述标准围板的两个相对的竖边上分别固定安装有所述竖边结合板；所述浇注口和所述悬吊耳板分别固定安装在所述标准围板的顶端。

上述竖井超大直径整体移动金属模板，所述标准围板内侧面上安装有模板工作台和护栏，所述模板工作台的第一边固定安装在所述标准围板的内侧壁上，并且所述模板工作台的第二边上安装有丁字杆，所述丁字杆的横杆与所述模板工作台的第二边固定连接，所述丁字杆的纵杆通过支撑管与所述标准围板的内侧壁固定连接；所述护栏的下端固定安装在所述模板工作台的第二边上。

上述竖井超大直径整体移动金属模板，每个所述防变形预埋压紧机构包括一个预埋盒和两个所述防变形压紧锚杆，每个所述防变形压紧锚杆的一端与所述预埋盒固定连接，每个所述防变形压紧锚杆的另一端横向弯曲且完全方向相反；所述标准围板的外侧面上固定安装有所述预埋盒，所述标准围板的底部固定安装有所述防变形预埋压紧机构。

上述竖井超大直径整体移动金属模板，所述防变形预埋压紧机构还包括预埋盒压板和顶丝，所述预埋盒压板位于所述标准围板的内侧面上并且通过所述顶丝与所述预埋盒固定连接。

上述竖井超大直径整体移动金属模板，所述脱模机构包括收缩口模板组、丁字板和伸缩油缸，所述收缩口模板组包括两个所述收缩口模板；每个所述收缩模板为只有一个竖边结合板的标准模板，两个所述收缩模板没有竖边结合板的一侧相邻，并且所述丁字板的纵向立板位于两个所述收缩模板之间；所述丁字板的横向面板贴合在相邻两个所述标准围板的外侧面上；所述伸缩油缸的缸体固定安装在一个所述收缩模板的标准围板内侧面上，所述伸缩油缸的活塞杆自由端穿过所述纵向立板上的自由伸缩孔并固定安装在另一个所述收缩模板的标准围板内侧面上。

上述竖井超大直径整体移动金属模板，所述脱模机构还包括限位顶杆,所述限位顶杆的一端固定安装在一个所述收缩模板的标准围板内侧面上，所述限位顶杆的另一端可拆卸安装在另一个所述收缩模板的标准围板内侧面上。

上述竖井超大直径整体移动金属模板，还包括刃脚模板，所述刃脚模板位于所述标准模板的正下方；所述标准模板上开设有过人观察口。

本发明的技术方案取得了如下有益的技术效果：

本申请的竖井超大直径整体移动金属模板，可实现升降驱动装置或多台地面稳车(绞车)钢丝绳吊点实现模板同步升降、通过防变形压紧装置增强模板整体刚度和抵抗局部变形的能力，靠伸缩液压油缸将模板主体直径在弹性范围内变小或变大，能快速完成脱模、下放(或上升)、立模浇筑等工序，节省砌筑井壁时间。

本申请的超大直径整体移动金属模板以标准模板为基本单元，实现模块化设计，通过加减小标准加板实现超大直径整体移动金属模板的变径，模板变大直径为0.5-5m，可实现一套模板砌壁多种直径竖井的功能，具有快速变径、重量轻、劳动强度小且工期短等特点。

超大直径整体移动金属模板，可用于各种深度的深隧超大直径竖井施工；通过模块化设计，减少了传统组合模板多次组装和拆除工序，提高机械化作业程度，节省了劳动力投入，减轻了劳动力消耗。增加了防变形预埋机构，通过移动金属模板悬吊板压紧模板，可保证模板不变形，确保井壁混凝土内部浇筑质量及外观成型质量。

经估算，大直径竖井施工每米成本50-100万元，采用本申请的超大直径整体移动金属模板施工，相比组合模板，每个井筒可节约15％-20％的成本。

填补我国市政、矿山和水电等超大直径模板砌筑井壁的空白，使超大直径模板形成新的标准系列，满足市政、矿山和水电等超大直径模板井筒快速施工的需要。

附图说明

图1本发明竖井超大直径整体移动金属模板的结构示意图(地面稳车顶提吊模式)；

图2本发明竖井超大直径整体移动金属模板的俯视结构示意图；

图3本发明竖井超大直径整体移动金属模板的标准模板的结构示意图；

图4本发明竖井超大直径整体移动金属模板的另一个角度的标准模板的结构示意图；

图5本发明竖井超大直径整体移动金属模板的脱模机构的结构示意图；

图6本发明竖井超大直径整体移动金属模板的另一个角度的脱模机构的结构示意图。

图中附图标记表示为：100-标准模板；200-升降驱动装置；300-防变形预埋压紧机构；400-悬吊钢丝绳；500-连续墙；600-脱模机构；700-刃脚模板；

101-标准围板；102-竖边结合板；105-浇注口；106-悬吊耳板；107-模板工作台；108-护栏；109-丁字杆；110-支撑管；112-过人观察口；301-防变形压紧锚杆；302-预埋盒；303-顶丝；304-预埋盒压板；601-伸缩油缸；603-丁字板；604-限位顶杆。

具体实施方式

如图1和图2所示，一种竖井超大直径整体移动金属模板，包括标准模板100、升降驱动装置200、防变形预埋压紧机构300和脱模机构600，所述升降驱动装置200通过悬吊钢丝绳400与所述标准模板100驱动连接，相邻的所述标准模板100之间可拆卸连接，所述防变形预埋压紧机构300安装在标准模板100上并且利用所述防变形预埋压紧机构300压住所述标准模板100的悬吊耳板106，所述脱模机构600安装在相邻的两个所述标准模板100之间，并且这两个相邻的两个所述标准模板100在所述脱模机构600的作用下脱模或撑开支模。超大直径整体移动金属模板由多块圆弧形的标准模板100连接形成双缝式环形结构，并在标准模板100之间有刚性的脱模机构600。

如图3-图5所示，本实施例竖井超大直径整体移动金属模板，以标准模板100为单元进行拼接，通过增加标准模板100的数量实现井筒直径的变化。所述标准模板100包括标准围板101、竖边结合板102、浇注口105和悬吊耳板106；所述标准围板101的两个相对的竖边上分别固定安装有所述竖边结合板102；所述浇注口105和所述悬吊耳板106分别固定安装在所述标准围板101的顶端。

如图3所示，为了便于工人施工，所述标准围板101内侧面上安装有模板工作台107和护栏108，所述模板工作台107的第一边固定安装在所述标准围板101的内侧壁上，并且所述模板工作台107的第二边上安装有丁字杆109，所述丁字杆109的横杆与所述模板工作台107的第二边固定连接，所述丁字杆109的纵杆通过支撑管110与所述标准围板101的内侧壁固定连接；所述护栏108的下端固定安装在所述模板工作台107的第二边上。

如图6和图3所示，为了解决超大直径整体移动金属模板，因井筒直径大，而易于变形的问题，增加了防变形预埋压紧机构300。每个所述防变形预埋压紧机构300包括一个预埋盒302和两个所述防变形压紧锚杆301，每个所述防变形压紧锚杆301的一端与所述预埋盒302固定连接，每个所述防变形压紧锚杆301的另一端横向弯曲且完全方向相反；所述标准围板101的外侧面上固定安装有所述预埋盒302，所述标准围板101的底部固定安装有所述防变形预埋压紧机构300。所述防变形预埋压紧机构300还包括预埋盒压板304和顶丝303，所述预埋盒压板304位于所述标准围板101的内侧面上并且通过所述顶丝303与所述预埋盒302固定连接。

所述预埋盒302通过凹形压板304固定安装在所述悬吊耳板106上，所述凹形压板304的两个自由端横向延伸出安装部，所述安装部与所述凹形压板304的自由端之间的夹角为90°；所述凹形压板304与所述预埋盒302通过螺栓及所述安装部固定安装在一起。

如图4所示，通过分别在标准模板100的下部标准围板101上和标准模板100的上部的悬吊耳板106上安装防变形预埋压紧机构300，浇筑后，防变形压紧锚杆301可以伸入到连续墙500内，增强了超大直径整体移动金属模板防弯曲变形能力。

如图5-图6所示，超大直径整体移动金属模板的脱模是通过所述脱模机构600实现的。所述脱模机构600包括收缩口模板组、丁字板603和伸缩油缸601，所述收缩口模板组包括两个所述收缩口模板；每个所述收缩模板为只有一个竖边结合板102的标准模板100，两个所述收缩模板没有竖边结合板102的一侧相邻，并且所述丁字板603的纵向立板位于两个所述收缩模板之间；所述丁字板603的横向面板贴合在相邻两个所述标准围板101的外侧面上；所述伸缩油缸601的缸体固定安装在一个所述收缩模板的标准围板101内侧面上，所述伸缩油缸601的活塞杆自由端穿过所述纵向立板上的自由伸缩孔并固定安装在另一个所述收缩模板的标准围板101内侧面上。所述脱模机构600还包括限位顶杆604,所述限位顶杆604的一端固定安装在一个所述收缩模板的标准围板101内侧面上，所述限位顶杆604的另一端可拆卸安装在另一个所述收缩模板的标准围板101内侧面上。通过驱动伸缩油缸601，使得两个收缩口模板相互靠近或远离，实现整个超大直径整体移动金属模板直径收缩变小或变大恢复，从而能快速完成模板的工序转换，节省时间。

本实施例竖井超大直径整体移动金属模板还包括刃脚模板700，所述刃脚模板700位于所述标准模板100的正下方；所述标准模板100上开设有过人观察口112。

所述升降驱动装置200为地面稳车绞车，其动力输出端与所述悬吊钢丝绳400驱动连接。通过控制多个所述升降驱动装置200，可实现超大直径整体移动金属模板同步运行。

具体工作原理：

1、超大直径整体移动金属模板拼接及支模：

根据井筒直径的大小，选择所需数量的标准模板100，并通过一块标准模板100竖边结合板102，与另一块标准模板100的竖边结合板102固定连接，从而将多个标准模板100连接，同时在两个所述标准模板100之间安装脱模机构600，脱模机构600可以为2个，且分别位于超大直径整体移动金属模板的一个直径的两端。

靠伸缩油缸601将模板主体直径在弹性范围内变小或变大，能快速完成脱模、下放或上升、立模等工序，节省砌筑井壁时间；并且通过所述限位顶杆604的抵顶作用实现模板主体的进一步稳固。

在标准模板100的下部标准围板101上，将预埋盒压板304置于标准围板101的内侧面，并通过顶丝303将预埋盒压板304与预埋盒302固定；同时在标准模板100的上部的悬吊耳板106上，通过螺栓，将预埋盒302与凹形压板304固定在一起。

2、从浇注口105进行浇注：完成组装超大直径整体移动金属模板后，可以通过标准模板100和脱模机构600上的浇注口105进行浇注，预埋盒302上的防变形压紧锚杆301伸入到浇注好的连续墙500内，增强了超大直径整体移动金属模板防弯曲变形能力。

3、完成浇注后，需要进行脱模：悬吊钢丝绳400的一端与标准模板100的悬吊耳板106连接，悬吊钢丝绳400的另一端与升降驱动装置200的动力输出端连接。

提升前，需要拆卸掉固定预埋盒压板304与预埋盒302的顶丝303，以及拆卸掉固定预埋盒302与凹形压板304的螺栓。

然后控制升降驱动装置200同步升降，驱动悬吊钢丝绳400上升，从而实现同步提升超大直径整体移动金属模板，完成脱模。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利申请权利要求的保护范围之中。