一种用于有钢筋砼底板的城门洞形隧洞快速衬砌的模板的制作方法

本实用新型涉及隧洞钢管片模板技术领域，尤其涉及一种用于有钢筋砼底板的城门洞形隧洞快速衬砌的模板。

背景技术：

城门洞形是水工隧洞中较为常见的类形。隧洞衬砌的速度对工程进度与安全影响较大，目前隧洞衬砌模板多采用钢模台车，一方面需要大量外部支撑，影响洞内施工期的交通。另一方面浇筑的混凝土需达到一定的强度，模板才能拆除，才能为下一段浇筑衬砌段使用，此外受钢模台车造价及洞内交通的影响，模板利用效率不高，直接影响整个隧洞的衬砌速度。

因此，如何提供一种用于有钢筋砼底板的城门洞形隧洞快速衬砌的模板，以提高工作效率，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种用于有钢筋砼底板的城门洞形隧洞快速衬砌的模板，以提高工作效率。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于有钢筋砼底板的城门洞形隧洞快速衬砌的模板，包括模板单元，所述模板单元包括左脚模板、右脚模板、左侧墙模板、右侧墙模板、左肩模板、右肩模板和封顶模板，其中，

所述左脚模板的一端与钢筋砼底板连接，其另一端向上依次连接所述左侧墙模板、所述左肩模板和所述封顶模板，

所述右脚模板的一端与钢筋砼底板连接，其另一端向上依次连接所述右侧墙模板、所述右肩模板和所述封顶模板，

所述左侧墙模板与位于城门洞形隧洞的左侧墙上的左预埋套管连接，所述右侧墙模板与位于所述城门洞形隧洞的右侧墙上的右预埋套管连接。

优选的，上述模板单元沿所述城门洞形隧洞的轴向方向的长度为2-4米，所述模板单元为多个且铺满所述城门洞形隧洞的内壁。

优选的，上述左侧墙模板上开设有第一通孔供所述左预埋套管穿过且通过螺栓连接，

所述右侧墙模板上开设有第二通孔供所述右预埋套管穿过且通过螺栓连接。

优选的，上述左脚模板和所述右脚模板的底部均为梯形。

优选的，上述左脚模板、所述右脚模板、所述左侧墙模板、所述右侧墙模板、所述左肩模板、所述右肩模板和所述封顶模板均由钢板和固定在所述钢板的一侧的纵向肋板和横向肋板构成。

优选的，上纵向肋板和所述横向肋板焊接在所述钢板上。

优选的，上述纵向肋板、所述横向肋板和所述钢板的厚度均为5-10毫米。

优选的，当所述城门洞形隧洞的高度大于5米时，所述左侧墙模板和所述右侧墙模板均为多个，

当所述城门洞形隧洞的高度不大于5米时，所述左侧墙模板和所述右侧墙模板均为一个。

本实用新型实施例还提供一种用于有钢筋砼底板的城门洞形隧洞的快速衬砌方法，包括：

步骤1)在加工厂制作如上述任意一项所述的用于有钢筋砼底板的城门洞形隧洞快速衬砌的模板，所述左侧墙模板在与所述左预埋套管的对应部位开设第一通孔，所述右侧墙模板在与所述右预埋套管的对应部位开设第二通孔；

步骤2)所述城门洞形隧洞开挖时，在所述城门洞形隧洞的左侧墙上预埋左预埋套管，在所述城门洞形隧洞的右侧墙上预埋右预埋套管；

步骤3)所述用于有钢筋砼底板的城门洞形隧洞快速衬砌的模板沿所述城门洞形隧洞的内壁铺设，直至完成整个所述城门洞形隧洞内所述模板单元的安装；

步骤4)浇筑混凝土，待所述混凝土达到预设强度后，切除所述左侧墙模板上用于与所述左预埋套管连接的连接件，切除所述右侧墙模板上用于与所述右预埋套管连接的连接件，拆除所述用于有钢筋砼底板的城门洞形隧洞快速衬砌的模板。

优选的，上述步骤3)中，所述用于有钢筋砼底板的城门洞形隧洞快速衬砌的模板在所述城门洞形隧洞中的装配固定顺序为自下而上装配。

优选的，装配固定顺序为：所述左脚模板或者所述右脚模板、所述左侧墙模板或者所述右侧墙模板、所述左肩模板或者所述右肩模板，最后为所述封顶模板。

优选的，上述步骤4)还包括，最后对所述混凝土内剩余的连接件采用环氧砂浆进行处理。

本实用新型提供的用于有钢筋砼底板的城门洞形隧洞快速衬砌的模板，包括模板单元，所述模板单元包括左脚模板、右脚模板、左侧墙模板、右侧墙模板、左肩模板、右肩模板和封顶模板，其中，

所述左脚模板的一端与钢筋砼底板连接，其另一端向上依次连接所述左侧墙模板、所述左肩模板和所述封顶模板，

所述右脚模板的一端与钢筋砼底板连接，其另一端向上依次连接所述右侧墙模板、所述右肩模板和所述封顶模板，

所述左侧墙模板与位于城门洞形隧洞的左侧墙上的左预埋套管连接，所述右侧墙模板与位于所述城门洞形隧洞的右侧墙上的右预埋套管连接。

使用时，步骤1)在加工厂制作，所述左侧墙模板在与所述左预埋套管的对应部位开设第一通孔，所述右侧墙模板在与所述右预埋套管的对应部位开设第二通孔；

步骤2)所述城门洞形隧洞开挖时，在所述城门洞形隧洞的左侧墙上预埋左预埋套管，在所述城门洞形隧洞的右侧墙上预埋右预埋套管；

步骤3)所述用于有钢筋砼底板的城门洞形隧洞快速衬砌的模板沿所述城门洞形隧洞的内壁铺设，直至完成整个所述城门洞形隧洞内所述模板单元的安装；

步骤4)浇筑混凝土，待所述混凝土达到预设强度后，切除所述左侧墙模板上用于与所述左预埋套管连接的连接件，切除所述右侧墙模板上用于与所述右预埋套管连接的连接件，拆除所述用于有钢筋砼底板的城门洞形隧洞快速衬砌的模板。

本实用新型提供的用于有钢筋砼底板的城门洞形隧洞快速衬砌的模板，优点在于提高隧洞衬砌施工效率和衬砌利用效率。由于本实用新型提供的用于有钢筋砼底板的城门洞形隧洞快速衬砌的模板自身具有拱效应，再加上高强螺栓作为连接件连接侧墙模板和围岩，使得模板无需外部支撑即可在浇筑混凝土时达到自身稳定。同时，采用地脚螺栓使脚模板和底部钢筋砼底板紧密结合，将上部荷载传递至底部钢筋砼底板，无需外部支撑便能承担浇筑与振捣等荷载的作用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的用于有钢筋砼底板的城门洞形隧洞快速衬砌的模板的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的封顶模板的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的左脚模板与钢筋砼底板连接的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的左侧墙模板与城门洞形隧洞的左侧墙和左肩模板连接的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的封顶模板与左肩模板和右肩模板连接的结构示意图。

上图1-5中：

左脚模板1、左侧墙模板2、左肩模板3、封顶模板4、右脚模板5、右侧墙模板6、右肩模板7、钢筋砼底板8、地脚螺栓9、上部结构钢筋网块10、左预埋套管11、右预埋套管12、高强度螺栓13、横向肋板14、纵向肋板15。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参考图1至图5，图1为本实用新型实施例提供的用于有钢筋砼底板的城门洞形隧洞快速衬砌的模板的结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的封顶模板的结构示意图；图3为本实用新型实施例提供的左脚模板与钢筋砼底板连接的结构示意图；图4为本实用新型实施例提供的左侧墙模板与城门洞形隧洞的左侧墙和左肩模板连接的结构示意图；图5为本实用新型实施例提供的封顶模板与左肩模板和右肩模板连接的结构示意图。

本实用新型实施例提供的用于有钢筋砼底板10的城门洞形隧洞快速衬砌的模板，包括模板单元，模板单元包括左脚模板1、右脚模板5、左侧墙模板2、右侧墙模板6、左肩模板3、右肩模板7和封顶模板4，其中，

左脚模板1的一端与钢筋砼底板8连接，其另一端向上依次连接左侧墙模板2、左肩模板3和封顶模板4，

右脚模板5的一端与钢筋砼底板8连接，其另一端向上依次连接右侧墙模板6、右肩模板7和封顶模板4，

左侧墙模板2与位于城门洞形隧洞的左侧墙上的左预埋套管11连接，右侧墙模板6与位于城门洞形隧洞的右侧墙上的右预埋套管12连接。

使用时，步骤1)在加工厂制作，左侧墙模板2在与左预埋套管11的对应部位开设第一通孔，右侧墙模板6在与右预埋套管12的对应部位开设第二通孔；

步骤2)城门洞形隧洞开挖时，在城门洞形隧洞的左侧墙上预埋左预埋套管11，在城门洞形隧洞的右侧墙上预埋右预埋套管12；

步骤3)用于有钢筋砼底板8的城门洞形隧洞快速衬砌的模板沿城门洞形隧洞的内壁铺设，直至完成整个城门洞形隧洞内模板单元的安装；

步骤4)浇筑混凝土，待混凝土达到预设强度后，切除左侧墙模板2上用于与左预埋套管11连接的连接件，切除右侧墙模板6上用于与右预埋套管12连接的连接件，拆除用于有钢筋砼底板8的城门洞形隧洞快速衬砌的模板。

本实用新型实施例提供的用于有钢筋砼底板的城门洞形隧洞快速衬砌的模板，是一种造价较低、能够自稳和快速拆装的模板，优点在于提高隧洞衬砌施工效率和衬砌利用效率。由于本实用新型提供的用于有钢筋砼底板的城门洞形隧洞快速衬砌的模板自身具有拱效应，再加上高强螺栓13作为连接件连接侧墙模板和围岩，以及作为左脚模板1、左侧墙模板2、左肩模板3、封顶模板4和右脚模板5、右侧墙模板6、右肩模板7、封顶模板4之间的连接件，使得模板无需外部支撑即可在浇筑混凝土时达到自身稳定。同时，采用地脚螺栓9使脚模板和底部钢筋砼底板紧密结合，将上部荷载传递至底部的钢筋砼底板8，无需外部支撑便能承担浇筑与振捣等荷载的作用。

具体的，考虑快速安装和方便运输的要求，模板单元沿城门洞形隧洞的轴向方向的长度为2-4米，模板单元为多个且铺满城门洞形隧洞的内壁。左侧墙模板2上开设有第一通孔供左预埋套管11穿过且通过螺栓连接，右侧墙模板6上开设有第二通孔供右预埋套管12穿过且通过螺栓连接。左脚模板1和右脚模板5的底部均为梯形。

具体的，左脚模板1、右脚模板5、左侧墙模板2、右侧墙模板6、左肩模板3、右肩模板7和封顶模板4均由钢板和固定在钢板的一侧的纵向肋板15和横向肋板14构成。

纵向肋板15和横向肋板14焊接在钢板上，纵向肋板15、横向肋板14和钢板的厚度均为5-10毫米。

当城门洞形隧洞的高度大于5米时，左侧墙模板2和右侧墙模板6均为多个，当城门洞形隧洞的高度不大于5米时，左侧墙模板2和右侧墙模板6均为一个。

本实用新型实施例还提供一种用于有钢筋砼底板的城门洞形隧洞的快速衬砌方法，包括：

步骤1)在加工厂制作如上述任意一项实施例所述的用于有钢筋砼底板8的城门洞形隧洞快速衬砌的模板，左侧墙模板2在与左预埋套管11的对应部位开设第一通孔，右侧墙模板6在与右预埋套管12的对应部位开设第二通孔；

步骤2)城门洞形隧洞开挖时，在城门洞形隧洞的左侧墙上预埋左预埋套管11，在城门洞形隧洞的右侧墙上预埋右预埋套管12；

步骤3)用于有钢筋砼底板8的城门洞形隧洞快速衬砌的模板沿城门洞形隧洞的内壁铺设，直至完成整个城门洞形隧洞内模板单元的安装；

步骤4)浇筑混凝土，待混凝土达到预设强度后，切除左侧墙模板2上用于与左预埋套管11连接的连接件，切除右侧墙模板6上用于与右预埋套管12连接的连接件，拆除用于有钢筋砼底板8的城门洞形隧洞快速衬砌的模板。

具体的，步骤3)中，用于有钢筋砼底板8的城门洞形隧洞快速衬砌的模板在城门洞形隧洞中的装配固定顺序为自下而上装配。

装配固定顺序为：

左脚模板1或者右脚模板5、左侧墙模板2或者右侧墙模板6、左肩模板3或者右肩模板7，最后为封顶模板4。步骤4)还包括，最后对混凝土内剩余的连接件采用环氧砂浆进行处理。

本实用新型目的在于提供一种适用于已有钢筋砼底板的城门洞形隧洞快速衬砌的装配式钢管片模板设计方法。按照下述步骤进行：

步骤1，根据装配式隧洞衬砌方便运输和快速安装的要求，结合城门洞形衬砌的具体特点，将城门洞形隧洞衬砌的钢管片模板设计成沿隧洞轴向2～4米为一个模板单元，每个隧洞模板单元划分为脚模板、侧墙模板、肩模板和封顶模板4，并且脚模板、侧墙模板、肩模板分为左右两侧各一个，即为：左脚模板1、左侧墙模板2、左肩模板3、右脚模板5、右侧墙模板6、右肩模板7。

步骤2，城门洞形隧洞开挖时，在侧墙围岩内预埋套管，即为：在城门洞形隧洞的左侧墙上预埋左预埋套管11，在城门洞形隧洞的右侧墙上预埋右预埋套管12。

步骤3，在钢管片模板加工厂分别按照脚模板、侧墙模板、肩模板和封顶模板4进行预制，即预制左脚模板1、左侧墙模板2、左肩模板3、右脚模板5、右侧墙模板6、右肩模板7和封顶模板4。其中，左侧墙模板2和右侧墙模板6在预埋套管对应部位开孔。

步骤4，装配式钢管片模板在城门洞形隧洞中的装配固定顺序为：脚模板、侧墙模板、肩模板，最后为封顶模板4。脚模板、侧墙模板、肩模板和封顶模4板之间均由高强度螺栓13相连接。采用地脚螺栓9连接隧洞底部钢筋砼底板8和脚模板，支撑侧墙模板、肩模板和封顶模板4。采用高强度螺栓13连接预埋套管和侧墙模板，防止浇筑混凝土时出现滑模、跑模。

步骤5，重复上述的步骤2～步骤4，直至完成整个城门洞形隧洞模板单元的安装。

步骤6，在城门洞形钢管片模板装配固定完毕后，浇筑混凝土。待混凝土达到预设强度后，切除侧墙模板上的连接螺母，拆除模板，并对混凝土内剩余的螺栓采用环氧砂浆进行处理。

步骤7，重复步骤2～步骤6，直至完成整个城门洞形隧洞的衬砌施工。

本实用新型实施例优点在于提高隧洞衬砌施工效率和衬砌利用效率。由于本实用新型实施例提供的模板自身具有拱效应，再加上高强度螺栓13连接侧墙模板和围岩，使得模板无需外部支撑即可在浇筑混凝土时达到自身稳定。同时，采用地脚螺栓9使脚模板和底部钢筋砼底板8紧密结合，将上部荷载传递至底部钢筋砼底板8，无需外部支撑便能承担浇筑与振捣等荷载的作用。

其中，考虑快速安装和方便运输的要求，脚模板、侧墙模板、肩模板和封顶模板4沿隧洞轴向长度为2～4米。城门洞形隧洞高度大于5m时，可对侧墙模板再进行拆分，拆分时应避免将拆分点置于受力较大的部位，同时满足步骤3中的要求。当城门洞形隧洞高度小于5m时，可按步骤1中的要求进行拆分。

在具体实施时，按照下述步骤进行：

步骤1，根据城门洞形隧洞设计与开挖尺寸，以及衬砌受力情况，确定脚模板、侧墙模板、肩模板和封顶模板4的位置。当城门洞形隧洞高度≥5m时，可对侧墙模板进行再次拆分。当城门洞形隧洞高度＜5m时，可不对侧墙模板再次拆分。

步骤2，城门洞形隧洞开挖时，在侧墙围岩内预埋套管。

步骤3，在钢管片模板加工厂分别按照脚模板、侧墙模板、肩模板和封顶模板4进行预制。脚模板、侧墙模板、肩模板和封顶模板4均为钢架结构，即：由钢板和焊接在钢板上的横向肋板14、纵向肋板15构成，横向肋板14、纵向肋板15的厚度为10毫米。其中，侧墙模板在预埋套管对应部位开孔。

步骤4，隧洞已有钢筋砼底板8，并绑扎好上部结构钢筋网块10；架立模板时，首先采用地脚螺栓9连接隧洞底部钢筋砼底板8和脚模板；以脚模板为支撑，将侧墙模板和肩模板依次布置在脚模板上，通过高强度螺栓13连接；将封顶模板4推举至隧洞顶部安装位置，通过高强度螺栓13与左肩模板3、右肩模板7连接，从而构成一个单元模板环；采用高强度螺栓13连接预埋套和侧墙模板，防止浇筑混凝土时出现滑模、跑模。

步骤5，重复步骤2～步骤4，直至完成整个城门洞形隧洞模板单元的安装。

步骤6，在城门洞形钢管片模板装配固定完毕，多个单元模板环拼装到设定长度后，各单元模板环之间通过高强度螺栓13连接后，即可进行隧洞整体衬砌结构的浇筑。待混凝土达到预设强度后，切除侧墙模板上的连接螺母，拆除模板，并对混凝土内剩余的螺栓采用环氧砂浆进行处理。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。