一种全圆隧洞衬砌施工方法与流程

本发明涉及引水隧洞衬砌施工领域，尤其涉及一种全圆隧洞衬砌施工方法。

背景技术：

1、水利水电工程的引水隧洞一般为全圆断面，当前针对水平直段全圆断面隧洞施工的液压衬砌台车已经较为成熟且广泛应用，现有液压衬砌台车主要分为边顶拱式、全圆针梁式、底模针梁式、全圆穿行式等。在水工隧洞和桥梁施工中还普遍用到提升滑模、顶升滑模和翻模等。

2、在水工隧洞的机械化衬砌施工中，现有技术方案主要分为以下几类：

3、a.采用全圆针梁式衬砌台车施工，该方式解决了台车自行前移的问题，具有全断面衬砌一次成形、操作简单、移动速度快、准备工作量少、所浇混凝土表面光洁平滑、结构尺寸和工程质量容易控制及施工安全可靠等优点，确保了水电站等引水隧洞混凝土衬砌施工的质量，该种方式一般适用于水平直段隧洞。

4、b.采用底模针梁式衬砌台车结合边顶拱式衬砌台车施工，该方式一般先用底模针梁式台车将隧洞底部浇筑成型，然后利用边顶拱式衬砌台车将隧洞剩余部分浇筑完成，实现全圆断面的衬砌施工，该种方式一般也适用于水平直段隧洞。

5、c.涉及到平面弯段或者竖直弯段的隧洞衬砌施工时，现在一般是先利用衬砌台车将水平直段施工完成后，再通过人工搭架安装小钢模或者木模的方式来完成弯段的衬砌施工。

6、现有的全圆隧洞衬砌施工方法仅能适用于水平弯段、水平直段，无法很好的适用于斜井段、竖井直段、下弯段或上弯段，同时并不能很好的实现全段隧洞衬砌施工的连续性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有技术中，不能实现全段隧洞衬砌连续施工的问题，提供一种全圆隧洞衬砌施工方法。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

3、一种全圆隧洞衬砌施工方法，使用一种由多个单元模块组成的衬砌台车，所述单元模块之间设置有用于直段隧洞的直段拼缝模板和用于弯段隧洞的弯段拼缝模板，所述衬砌台车的前进端设置有自提升设备，所述自提升设备通过牵引绳带动所述衬砌台车在支撑部上滑行，包括以下步骤：

4、s1.在直段隧洞底部铺设支撑部，在两个所述单元模块之间设置所述直段拼缝模板，将所述衬砌台车置于所述支撑部上，将所述自提升设备与处于隧洞中心轴线处的牵引绳连接，完成入洞前的准备工作；

5、s2.对下平洞段进行混凝土浇筑作业和直段脱模作业，利用所述自提升设备牵引所述衬砌台车在所述支撑部上滑动；

6、s3.将所述直段拼缝模板替换为所述弯段拼缝模板，直至所述衬砌台车完全移动到下弯段待浇筑位；

7、s4.对下弯段进行所述混凝土浇筑作业和弯段脱模作业，利用所述自提升设备牵引所述衬砌台车在所述支撑部上滑动；

8、s5.将所述弯段拼缝模板替换为所述直段拼缝模板，直至所述衬砌台车完全移动到竖井段或斜井段待浇筑位；

9、s6.对竖井段或斜井段进行所述混凝土浇筑作业和所述直段脱模作业，利用所述自提升设备牵引所述衬砌台车在所述支撑部上滑动；

10、s7.将所述直段拼缝模板替换为所述弯段拼缝模板，直至所述衬砌台车完全移动到上弯段待浇筑位；

11、s8.对上弯段进行所述混凝土浇筑作业和所述弯段脱模作业，利用所述自提升设备牵引所述衬砌台车在所述支撑部上滑动；

12、s9.将所述弯段拼缝模板替换为所述直段拼缝模板，直至所述衬砌台车完全移动到上平洞段待浇筑位；

13、s10.对上平洞段进行所述混凝土浇筑作业和所述直段脱模作业，利用所述自提升设备牵引所述衬砌台车在所述支撑部上滑动。

14、本发明提供的全圆隧洞衬砌施工方法，利用可相对转动的单元模块组成的衬砌台车，本方法通过在不同施工段变换相应的直段拼缝模板或弯段拼缝模板，利用自提升设备带动衬砌台车在支撑部上滑行，不仅能够适用于水平直段和水平弯段，还能适应下弯段、竖井段、斜井段和上弯段的施工作业需求。本施工方法通过一套衬砌台车即可完成隧洞从下平洞段到下弯段再到竖井段或斜井段，最后经上弯段再到上平洞段的全段机械化衬砌施工，减少了人工工作量，缩短了工期，节约了施工成本，能够很好的实现全段隧洞衬砌施工的连续性。

15、优选地，所述单元模块上设置有用于调整所述衬砌台车在隧洞中位置的位置调整部件，所述单元模块的上部、左侧及右侧均设置有能够伸缩的模板，所述单元模块的下部固定连接有下部固定模板，所述混凝土浇筑作业，包括以下步骤：

16、a.安装待浇筑段钢筋网，所述钢筋网避开隧洞底部所述支撑部，通过所述自提升设备移动所述衬砌台车到待浇筑位后，通过所述位置调整部件将所述衬砌台车整体抬升至与所述支撑部脱离并留出间隙；

17、b.在下一仓待浇筑位置布置所述支撑部；

18、c.在所述衬砌台车底部与隧洞岩壁的间隙安装台车抗浮支撑，然后在隧洞底部安装所述钢筋网，随后将所述抗浮支撑与所述衬砌台车固定，最后通过所述位置调整部件调整所述衬砌台车在隧洞中的位置；

19、d.将设置于所述单元模块的上部、左侧及右侧的所述模板撑开到位，安装所述衬砌台车两端的封头模板后浇筑混凝土。

20、优选地，所述直段脱模作业，包括以下步骤：

21、混凝土浇筑完成后，收回设置于所述单元模块的上部、左侧及右侧的所述模板，完成所述衬砌台车上部和两侧的脱模；通过所述位置调整部件将所述衬砌台车整体往上升起，完成所述下部固定模板的脱模。

22、优选地，浇筑好的混凝土与所述衬砌台车之间设置有保护板，利用所述自提升设备牵引所述衬砌台车在所述支撑部上滑动，包括以下步骤：

23、在所述衬砌台车底部与混凝土面之间垫置所述保护板，通过所述位置调整部件将所述衬砌台车整体降下，放置于所述保护板上；将所述衬砌台车牵引至下一仓待浇筑位置，所述衬砌台车的首端放置在所述支撑部上，所述衬砌台车的尾端预留部分在上一仓浇筑的混凝土上。

24、采用这种施工方式，将衬砌台车的尾端预留一部分在上一仓浇筑的混凝土上，起到支撑衬砌台车尾端的同时，还能够定位台车在隧洞中的位置。

25、优选地，将所述直段拼缝模板替换为所述弯段拼缝模板，包括以下步骤：

26、直段最后一仓脱模后，在弯段布置所述支撑部，将设置于所述单元模块之间的直段拼缝模板拆除，垫置所述保护板，将所述衬砌台车往前牵引，每牵引两节所述单元模块至弯段后，将两个所述单元模块之间的间隙安装所述弯段拼缝模板，直至所有间隙均被替换为所述弯段拼缝模板。

27、采用这种施工方法，当衬砌台车需要从直段进入弯段施工时，不需要使用多套台车设备结合施工，仅需要将直段拼缝模板逐步替换为弯段拼缝模板，利用衬砌台车自身可弯折的特性，即可适应不同弯段的施工需求。

28、优选地，所述弯段脱模作业，包括以下步骤：

29、混凝土浇筑完成后，先将所述弯段拼缝模板拆下，采用跳段脱模的方式进行脱模，即先将单数的所述单元模块的上部及左右两侧模板收回，然后将双数所述单元模块的上部及左右两侧模板收回，或者，先将双数的所述单元模块的上部及左右两侧模板收回，然后将单数所述单元模块的上部及左右两侧模板收回，最后通过所述位置调整部件将所述衬砌台车整体往上升起，完成所述下部固定模板的脱模。

30、采用这种施工方法，由于衬砌台车处于弯折状态，如果同时对单元模块之间的弯段拼缝模板进行脱模，则弯段拼缝模板之间会发生干涉，因此采用跳段的方式进行脱模，采用这种方法能够更加方便的对弯段进行脱模作业。

31、优选地，将所述弯段拼缝模板替换为所述直段拼缝模板，包括以下步骤：

32、弯段最后一仓浇筑完成后，将每个所述单元模块之间安装的所述弯段拼缝模板拆除，再垫置所述保护板，将所述衬砌台车牵引至直段，每牵引两节所述单元模块至直段，将两个所述单元模块之间的间隙安装直段拼缝模板，直至所有间隙均被替换为所述直段拼缝模板。

33、采用这种施工方法，当衬砌台车需要从弯段进入直段施工时，不需要使用多套台车设备结合施工，仅需要将弯段拼缝模板逐步替换为直段拼缝模板，此时衬砌台车重新变为直线形，即可实现弯段进入直段的施工需求。

34、优选地，所述支撑部为两条平行设置的轨道。

35、优选地，所述支撑部为在隧洞底部预先浇筑的一段混凝土，用于承托所述衬砌台车。

36、将支撑部设置为在隧洞底部预先浇筑一段混凝土，将衬砌台车移动到预先浇筑的混凝土上后，再浇筑剩余部分的混凝土，即可完成待浇筑段的混凝土浇筑工作，节约了台车在隧洞中的空间占用，降低了支撑部的设计和制造难度，免去了额外设置支撑部的烦恼，降低了施工成本。

37、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

38、1.本发明提供的全圆隧洞衬砌施工方法，利用可相对转动的单元模块组成的衬砌台车，本方法通过在不同施工段变换相应的直段拼缝模板或弯段拼缝模板，利用自提升设备带动衬砌台车在支撑部上滑行，不仅能够适用于水平直段和水平弯段，还能适应下弯段、竖井段、斜井段和上弯段的施工作业需求。本施工方法通过一套衬砌台车即可完成隧洞从下平洞段到下弯段再到竖井段或斜井段，最后经上弯段再到上平洞段的全段机械化衬砌施工，减少了人工工作量，缩短了工期，节约了施工成本，能够很好的实现全段隧洞衬砌施工的连续性。

39、2.采用本发明提供的施工方法，当衬砌台车需要从直段进入弯段施工时，不需要使用多套台车设备结合施工，仅需要将直段拼缝模板逐步替换为弯段拼缝模板，利用衬砌台车自身可弯折的特性，即可适应不同弯段的施工需求；当衬砌台车需要从弯段进入直段施工时，同样的不需要使用多套台车设备结合施工，仅需要将弯段拼缝模板逐步替换为直段拼缝模板，此时衬砌台车重新变为直线形，即可实现弯段进入直段的施工需求。