一种隧道中央水沟连续浇筑施工工法

技术领域

本发明涉及隧道工程建设技术领域，特别涉及一种隧道中央水沟连续浇筑施工工法。

背景技术

随着高速公路的发展，特长公路隧道数量日益增加，排水设计是隧道建设中重要的一环。对于特殊地貌，如中国西南地区的喀什地貌特征下，仅依靠边沟或盲沟亦不能解决隧道排水问题，因此对隧道中心水沟的应用日益增加，中心水沟作为隧道排水主体，对整个隧道排水系统的意义重大。

目前常规中心水沟主要采用预制拼装和现浇两种施工方法，现浇法较预制拼装法有着线型方便控制、施工接缝质量好、施工成本低、施工工艺简单等优点，工程实践表明。现浇法中心水沟作为一种成熟、经济、工艺简单的施工方法，已被广泛应用于国内外山岭重丘区公路隧道的中心排水沟施工，但是由于常规现浇法主要采用钢筋现场安装、左右沟壁和顶板分次浇筑，施工过程中面临着需要反复拆装模板、劳动强度大，施工效率低，钢筋现场安装施工质量差，分次浇筑施工缝存在防水质量难以保证，有限空间下作业安全风险高的问题，容易发生安全事故。

发明内容

为克服现有技术中的不足，本发明提供一种操作便捷、施工质量高的隧道中央水沟连续浇筑施工工法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种隧道中央水沟连续浇筑施工工法，包括

S1.沟槽建设，确定中央水沟施工位置并开挖沟槽，对沟槽底部进行混凝土铺底施工；

S2.台车定位，台车包括支架、滑轮、升降支脚、折叠驱动，支架上安装有模板组件，折叠驱动连接支架与模板组件，并带动模板组件在展开状态和折叠状态切换，升降支脚带动支架升降，升降支脚收缩时，支架由滑轮提供支撑，升降支脚伸出时，支架由升降支脚提供支撑；

模板组件处于折叠状态下，将台车置入沟槽内并在滑轮支撑下移动至设定位置；

升降支脚伸出将支架顶升并由升降支脚提供支撑；

折叠驱动伸出使模板组件至展开状态；

S3.钢筋铺设及端部封堵，将分节预加工的钢筋框通过吊装方式设于沟槽内，各节钢筋框间焊接连接，对模板组件的端部设置封闭挡板并形成浇筑空间；

S4.混凝土浇筑，往浇筑空间浇筑预拌混凝土；

S5.振动夯实，模板组件内壁安装有超声波发生器，混凝土浇筑过程中及浇筑后的一段时间内启动超声波发生器，超声波发生器穿透模板组件对混凝土传递高频振动，使混凝土下沉并使其内的气泡从混凝土逸出；

S6.脱模及移动，等待混凝土凝固，拆除封闭挡板，折叠驱动收缩及升降支脚收缩，使模板组件至折叠状态并与成型混凝土分离，支架由滑轮提供支撑，移动支架至下一工作位置，回到S2重复水沟浇筑工作，直至完成整段隧道中央水沟的建设。

进一步的，在步骤S1沟槽建设中，还包括地锁钢板铺设，沟槽底部混凝土成型后，将地锁钢板通过螺栓锁紧方式固定于沟槽底部的表面；步骤S2台车定位中，台车还包括电磁定位器，电磁定位器安装于支架且可升降移动，电磁定位器处于地锁钢板上方位置，台车处于设定位置后，电磁定位器下降至与地锁钢板接触并通电吸附定位。

进一步的，电磁定位器设有若干组并沿支架长度方向排列布置，支架上设有若干横梁，电磁定位器安装于横梁上，且横梁与电磁定位器间设有加强筋。

进一步的，模板组件包括顶板、角板、侧板，所述顶板的左右两侧具有分别朝外且向下倾斜的弯折部，所述角板设有两组，分别设于顶板两侧，所述角板的上下两部分呈角度弯折，角板上部与弯折部转动连接，所述侧板设有两组，分别与两组角板的下部转动连接；所述折叠驱动一端连接支架，另一端连接一侧板，通过折叠驱动的伸缩带动侧板及角板朝内形成折叠状态，或朝外转动形成展开状态；

进一步的，侧板底部设有侧板底部设有密封件，所述包括L型弹簧钢条、弹性填充块，所述L型弹簧钢条沿侧板底部长度方向延伸，所述L型钢条包括弯折形成的上板部和下板部，所述上板部固定于侧板底部，所述下板部呈倾斜向下设置，所述L型弹簧钢条的凹陷一侧朝向模板组件内侧，所述弹性填充块设于L型弹簧钢条的凹陷内；步骤S2台车定位中，模板组件至展开状态过程中，密封件的下板部与沟槽底部相互挤压，使下板部朝向上板部方向弯折，模板组件展开后密封件封堵了侧板与沟槽底部的间隙；步骤S6脱模及移动中，模板组件至折叠状态过程中，下板部朝外弯折，弹性填充块起到辅助复原的作用，同时弹性填充块可阻挡混凝土进入上板部与下板部之间，避免造成堵塞。

进一步的，所述超声波发生器设有若干个并分设为多组，包括设于侧板的下层组、设于角板中层组、设于顶板的上层组；步骤S5振动夯实中，超声波发生器依照下层组、中层组、上层组的顺序依次工作且循环进行，每组工作时间为1min～2min，组间间隔停息时间为30s～60s。

进一步的，步骤S6脱模及移动中，在施工完成首次水沟浇筑工序后，移动支架至下一工作位置状态下，模板组件端部的一段处于已成型水沟段内；

进一步的，步骤S1沟槽建设中，还包括地钉预埋，在沟槽底部两侧对应位置预埋钢筋形成地钉，步骤S3中，钢筋框置入沟槽后与地钉间焊接固定连接。

进一步的，步骤S5振动夯实中，由混凝土外部插入振捣棒对混凝土内部进行振捣，并对钢筋密集处进行反复插捣。

进一步的，步骤S6脱模及移动中，模板组件在进行折叠前及折叠过程中，超声波发生器工作，起到模板组件外侧面与成型混凝土间辅助分离作用。

由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明提供的一种隧道中央水沟连续浇筑施工工法具有如下优点：

采用模车进行浇筑可实现长大隧道中央水沟的连续浇筑施工，相比于传统分部浇筑方式节省了大量拆装模板时间，极大提高了工作效率，降低了人工劳动强度，并具有更优的施工质量。

模板组件内设置的超声波发生器从多个角度对混凝土进行振动，相比于传统仅用人工振捣的方式，本申请的振动覆盖面更广且振动更均匀，超声波穿透能力强、频率高且振幅小，可更彻底的排除混凝土内混杂的气泡，提高了混凝土的致密程度，凝固后混凝土表面光洁平整度高，可使成型中央水沟排水更为顺畅，不易堵塞。

电磁定位器与地锁钢板吸附配合，可在混凝土浇筑施工过程中保证台车的定位，避免了因为振动器的振动而发生模板组件偏移的问题，进一步提高施工质量。

密封件采用的L型弹簧钢条内部嵌入弹性填充块的结构，起到加强边缘密封效果，弹性填充块具有辅助L型弹簧钢条复原作用，且阻挡混凝土进入到L型弹簧钢条内，可靠性高。

附图说明

图1为本发明一种隧道中央水沟连续浇筑施工工法流程图。

图2为本发明一种隧道中央水沟连续浇筑模车结构示意一。

图3为本发明一种隧道中央水沟连续浇筑模车结构示意二。

图4为本发明图3中A处放大示意图。

图5为本发明台车局部结构示意图。

图6为本发明一种隧道中央水沟连续浇筑模车主视剖面示意图。

图7为本发明施工状态示意图。

图中标识对应如下：1.模板组件、11.顶板、12.角板、13.侧板、131.倾斜面、14.密封件、141.L型弹簧钢条、1411.上板部、1412.下板部、142.弹性填充块、2.台车、21.支架、211.拉耳、212.横梁、213.斜拉加强筋、22.滑轮、23.升降支脚、231.第一油缸、232.支脚盘、24.折叠驱动、241.第二油缸、3.振动器、31.超声波发生器、4.电磁定位器、41.第三油缸、42.电磁铁、5.地锁钢板、6.控制台。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。

本施工工法基于一种隧道中央水沟连续浇筑模车，

参考图2-图7所示，该隧道中央水沟连续浇筑模车包括模板组件1、台车2、振动器3、电磁定位器4、地锁钢板5、控制台6。

模板组件1包括顶板11、角板12、侧板13，顶板11的左右两侧具有分别朝外且向下倾斜的弯折部111，角板12设有两组，分别设于顶板11两侧，角板12的上下两部分呈角度弯折，角板12上部与弯折部转动连接，侧板13设有两组，分别与两组角板12的下部转动连接；侧板13底部设有密封件14，密封件14包括L型弹簧钢条141、弹性填充块142，L型弹簧钢条141沿侧板13底部长度方向延伸，L型弹簧钢条141包括弯折形成的上板部1411和下板部1412，侧板13底部设有朝内一侧设有倾斜面131，上板部1411固定于侧板13底部的倾斜面131并贴合布置，下板部1412呈倾斜向下设置，L型弹簧钢条141的凹陷一侧朝向模板组件1内侧，弹性填充块142设于L型弹簧钢条141内凹一侧。

台车2包括支架21、滑轮22、升降支脚23、折叠驱动24，支架21端部设有拉耳211，滑轮22、升降支脚23安装于支架21下方，升降支脚23的底端具有下降至低于滑轮22底端的支撑状态或上升至高于滑轮22底端收纳状态；顶板11安装于支架21上方，折叠驱动24一端连接支架21，另一端连接一侧板13，通过折叠驱动24的伸缩带动侧板13及角板12朝内或朝外转动。升降支脚23设有若干组，包括第一油缸231、支脚盘232，第一油缸231上端与支架21固定连接，下端与支脚盘232铰接连接。折叠驱动24设有若干组，包括第二油缸241，第二油缸241一端与支架21铰接连接，另一端与一侧板13铰接连接，相邻两组折叠驱动的第二油缸241交叉分布。

振动器3设有若干组，各振动器3间隔分布安装于模板组件1内侧面。振动器3包括超声波换能器、超声波发生器31，超声波换能器连接超声波发生器31，超声波发生器31的的工作面贴合于顶板11、角板12及侧板13的内侧面，超声波发生器31设有若干个，其中设于侧板13的为下层组，设于角板12的为中层组，设于顶板11的为上层组。

地锁钢板5通过螺栓固定锁紧于地面，电磁定位器4包括第三油缸41、电磁铁42，第三油缸41上端与支架21固定连接，电磁铁42安装于第三油缸41下端，电磁铁42与地锁钢板5位置上下对应。支架21还包括横梁212，第三油缸41上端与横梁212中部连接，横梁212与第三油缸41间还设有斜拉加强筋213。

控制台6安装于支架21一端，控制台6与第一油缸231、第二油缸241、第三油缸41、各电磁铁42、各振动器3连接并控制。控制台6采用人工及辅以程序的半自动化操作。

参照图1所示，一种隧道中央水沟连续浇筑施工工法，包括

S1.沟槽建设，确定中央水沟施工位置并开挖沟槽，对沟槽底部进行混凝土铺底施工；

地锁钢板5铺设，沟槽底部混凝土成型后，将地锁钢板通过螺栓锁紧方式固定于沟槽底部的表面；

地钉预埋，在沟槽底部两侧对应位置预埋钢筋形成地钉；

S2.台车定位，模板组件1处于折叠状态下，将台车2置入沟槽内并在滑轮22支撑下移动至设定位置，而后电磁定位器4通过第三油缸41下降至电磁铁42与地锁钢板5接触并通电吸附定位；

升降支脚23通过第一油缸231伸出将支架21顶升并由升降支脚23提供支撑；

折叠驱动24通过第二油缸241伸出使模板组件1至展开状态，模板组件1至展开状态过程中，密封件14的下板部1412与沟槽底部相互挤压，使下板部1412朝向上板部1411方向弯折，模板组件1展开后密封件14封堵了侧板13与沟槽底部的间隙；

S3.钢筋铺设及端部封堵，将分节预加工的钢筋框通过吊装方式设于沟槽内，各节钢筋框间焊接连接，钢筋框置入沟槽后与地钉间焊接固定连接，对模板组件1的端部设置封闭挡板并形成浇筑空间；

S4.混凝土浇筑，往浇筑空间浇筑预拌混凝土；

S5.振动夯实，混凝土浇筑过程中及浇筑后的一段时间内启动超声波发生器31，超声波发生器31穿透模板组件1对混凝土传递高频振动，使混凝土下沉并使其内的气泡从混凝土逸出；具体超声波发生器31依照下层组、中层组、上层组的顺序依次工作且循环进行，每组工作时间为1min～2min，组间间隔停息时间为30s～60s；于此同时，辅以人工振捣，即人工由混凝土外部插入振捣棒对混凝土内部进行振捣，并对钢筋密集处进行反复插捣；

S6.脱模及移动，等待混凝土凝固，拆除封闭挡板，折叠驱动24收缩及升降支脚23收缩，使模板组件1至折叠状态并与成型混凝土分离，模板组件1在进行折叠前及折叠过程中，超声波发生器31工作，起到模板组件1外侧面与成型混凝土间辅助分离作用，模板组件1至折叠状态过程中，下板部1412朝外弯折，弹性填充块142起到辅助复原的作用，同时弹性填充块142可阻挡混凝土进入上板部1411与下板部1412之间，避免造成堵塞，电磁铁断电并通过第三油缸41上升与地锁钢板5分离，支架21由滑轮22提供支撑，移动21支架至下一工作位置，在施工完成前一水沟浇筑工序后，移动支架21至下一工作位置状态下，模板组件1端部的一段处于已成型水沟段内，再次重复水沟浇筑工作，直至完成整段隧道中央水沟的建设。

上述仅为本发明的一种具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。