一種隧道二次襯砌施工用氣囊封端裝置及封端施工方法與流程

2023-05-20 20:28:26

本發明屬於隧道襯砌施工工具技術領域，尤其涉及一種隧道二次襯砌施工用氣囊封端裝置及封端施工方法。

背景技術：

隧道施工時，需要在隧道環狀施工初期支護，然後施工防排水層，最後施工澆築二次襯砌，目前傳統的二次襯砌修築方法，是防排水層施工完成後，施工襯砌鋼筋，採用專用模板臺車行走到待施工襯砌環位置，通過絲槓打開模板臺車面板調整到位，模板臺車與防排水層間形成二次襯砌的空腔，模板臺車一端或兩端(第一個襯砌環二襯澆築時模板臺車需要兩端封堵，第一個襯砌環之後的襯砌環二襯澆築時模板臺車的一端以由上一個襯砌環端頭封堵，只需要封堵模板臺車的一端)需要採用環向組合鋼模板框架或木板框架封堵加固，封堵時根據設計要求還需要定位環向止水帶；模板臺車調整加固及封端模板封堵加固結束後，模板臺車與防排水層間，與封端模板之間形成二次襯砌的空腔，澆注二次襯砌混凝土；待二次襯砌混凝土凝固滿足強度標準後，拆除封端的模板，通過絲槓收回模板臺車模板，模板臺車走行至下一施工區間，即得到需要的隧道二次襯砌。

由於隧道的二次襯砌長度較長，通常模板臺車長度10～12米，採用上述實施方式施工模板臺車封端時，需要使用大量模板、木枋，搭建和拆除模板框架也需要消耗很多工時。特別是在設計有止水帶時，在封端模板基礎上定位加固止水帶的工作十分繁雜，需要投入很多工時，費時費力卻又往往效果不盡人意，普遍存在模板露漿、跑模和止水帶位置埋設不準確等施工質量通病。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題在於針對上述現有技術中的不足，提供一種隧道二次襯砌施工用氣囊封端裝置，該裝置採用封端氣囊代替傳統的模板框架設置在預留的襯砌封端，避免了採用多塊模板拼接形成襯砌封端的框架，降低了勞動力投入，止水帶直接安裝在外部氣囊和內部氣囊之間，解決了模板露漿、跑模和止水帶位置埋設不準確的施工問題；還提供了一種利用上述氣囊封端裝置對所施工二次襯砌的襯砌環進行封端的施工方法，該施工方法，在施工過程中，通過採用對封端氣囊充氣和放氣代替傳統多塊模板拼接和拆除，更為簡便、快捷、節省材料、大大減少勞動力投入。

為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是：一種隧道二次襯砌施工用氣囊封端裝置，其特徵在於：包括布設在模板臺車的面板一端上方的封端氣囊，所述封端氣囊的橫截面與所述面板的橫截面結構相同；所述二次襯砌由多個由前至後的襯砌環組成，所述封端氣囊為對所述襯砌環的端部進行封堵的模具；所述封端氣囊由內部氣囊和布設在內部氣囊上的外部氣囊構成；所述內部氣囊和外部氣囊之間布設有止水帶，所述止水帶的橫截面與所述面板的橫截面結構相同；所述止水帶的前部夾裝於內部氣囊和外部氣囊之間，所述止水帶的後部伸出至所述封端氣囊外側。

上述的一種隧道二次襯砌施工用氣囊封端裝置，其特徵在於：所述封端氣囊的縱截面為矩形截面，所述內部氣囊和外部氣囊之間布設有止水帶夾槽，所述止水帶夾槽的寬度為所述封端氣囊的寬度的所述止水帶的前部位於止水帶夾槽內。

上述的一種隧道二次襯砌施工用氣囊封端裝置，其特徵在於：所述封端氣囊的後側面上具有多條相互平行第一凹槽，多條所述第一凹槽的外輪廓線均與所述面板的外輪廓線相同。

上述的一種隧道二次襯砌施工用氣囊封端裝置，其特徵在於：相鄰兩個所述襯砌環之間通過鋼筋連接，所述外部氣囊上布設有夾持所述鋼筋的外環鋼筋夾槽，所述內部氣囊上布設有夾持所述鋼筋的內環鋼筋夾槽。

上述的一種隧道二次襯砌施工用氣囊封端裝置，其特徵在於：還包括布設在所述內部氣囊和面板之間的支撐氣囊，所述支撐氣囊的橫截面與所述面板的橫截面結構相同；所述支撐氣囊的縱截面為矩形截面。

上述的一種隧道二次襯砌施工用氣囊封端裝置，其特徵在於：所述內部氣囊的下表面上開有多條相互平行的第二凹槽，多條所述第二凹槽外輪廓線均與所述面板的外輪廓線相同，所述支撐氣囊的上表面布設有多條凸起，每條所述凸起均卡裝在一條所述第二凹槽內。

本發明還提供了一種利用上述氣囊封端裝置對所施工二次襯砌的襯砌環進行封端的施工方法，其特徵在於，包括以下步驟：

步驟一、鋼筋綁紮：對所施工二次襯砌的襯砌環進行鋼筋綁紮施工；

步驟二、模板臺車及封端裝置移動到位：將所述模板臺車和布設於模板臺車上的支撐氣囊、外部氣囊、內部氣囊和止水帶均同步移動至當前所施工襯砌環的施工位置處；

步驟三、氣囊充氣：對支撐氣囊、外部氣囊和內部氣囊充氣，並使所述外部氣囊頂壓到隧道內壁上，且使止水帶的前部夾持於外部氣囊和內部氣囊之間；

步驟四、澆築：對所述襯砌環澆築混凝土；

步驟五、氣囊放氣：待步驟四中澆築的混凝土終凝後，對所述支撐氣囊、外部氣囊和內部氣囊放氣。

上述的施工方法，其特徵在於：步驟三中進行氣囊充氣時，待內部氣囊充氣完成後，再對外部氣囊充氣。

上述的施工方法，其特徵在於：步驟三中對外部氣囊和內部氣囊充氣前，先對所述支撐氣囊充氣至支撐氣囊展開在所述面板上，然後對外部氣囊和內部氣囊充氣，待外部氣囊和內部氣囊均充氣完成後，對所述支撐氣囊繼續充氣至外部氣囊頂壓到隧道內壁上。

上述的施工方法，其特徵在於：所述支撐氣囊與所述內部氣囊通過拴扣連接。

本發明與現有技術相比具有以下優點：

1、本發明採用封端氣囊代替傳統的模板框架對二次襯砌時襯砌環的端部進行封堵，避免了採用多塊模板拼接形成襯砌封端的框架，降低了勞動力投入和避免了跑模問題的發生。

2、本發明通過將止水帶直接安裝在外部氣囊和內部氣囊之間，解決了模板露漿和止水帶位置埋設不準確的施工問題。

3、本發明採用的施工方法，在施工過程中，通過採用對封端氣囊充氣和放氣代替傳統多塊模板拼接和拆除，更為簡便、快捷、節省材料、大大減少勞動力投入。

綜上所述，本發明裝置採用封端氣囊代替傳統的模板框架設置在預留的襯砌封端，避免了採用多塊模板拼接形成襯砌封端的框架，降低了勞動力投入，止水帶直接安裝在外部氣囊和內部氣囊之間，解決了模板露漿、跑模和止水帶位置埋設不準確的施工問題；本發明施工方法，在施工過程中，通過採用對封端氣囊充氣和放氣代替傳統多塊模板拼接和拆除，更為簡便、快捷、節省材料、大大減少勞動力投入。

下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。

附圖說明

圖1為本發明氣囊封端裝置的結構示意圖。

圖2為本發明中封端氣囊、支撐氣囊和面板的安裝結構示意圖。

圖3為本發明實施例1中封端氣囊、支撐氣囊和止水帶的安裝結構示意圖。

圖4為本發明實施例2中封端氣囊、支撐氣囊和止水帶的安裝結構示意圖。

圖5為本發明封端施工方法的方法流程圖。

附圖標記說明:

1—面板；2—止水帶；3—外部氣囊；

4—內部氣囊；5—第一凹槽；6—外環鋼筋夾槽；

7—內環鋼筋夾槽；8—止水帶夾槽；9—支撐氣囊；

10—第二凹槽；11—肋板；12—模板臺車。

具體實施方式

本發明一種隧道二次襯砌施工用氣囊封端裝置通過實施例1和實施例2進行詳細描述。

實施例1

如圖1、圖2和圖3所示的一種隧道二次襯砌施工用氣囊封端裝置，包括布設在模板臺車12的面板1一端上方的封端氣囊，所述封端氣囊的橫截面與所述面板1的橫截面結構相同；所述二次襯砌由多個由前至後的襯砌環組成，所述封端氣囊為對所述襯砌環的端部進行封堵的模具；所述封端氣囊由內部氣囊4和布設在內部氣囊4上的外部氣囊3構成；所述內部氣囊4和外部氣囊3之間布設有止水帶2，所述止水帶2的橫截面與所述面板1的橫截面結構相同；所述止水帶2的前部夾裝於內部氣囊4和外部氣囊3之間，所述止水帶2的後部伸出至所述封端氣囊外側。

所述模板臺車12為對所施工二次襯砌環進行成型施工的隧道模板臺車，所述面板1通過肋板11安裝在所述模板臺車12上；所述內部氣囊4和所述外部氣囊3為一體成型製成。所述封端氣囊相比傳統採用多塊模板拼接形成襯砌封端的框架，密封性更好，能夠很好的實現對襯砌環的封端作用，避免發生露漿的問題，另外所述封端氣囊在對襯砌環封端時，只需充氣即可，相比傳統模板拼接形成框架，花費的時間更少，投入的勞動力更少，使施工效率得到了提升；還有所述封端氣囊相比傳統模板拼接形成框架，封端氣囊為一個完整的物體，不會出現模板跑偏的問題。

如圖3所示，本實施例中，所述封端氣囊的縱截面為矩形截面，所述內部氣囊4和外部氣囊3之間布設有止水帶夾槽8，所述止水帶夾槽8的寬度為所述封端氣囊的寬度的優選地，止水帶夾槽8的寬度為所述封端氣囊的寬度的所述止水帶夾槽8的開口位於所述封端氣囊的後側面上，所述止水帶2的前部位於止水帶夾槽8內。

所述止水帶夾槽8為在所述內部氣囊4和所述外部氣囊3之間直接加工而成；止水帶2直接安裝在止水帶夾槽8中，澆築的混凝土漿液只能進入止水帶夾槽8中，無法穿過止水帶夾槽8中從內部氣囊4和外部氣囊3之間露出；止水帶夾槽8限制了止水帶2的位置，避免了止水帶2位置埋設不準確的施工問題發生。

如圖3所示，本實施例中，所述封端氣囊的後側面上具有多條相互平行第一凹槽5，多條所述第一凹槽5的外輪廓線均與所述面板1的外輪廓線相同。

通過設置多條第一凹槽5，使澆築完成後的襯砌環端部呈現瓦楞狀，有助於下一個澆築的襯砌環澆築的混凝土與已澆築的襯砌環粘結，提高相鄰兩個襯砌環連接處的連接強度；澆築完成後的襯砌環瓦楞狀端部也起到了止水效果。

如圖1、圖2和圖3所示，本實施例中，還包括布設在所述內部氣囊4和面板1之間的支撐氣囊9，所述支撐氣囊9的橫截面與所述面板1的橫截面結構相同；所述支撐氣囊9的縱截面為矩形截面。

布設支撐氣囊9的目的在於，確保在所述封端氣囊對襯砌環封端時，外部氣囊3能夠頂壓在隧道內壁上，當外部氣囊3和內部氣囊4的厚度不夠，不足以對襯砌環封端時，通過對支撐氣囊9充氣，即可實現外部氣囊3頂壓在隧道內壁上對襯砌環封端。

如圖3所示，本實施例中，所述內部氣囊4的下表面上開有多條相互平行的第二凹槽10，多條所述第二凹槽10外輪廓線均與所述面板1的外輪廓線相同，所述支撐氣囊9的上表面布設有多條凸起，每條所述凸起均卡裝在一條所述第二凹槽10內。

布設第二凹槽10和凸起的目的在於，增大支撐氣囊9和所述內部氣囊4之間的摩擦力，防止支撐氣囊9和所述內部氣囊4錯位，在實際施工時，有多種尺寸的支撐氣囊9，根據實際需要選擇支撐氣囊9。

實施例2

如圖4所示，本實施例中所採用氣囊封端裝置與實施例1不同的是：相鄰兩個所述襯砌環之間通過鋼筋連接，所述外部氣囊3上布設有夾持所述鋼筋的外環鋼筋夾槽6，所述內部氣囊4上布設有夾持所述鋼筋的內環鋼筋夾槽7。

在實際施工時，當相鄰兩個所述襯砌環之間用呈弧形排布的上下兩組鋼筋連接時，將上部的一組鋼筋的端部插入外環鋼筋夾槽6，將下部的一組鋼筋的端部插入內環鋼筋夾槽7內。內環鋼筋夾槽7和外環鋼筋夾槽6的布設目的在於避免鋼筋戳破外部氣囊3和內部氣囊4。

本實施例中，所採用的氣囊封端裝置其餘部分結構及連接關係均與實施例1相同。

如圖5所示的一種對所施工二次襯砌的襯砌環進行封端的施工方法，包括以下步驟：

步驟一、鋼筋綁紮：對所施工二次襯砌的襯砌環進行鋼筋綁紮施工；

步驟二、模板臺車及封端裝置移動到位：將所述模板臺車12和布設於模板臺車12上的支撐氣囊9、外部氣囊3、內部氣囊4和止水帶2均同步移動至當前所施工襯砌環的施工位置處；

步驟三、氣囊充氣：首先對所述支撐氣囊9充氣至支撐氣囊9展開在所述面板1上，然後對內部氣囊4充氣，再對外部氣囊3充氣，待外部氣囊3和內部氣囊4均充氣完成後，對所述支撐氣囊9繼續充氣至外部氣囊3頂壓到隧道內壁上，且使止水帶2的前半部位於外部氣囊3和內部氣囊4之間；

所述支撐氣囊9、外部氣囊3和內部氣囊4充氣完成後均位於所述襯砌環的一端外側，且支撐氣囊9、外部氣囊3和內部氣囊4組成了對襯砌環端部封堵的模具；

步驟四、澆築：對所述襯砌環澆築混凝土；

步驟五、氣囊放氣：待步驟四中澆築的混凝土終凝後，對所述支撐氣囊9、外部氣囊3和內部氣囊4放氣。

該施工方法，在施工過程中，通過採用對支撐氣囊9、內部氣囊4和外部氣囊3充氣，形成對襯砌環端部封堵的模具，相比傳統多塊模板拼接形成框架對襯砌環端部封堵，花費時間更少，勞動力投入更小。在襯砌環澆築的混凝土終凝後，只需對支撐氣囊9、內部氣囊4和外部氣囊3放氣即可，相比傳統拆除多塊模板拼接的框架，花費時間更少，勞動力投入更小。

先對支撐氣囊9充部分氣，待支撐氣囊9展開，帶動內部氣囊4和外部氣囊3展開，所述內部氣囊4和外部氣囊3展開後能降低充氣的難度。先對內部氣囊4充氣方便安裝止水帶3，若先對外部氣囊3充氣會將止水帶夾槽8壓緊，使止水帶3難於安裝。

本實施例中，所述支撐氣囊9與所述內部氣囊4通過拴扣連接。

所述拴扣的扣體布設在支撐氣囊9的外側面上，所述拴扣的扣座布設內部氣囊4的外側面上，採用拴扣將支撐氣囊9與所述內部氣囊4連接為一體的優點在於，便於支撐氣囊9拆卸更換。

以上所述，僅是本發明的較佳實施例，並非對本發明作任何限制，凡是根據本發明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬於本發明技術方案的保護範圍內。