[发明专利]隧道仰拱回填施工用一体化模板及其施工工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种隧道施工用模板，尤其涉及一种隧道仰拱回填施工用一体化模板及其施工工艺。

背景技术

现代隧道结构复杂，工期短、质量高，对施工工艺的创新提出了较高的要求。隧道施工主要由：开挖、衬砌、装修三道工序组成。影响隧道使用寿命和隧道建设周期的主要因素由开挖及衬砌两道工序决定。这两道工序在隧道狭小的空间内同时进行，要求施工质量的同时不能互相干扰，这对施工方法和施工管理提出了极高的要求。

目前的施工方法是：首先在隧道前方进行开挖作业；然后在后方进行衬砌作业。开挖作业按围岩状况选择开挖方式并配合相应的衬砌方式。各施工作业相间，依序进行。每一个环节的作业要求要严格紧密配合才能保证计划工期，控制建设投资不超预算。

隧道仰拱及二次衬砌混凝土让隧道在开挖完成后形成一封闭受力结构，承受围岩压力，防止隧道崩塌，其质量决定了隧道的使用寿命。仰拱填充混凝土则起到缓冲作用，其质量影响到车辆行驶的安全性和舒适性；附属的水沟及电缆槽等构造质量影响隧道能否正常使用。因而，仰拱、仰拱填充及水沟等附属构造的质量、施工工序时间、对隧道建设至关重要，也是目前隧道施工的难点和重点。

以目前隧道施工最常见的台阶开挖方式为例，隧道施工中，仰拱及仰拱填充施工流程为：施工准备→仰拱开挖基底处理→初期支护铺设防水层→钢筋绑扎、安装仰拱模板→仰拱混凝土灌注→仰拱脱模→中心水沟测量放样→中心水沟立模→仰拱填充混凝土灌注→养护至强度满足机械行走→结束。仰拱中部宽约6米范围内因坡度较小，可用人工摊铺方式，两侧采用模筑混凝土。安装两侧仰拱模板安装时在钢筋网上焊接钢筋支撑杆，再将小钢模点焊于支撑杆上安装仰拱模板；仰拱混凝土浇注完后，脱模时再用割枪割除焊点后拆下仰拱模板。以上工序全用人工进行，工作量大，模板安装质量难于控制，每延米需消耗40-50公斤支撑钢筋，造成较大浪费。

为解决上述难题，现有技术探索并试验了许多种方法，但目前为止均存在各种缺陷，难以推广。例如201310315424.2 公开的一种悬挂翻转式隧道仰拱模板台车及其施工方法，公开日为2013.10.16，其采用两组独立的左右对称的移动小车上加装可翻转的仰拱模板，进行仰拱及填充作业。移动小车上装设有行走轮，移动时，一端在初支混凝土面上，另一端在仰拱填充面上行走。脱模时，仰拱模板绕小车上设置的铰点旋转，脱离已衬砌面并高出填充面后进行填充施工。从上述结构及使用方式可知：1、因模板之外增加了小车，结构重量较大。2、两侧小车模板为独立结构，行走时分别行走，且容易跑偏，因而移动及就位都困难，如果增设导轨，又增加工作量，且拆卸不便，成本高。3、有一端行走轮位于初支混凝土面上，须在仰拱钢筋网安装之前移动到位后，人员在仰拱模板下方进行钢筋网安装作业，安装空间狭小且不安全。4、渗水管预留口易堵塞，且不便清理。因此现有仰拱模板由于存在这些缺陷，使其难于推广。

发明内容

    本发明的目的在于克服隧道施工用一体化模板及其施工工艺存在的上述问题，提供一种隧道仰拱回填施工用一体化模板及其施工工艺。本发明在移动和就位中，以已衬砌形成的边沟充当导轨及定位基准，因而移动方便，就位迅速，解决现有技术在初支混凝土面上行走容易跑偏，若增设导轨又增加工作量和施工成本的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种隧道仰拱回填施工用一体化模板，其特征在于：包括二组边墙模板、一根端梁、二组翻转模板、二根模板通梁、横向支撑调节机构、竖向支撑调节机构和翻转机构，边墙模板和翻转模板对称设置在端梁两侧，边墙模板与端梁刚性连接，边墙模板与翻转模板铰接，模板通梁与翻转模板刚性连接；边墙模板一端设置有用于搭接在已衬砌形成的边沟内的支撑行走机构，另一端设置横向支撑调节机构，竖向支撑调节机构设置在端梁下方；翻转模板上还连接有翻转模板支撑调节机构，翻转模板支撑调节机构一端与模板通梁连接，另一端与边墙模板连接；边墙模板上设置有限位机构，翻转机构用于将翻转模板收模固定至限位机构上。

当所述一体化模板处于仰拱混凝土施工状态时，边墙模板一端通过支撑行走机构搭接在已衬砌形成的边沟上，另一端通过横向支撑调节机构支撑于隧道初支侧壁上，竖向支撑调节机构支撑于隧道初支底板上，通过翻转模板支撑调节机构调整翻转模板至需要角度。

当所述一体化模板处于收模状态时，翻转机构一端与边墙模板连接，另一端与模板通梁连接，带动翻转模板翻转至限位机构上。

当所述一体化模板处于行走状态时，支撑行走机构位于已衬砌形成的边沟中，边沟形成导轨。