[发明专利]一种隧道二衬拱顶灌注装置及方法

说明书

本发明公开了一种隧道二衬拱顶灌注装置及方法，装置包括导管，导管倾斜安装在台车顶模的下方，导管与台车顶模的灌注口相连通，导管和灌注口之间设有可启闭的挡板机构，导管的出口朝向已施工的二衬端头。本发明在顶模的灌注口下方设置倾斜的导管，灌注时打开灌注口上的挡板机构，并使混凝土输送泵与导管连接，随即混凝土带压冲注到已浇筑的二衬端头上，然后回弹流动到未浇筑的二衬空间，从而填满整个二衬空间。本发明利用了泵送压力输送混凝土，实现了浇筑过程中混凝土的有效流动，降低了对混凝土流动性的高要求；且保证了二衬拱顶的施工质量，减少二衬拱顶空洞的产生，并避免了二衬二次回填，节约成本。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，特别是一种隧道二衬拱顶灌注装置，以及一种隧道二衬拱顶灌注方法。

背景技术

随着经济建设不断的发展，隧道工程的长度也在不断增加，目前我国已是世界上隧道长度最长的国家。但是随着隧道长度的增加，隧道二衬拱顶脱空一直是隧道施工质量缺陷，且难以避免。现有的隧道二衬拱顶浇筑，常通过二衬模板垂直冲顶孔进行浇筑，泵送压力没有得到利用，砼在浇筑过程中靠液面压力，形成以冲顶口为堆积体的砼界面，需要多个冲顶口灌注，但仍然难以确保二衬拱顶饱满，各冲顶口之间也容易形成空洞。针对这一问题，目前主要采用二次回填注浆工艺进行拱顶空洞的处理，但拱顶的二次回填质量难以保证，且工作量大，因此解决衬砌拱顶脱空的问题有十分重大的意义。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种隧道二衬拱顶灌注装置及方法，其能保证二衬拱顶灌注饱满，避免脱空。

本发明解决其技术问题的解决方案是：一种隧道二衬拱顶灌注装置，其包括用于输送混凝土的导管，所述导管倾斜安装在台车顶模的下方，所述导管与台车顶模的灌注口相连通，所述导管和灌注口之间设有可启闭的挡板机构，所述导管的出口朝向已施工的二衬端头。

作为上述技术方案的进一步改进，所述挡板机构包括能覆盖灌注口的滑动槽板，所述滑动槽板通过转动轴铰接在灌注口的下方。

作为上述技术方案的进一步改进，所述挡板机构还包括弧形的固定卡槽，所述固定卡槽的一端固接在灌注口远离二衬端头的一侧边沿上，所述滑动槽板远离转动轴的一端沿固定卡槽滑动，所述固定卡槽上设有灌注通孔，所述导管固接在固定卡槽上并与灌注通孔连通。

作为上述技术方案的进一步改进，所述滑动槽板包括第一滑板、第二滑板和弧形滑板，所述第一滑板能覆盖灌注口，所述第一滑板和第二滑板均固定在转动轴上，所述弧形滑板的两端分别固定在第一滑板与第二滑板上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述挡板机构还包括伸缩杆，所述伸缩杆的一端铰接在台车上，所述伸缩杆的另一端与滑动槽板铰接。

一种隧道二衬拱顶灌注方法，使台车顶模与已施工的二衬端头相接，将混凝土输送泵与导管连接，打开挡板机构，启动混凝土输送泵，混凝土带压灌注到台车顶模与拱顶之间的二衬空间中，灌注完成后，关闭挡板机构。

作为上述技术方案的进一步改进，包括以下步骤：

A.使台车至顶模的一端与已施工的二衬端头相接，在顶模的另一端设置弹性堵头；

B.使导管与混凝土输送泵连接，缩短伸缩杆，伸缩杆拉动挡板机构转动并打开；

C.启动混凝土输送泵，混凝土带压冲注到二衬端头后，回弹流动到未浇筑的二衬空间，直至混凝土灌满整个二衬空间；

D.混凝土灌注完成后，停止混凝土输送泵，伸长伸缩杆，伸缩杆推动挡板机构转动并关闭；

E.移动台车，重复步骤A～D，直至完成隧道二衬拱顶的灌注。

作为上述技术方案的进一步改进，导管的轴向方向与水平方向之间的夹角为α，α的角度范围为60～65°。