本發(fā)明涉及隧道施工技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種隧道素混凝土襯砌施工用輔助設(shè)施及方法。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)鐵路、公路等交通工程的大發(fā)展，新建隧道數(shù)量大量增加。根據(jù)結(jié)構(gòu)受力需要，隧道在周邊地層穩(wěn)定性較好時(shí)，可采用不配鋼筋的素混凝土襯砌。由于隧道內(nèi)大多陰冷潮濕，加上混凝土本身的收縮影響，隧道襯砌非常容易產(chǎn)生裂紋，尤其是邊墻部位更容易發(fā)生，裂紋逐漸發(fā)展擴(kuò)散，最終會(huì)裂透結(jié)構(gòu)厚度，造成滲漏水病害并進(jìn)一步加劇開(kāi)裂，最終影響安全。

素混凝土襯砌地段隧道在開(kāi)挖后，為避免運(yùn)營(yíng)期地下水滲漏的影響，一般在隧道結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置防水層3，形成“初期支護(hù)2”+“防水層3”+“素混凝土二次襯砌4”的復(fù)合結(jié)構(gòu)，如圖1中所示。上述復(fù)合結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中存在拱部素混凝土開(kāi)裂、掉塊現(xiàn)象，影響鐵路、公路的運(yùn)營(yíng)安全，在拱部設(shè)置鋼筋網(wǎng)片可減小混凝土掉塊的風(fēng)險(xiǎn)。

請(qǐng)結(jié)合參閱圖2，由于隧道素混凝土襯砌4與初期支護(hù)2間設(shè)置了防水層3，鋼筋網(wǎng)片6直接固定在圍巖1上時(shí)存在破壞防水層、施工繁瑣的問(wèn)題。既有的鋼筋網(wǎng)片6安裝方法是在防水層3內(nèi)側(cè)間隔設(shè)置(三肢或四肢)鋼架5，再在鋼架5上固定鋼筋網(wǎng)片6。雖然既有的安裝結(jié)構(gòu)和安裝方法可達(dá)到固定鋼筋網(wǎng)片6的目的，但仍存在以下問(wèn)題：

(1)為固定鋼筋網(wǎng)片6，鋼架5需落地，即不需設(shè)置鋼筋網(wǎng)片6的部分，也需設(shè)置鋼架5；

(2)鋼筋網(wǎng)片6剛度較小，需按間距l(xiāng)設(shè)置鋼架5。

以上施工方法導(dǎo)致素混凝土襯砌需間隔環(huán)向設(shè)置鋼架形成類似鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，既要耗費(fèi)大量的鋼材，也有違素混凝土襯砌的設(shè)計(jì)初衷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供一種隧道素混凝土襯砌施工用輔助設(shè)施，在保證施工便捷的同時(shí)還能減少鋼筋使用量。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的隧道素混凝土襯砌用輔助設(shè)施包括支撐鋼筋網(wǎng)片的鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架、縱向連接鋼筋網(wǎng)片的預(yù)埋縱向鋼筋、橫向約束鋼筋網(wǎng)片的鋼筋網(wǎng)片固定件及鋼筋網(wǎng)片墊塊；所述鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架設(shè)置在模板臺(tái)車前端，所述鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架的下部與臺(tái)車走行軌道相匹配；所述預(yù)埋縱向鋼筋沿縱向預(yù)埋在已澆筑二次襯砌的開(kāi)口端，所述預(yù)埋縱向鋼筋與鋼筋網(wǎng)片縱向連接；所述鋼筋網(wǎng)片固定件可收縮地設(shè)置在模板臺(tái)車上；所述鋼筋網(wǎng)片墊塊間隔設(shè)置在鋼筋網(wǎng)片與模板臺(tái)車之間。

作為優(yōu)選方案，所述鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架的橫向截面外廓與模板臺(tái)車的橫向截面的外輪廓相匹配，所述鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架上設(shè)有若干縱向分布的鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架連接型鋼，所述鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架連接型鋼縱向連接所述鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架前端和后端。

作為優(yōu)選方案，所述鋼筋網(wǎng)片墊塊間隔設(shè)置在鋼筋網(wǎng)片上的鋼筋交叉點(diǎn)處并與所述鋼筋網(wǎng)片連接固定，所述鋼筋網(wǎng)片墊塊的高度與待澆筑素混凝土二次襯砌中鋼筋網(wǎng)片保護(hù)層的厚度相匹配。

本發(fā)明的目的在于，提供一種隧道素混凝土襯砌施工方法，在保證施工便捷的同時(shí)還能減少鋼筋使用量。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的隧道素混凝土襯砌施工方法，包括以下步驟：(a)在隧道已澆筑的二次襯砌的開(kāi)口端沿縱向預(yù)埋縱向鋼筋；(b)在所述模板臺(tái)車的前端設(shè)置可沿臺(tái)車走行軌道縱向移動(dòng)的鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架；(c)待所述鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架到達(dá)待澆筑素混凝土二次襯砌處的下方后，在所述鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架上鋪設(shè)待安裝的鋼筋網(wǎng)片，并將所述待安裝的鋼筋網(wǎng)片與所述預(yù)埋縱向鋼筋沿縱向固定連接；(d)在所述待安裝的鋼筋網(wǎng)片與所述模板臺(tái)車之間間隔設(shè)置鋼筋網(wǎng)片墊塊；(e)同時(shí)沿所述臺(tái)車走行軌道移動(dòng)所述鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架和所述模板臺(tái)車，直至所述待安裝鋼筋網(wǎng)片完全鋪設(shè)到所述模板臺(tái)車上；(f)在所述模板臺(tái)車上設(shè)置可收縮的鋼筋網(wǎng)片固定件橫向約束所述待安裝的鋼筋網(wǎng)片；(g)澆筑素混凝土二次襯砌，并收縮所述鋼筋網(wǎng)片固定件。

作為優(yōu)選方案，所述步驟(d)中，所述鋼筋網(wǎng)片墊塊設(shè)置在所述待安裝的鋼筋網(wǎng)片的鋼筋交叉點(diǎn)處并與所述鋼筋網(wǎng)片連接固定，所述鋼筋網(wǎng)片墊塊的高度與所述待澆筑素混凝土二次襯砌中鋼筋網(wǎng)片保護(hù)層的厚度相匹配。

作為優(yōu)選方案，在所述步驟(c)中，所述待安裝的鋼筋網(wǎng)片與所述預(yù)埋縱向鋼筋沿縱向焊接連接。

作為優(yōu)選方案，所述方法進(jìn)一步包括以下步驟：(h)待所述待澆筑素混凝土二次襯砌的混凝土滿足強(qiáng)度要求后，拆模移動(dòng)模板臺(tái)車。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的隧道素混凝土襯砌施工用輔助設(shè)施及方法，利用模板臺(tái)車沿襯砌走行軌道移動(dòng)的特性，通過(guò)可沿臺(tái)車走行軌道移動(dòng)的鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架縱向?qū)摻罹W(wǎng)片鋪設(shè)到空間狹小的模板臺(tái)車拱部，相比既有的鋼筋網(wǎng)片安裝方法簡(jiǎn)單實(shí)用，避免了環(huán)向固定鋼架的設(shè)置，可大幅減少襯砌中鋼筋用量、節(jié)省工程投資。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有的隧道素混凝土襯砌鋼筋網(wǎng)片安裝完成后的縱向截面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中的隧道素混凝土襯砌鋼筋網(wǎng)片安裝完成后的橫向截面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的隧道素混凝土襯砌的施工方法中鋼筋網(wǎng)片安裝后的縱向截面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖3中a部分的放大結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的隧道素混凝土襯砌的施工方法中鋼筋網(wǎng)片安裝后的橫向截面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的隧道素混凝土襯砌的施工方法中鋼筋網(wǎng)片墊塊安裝后的橫向截面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中各部件標(biāo)號(hào)如下：圍巖1、初期支護(hù)2、防水層3、素混凝土二次襯砌4、鋼架5、鋼筋網(wǎng)片6、鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架7、模板臺(tái)車8、臺(tái)車走行軌道9、鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架連接型鋼10、已澆筑二次襯砌11、待澆筑素混凝土二次襯砌12、預(yù)埋縱向鋼筋13、鋼筋網(wǎng)片固定件14、鋼筋網(wǎng)片墊塊15。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

模板臺(tái)車是一種為提高隧道襯砌表面光潔度和襯砌速度，并降低勞動(dòng)強(qiáng)度而設(shè)計(jì)、制造的專用設(shè)備。模板臺(tái)車是以組合式鋼結(jié)構(gòu)門架支撐大型鋼結(jié)構(gòu)模板系統(tǒng)，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)帶動(dòng)模板臺(tái)車沿隧道行走，其具有成本低，結(jié)構(gòu)可靠、操作方便、襯砌速度快、隧道成型面好等特點(diǎn)，廣泛使用在公路、鐵路、水電、城市地鐵等隧道施工中。隧道內(nèi)使用模板臺(tái)車不僅可以避免施工干擾、提高施工效率，更重要的是大大提高了隧道內(nèi)的襯砌施工質(zhì)量，同時(shí)也提高了隧道施工的機(jī)械化程度。

對(duì)于隧道素混凝土襯砌拱部的鋼筋網(wǎng)片，為采用合理的方法安裝以達(dá)到操作簡(jiǎn)單、施工迅速，減少鋼筋用量、節(jié)省工程投資的目的，基于上述模板臺(tái)車的工作原理，本發(fā)明提供一種隧道素混凝土襯砌施工用輔助設(shè)施及采用這種輔助設(shè)施進(jìn)行隧道素混凝土襯砌施工的方法。本發(fā)明的隧道素混凝土襯砌施工用輔助設(shè)施及方法中，利用鋼筋網(wǎng)臺(tái)架先將鋼筋網(wǎng)片先鋪設(shè)在模板臺(tái)車的前端，并隨著鋼筋網(wǎng)臺(tái)架的平移最終鋼筋網(wǎng)片布置到模板臺(tái)車的上方。以下將結(jié)合圖3、圖4、圖5和圖6，對(duì)本發(fā)明的隧道素混凝土襯砌施工用輔助設(shè)施及方法進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。

請(qǐng)參閱圖3、圖4、圖5和圖6，隧道素混凝土襯砌施工用輔助設(shè)施包括鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架7、鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架連接型鋼10、鋼筋網(wǎng)片固定件14及鋼筋網(wǎng)片墊塊15。

鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架7設(shè)置在模板臺(tái)車8的前端，鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架7的橫向截面外廓與模板臺(tái)車8的橫向截面的外廓相同，鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架7的下部與臺(tái)車走行軌道9相匹配，鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架7可沿臺(tái)車走行軌道9移動(dòng)。為更好地承接鋼筋網(wǎng)片6，鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架7上設(shè)有若干縱向分布的鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架連接型鋼10，鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架連接型鋼10縱向連接鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架7前端和后端，待安裝的鋼筋網(wǎng)片6放置在縱向可移動(dòng)的鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架7上。

預(yù)埋縱向鋼筋13預(yù)埋設(shè)置在已澆筑二次襯砌11中，預(yù)埋縱向鋼筋13與待安裝的鋼筋網(wǎng)片6的縱向連接。藉由鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架7和預(yù)埋縱向鋼筋13，鋼筋網(wǎng)片6被豎向支撐、縱向約束。

鋼筋網(wǎng)片墊塊15間隔設(shè)置在鋼筋網(wǎng)片6上并與鋼筋網(wǎng)片6連接固定。更具體地說(shuō)，在鋼筋網(wǎng)片6上的鋼筋交叉點(diǎn)與鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架7之間間隔設(shè)置鋼筋網(wǎng)片墊塊15，鋼筋網(wǎng)片墊塊15保證在鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架7與鋼筋網(wǎng)片6之間的間隔，鋼筋網(wǎng)片墊塊15的高度與待澆筑素混凝土二次襯砌12中鋼筋網(wǎng)片6的保護(hù)層厚度相匹配，從而保證鋼筋網(wǎng)片6的保護(hù)層厚度。

當(dāng)模板臺(tái)車8及鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架7沿臺(tái)車走行軌道9沿縱向共同向前移動(dòng)時(shí)，鋼筋網(wǎng)片6由于通過(guò)預(yù)埋鋼筋13與已澆筑二次襯砌11連接被縱向約束，故可以逐漸在鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架7上滑動(dòng)，最終鋪設(shè)到模板臺(tái)車8上方。

鋼筋網(wǎng)片固定件14設(shè)置模板臺(tái)車8上，以橫向約束約束鋼筋網(wǎng)片6，防止鋼筋網(wǎng)片6的橫向移動(dòng)。鋼筋網(wǎng)片固定件14為可收縮件，在鋼筋網(wǎng)片6移至模板臺(tái)車8上前處于收縮狀態(tài)，待鋼筋網(wǎng)片6移至模板臺(tái)車8上調(diào)整好位置后伸出；在待澆筑素混凝土二次襯砌12澆筑完成后、待其混凝土凝固前，將鋼筋網(wǎng)片固定件14收縮到模板臺(tái)車8上。至此，鋼筋網(wǎng)片6在橫向、縱向和豎直方向均受到約束。

上述隧道素混凝土襯砌施工用輔助設(shè)施利用預(yù)埋縱向鋼筋13縱向限制待安裝的鋼筋網(wǎng)片6，用鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架7從下方支撐鋼筋網(wǎng)片6，采用鋼筋網(wǎng)片墊塊15保證鋼筋網(wǎng)片6的保護(hù)層厚度，再利用模板臺(tái)車8和從鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架7的共同移動(dòng)將鋼筋網(wǎng)片6從鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架7上轉(zhuǎn)移動(dòng)到模板臺(tái)車8上，待鋼筋網(wǎng)片6完全置于模板臺(tái)車8上后利用鋼筋網(wǎng)片固定件14橫向約束鋼筋網(wǎng)片6后即可開(kāi)始澆筑。

通過(guò)以上描述可知，本發(fā)明的隧道素混凝土襯砌施工方法，包括以下步驟：

(1)在已澆筑二次襯砌11的開(kāi)口端預(yù)埋縱向鋼筋13，作為后續(xù)待安裝的鋼筋網(wǎng)片6的縱向約束件。

(2)在模板臺(tái)車8前端設(shè)置鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架7，鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架7的橫向截面外廓與模板臺(tái)車8的橫向截面的外廓相同，鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架7的下部與臺(tái)車走行軌道9相匹配，鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架7可沿臺(tái)車走行軌道9移動(dòng)。鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架7上設(shè)有若干縱向分布的鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架連接型鋼10，鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架連接型鋼10縱向連接鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架7前端和后端，待安裝的鋼筋網(wǎng)片6支撐在鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架7上。

(3)待鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架7到位(待澆筑素混凝土二次襯砌12處的下方)后，在鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架7上鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片6，并與已澆筑二次襯砌11內(nèi)的預(yù)埋縱向鋼筋13焊接，縱向約束鋼筋網(wǎng)片6。若下一循環(huán)二次襯砌需要設(shè)置鋼筋網(wǎng)片，則可利用本循環(huán)的鋼筋網(wǎng)片預(yù)留的預(yù)埋縱向鋼筋作為下一循環(huán)的鋼筋網(wǎng)片縱向約束件。

(4)在鋼筋網(wǎng)片6上的鋼筋交叉點(diǎn)與鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架7之間間隔設(shè)置鋼筋網(wǎng)片墊塊15，鋼筋網(wǎng)片墊塊15與鋼筋網(wǎng)片6連接固定，鋼筋網(wǎng)片墊塊15的高度保障后期澆筑混凝土?xí)r鋼筋網(wǎng)片6的保護(hù)層厚度。

(5)待鋼筋網(wǎng)片6鋪設(shè)好后，同時(shí)移動(dòng)鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架7和模板臺(tái)車8，鋼筋網(wǎng)片6逐漸從鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架7滑動(dòng)到模板臺(tái)車8上，最終完全鋪設(shè)到模板臺(tái)車8上。

(6)在模板臺(tái)車8上部設(shè)置可收縮的鋼筋網(wǎng)片固定件14，通過(guò)鋼筋網(wǎng)片固定件14橫向約束鋼筋網(wǎng)片6。

(7)待鋼筋網(wǎng)片6鋪設(shè)并固定到模板臺(tái)車8上后，即可澆筑形成待澆筑素混凝土二次襯砌12，預(yù)埋下一循環(huán)所需的預(yù)埋縱向鋼筋，并收縮鋼筋網(wǎng)片固定件14。

(8)待澆筑素混凝土二次襯砌12的混凝土滿足強(qiáng)度要求后，即可拆模移動(dòng)模板臺(tái)車8或進(jìn)行下一循環(huán)(節(jié)段)的鋼筋網(wǎng)片安裝。

本發(fā)明的隧道素混凝土襯砌施工方法結(jié)合隧道施工的特點(diǎn)，利用模板臺(tái)車沿襯砌走行軌道移動(dòng)的特性，通過(guò)可沿臺(tái)車走行軌道移動(dòng)的鋼筋網(wǎng)片臺(tái)架縱向?qū)摻罹W(wǎng)片鋪設(shè)到空間狹小的模板臺(tái)車拱部，相比既有的鋼筋網(wǎng)片安裝方法簡(jiǎn)單實(shí)用，避免了環(huán)向固定鋼架的設(shè)置，可大幅減少襯砌中鋼筋用量、節(jié)省工程投資。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。