本發(fā)明涉及水利水電工程隧洞襯砌混凝凝土及灌漿施工技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種針梁臺車上預(yù)埋灌漿鉆孔的導(dǎo)向定位裝置。

背景技術(shù)：

南總干渠首部取水隧洞主洞控制段灌漿工程施工項(xiàng)目有：回填灌漿、固結(jié)灌漿，回填灌漿工程量32646㎡，固結(jié)灌漿段工程量34576.55m?；靥罟酀{分布在頂部120°范圍布置3-5個(gè)孔，固結(jié)灌漿每斷面布置12個(gè)孔，相鄰?qiáng)A角為30°，同一斷面上固結(jié)灌漿孔兼回填灌漿孔使用。

根據(jù)南總干渠首部取水隧洞工程特點(diǎn)，在襯砌混凝土施工完成后，待混凝土齡期達(dá)到要求，統(tǒng)一進(jìn)行隧洞灌漿工程施工，本工程灌漿施工時(shí)先回填后固結(jié)，回填灌漿入巖10cm，固結(jié)灌漿入巖400cm；南總干渠回填、固結(jié)灌漿共計(jì)13235個(gè)孔，在襯砌混凝土施工完成后，灌漿工程施工時(shí)，需對13235個(gè)孔進(jìn)行鉆孔灌漿。本工程灌漿工程施工所面臨的技術(shù)重、難點(diǎn)如下：

1）灌漿鉆孔時(shí)，如何避開一期支護(hù)的鋼拱架、錨桿及襯砌混凝土鋼筋是重點(diǎn)；

2）根據(jù)設(shè)圖紙要求，灌漿工程孔位應(yīng)與巖面垂直呈90°夾角，如何保證鉆孔角度是難點(diǎn)；

3）為了保障灌漿工程的施工進(jìn)度，如何保證鉆孔作業(yè)的一次成孔率是重點(diǎn)；

4）因灌漿工程施工時(shí)，襯砌混凝土已全部施工完成，如何減少襯砌混凝土表面的破壞，降低質(zhì)量缺陷及后期修補(bǔ)成本。

首先，傳統(tǒng)灌漿鉆孔施工方法是在襯砌混凝土完成后，在已襯砌完成的混凝土面進(jìn)行鉆孔，鉆孔時(shí)需要破壞襯砌表面；受混凝土下料、振搗沖擊，發(fā)生位移后，無法找尋，給成型襯砌結(jié)構(gòu)留下滲水通道，對永久過流結(jié)構(gòu)運(yùn)行帶來隱患；倉內(nèi)整體預(yù)埋灌漿管無法保證灌漿管的位置及方向。

其次，傳統(tǒng)灌漿鉆孔施工方法還存在無法保證其位置、方向等問題，無法保證后期灌漿鉆孔的一次成孔率，無法保證施工進(jìn)度。

而且，灌漿工程鉆孔作業(yè)時(shí)，由于無法避開鋼拱架、錨桿、鋼筋等因素，且由于施工平臺的限制，無法保證鉆孔的角度，為保證施工進(jìn)度，需增加鉆孔人員進(jìn)行鉆孔作業(yè)，增加了人工成本。

最后，在已襯砌完成的混凝土面上進(jìn)行鉆孔作業(yè)，與一期支護(hù)的錨桿、鋼拱架及二襯鋼筋時(shí)，需另行開孔，導(dǎo)致成孔率低，施工時(shí)間過長，施工成本增加；、襯砌混凝土面破壞后，增加了缺陷修補(bǔ)費(fèi)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠在保證工程質(zhì)量的前提下，提高灌漿工程鉆孔的一次成孔率，減少襯砌混凝土表面破壞，降低后期缺陷修補(bǔ)費(fèi)用，保障灌漿工程的施工進(jìn)度，并節(jié)約施工成本的針梁臺車上預(yù)埋灌漿鉆孔的導(dǎo)向定位裝置。技術(shù)方案如下：

一種針梁臺車上預(yù)埋灌漿鉆孔的導(dǎo)向定位裝置，包括臺車模板及預(yù)埋灌漿套管；臺車模板上根據(jù)灌漿位置開設(shè)灌漿孔，對應(yīng)的噴混凝土面上預(yù)先鑿設(shè)預(yù)埋孔；預(yù)埋灌漿套管前端穿過需灌漿施工部位的灌漿孔，并垂直插入預(yù)埋孔內(nèi)，其尾端在臺車模板外保留灌漿套管外露部分；灌漿套管外露部分的管端通過封孔板封堵。

進(jìn)一步的，每個(gè)預(yù)埋灌漿套管配兩塊封孔板，兩塊封孔板各自封蓋預(yù)埋灌漿套管的一半管口，且之間留有間隙；封孔板通過螺栓固定于臺車模板上。

更進(jìn)一步的，無需灌漿施工部位的灌漿孔內(nèi)塞有封孔塞。

更進(jìn)一步的，每個(gè)封孔塞配兩塊封孔板，兩塊封孔板分別固定封孔塞的左右兩側(cè)，封孔板通過螺栓固定于臺車模板上。

更進(jìn)一步的，所述預(yù)埋灌漿套管為鍍鋅管。

更進(jìn)一步的，所述灌漿套管外露部分的長度為2cm。

本發(fā)明的有益效果是：

1）施工質(zhì)量：預(yù)埋灌漿套管外露2cm，在襯砌混凝土拆模后，灌漿管路位置明顯，后期灌漿鉆孔無需破壞已襯砌混凝土表面，大幅度降低了因灌漿鉆孔作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的質(zhì)量缺陷問題；預(yù)埋灌漿管后，采用“兩點(diǎn)一線”方式進(jìn)行固定，混凝土澆筑過程中，杜絕了灌漿管位置發(fā)生偏移，即使發(fā)生偏移也可及時(shí)調(diào)整；能夠滿足后期灌漿鉆孔的孔位的位置、方向；

2）施工進(jìn)度：預(yù)埋灌漿套管后，外露2cm，灌漿管位置清晰可見，且灌漿鉆孔作業(yè)時(shí)，預(yù)埋灌漿套管裝置對鉆孔角度有導(dǎo)向作用，大大提高了后期灌漿鉆孔的一次成孔率，保證了灌漿工程的施工進(jìn)度；

3）人員配置：預(yù)埋灌漿套管后，有效的避開鋼拱架、錨桿、鋼筋等因素，預(yù)埋的灌漿套管起到了鉆孔導(dǎo)向作用，保證了鉆孔的角度，大大提高了施工進(jìn)度，無需增加施工人員；

4）施工成本：因地制宜加工制作一套混凝土分料裝置，貫穿整個(gè)砼施工時(shí)段，大大提高灌漿鉆孔的一次成孔率，降低了施工成本；預(yù)埋灌漿套管后，起到了鉆孔導(dǎo)向作用，大幅度的減小了混凝土表面的破壞減低了缺陷修補(bǔ)費(fèi)用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明針梁臺車上預(yù)埋灌漿鉆孔的導(dǎo)向定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為回填兼固結(jié)灌漿橫剖圖。

圖3為灌漿孔位布置斷面圖。

圖4為灌漿孔位布置展開圖。

圖5圖1中a處有灌漿部位封孔斷面圖。

圖6為圖5中b處詳圖。

圖7為圖1中a處無灌漿部位封孔斷面圖。

圖8為圖7中c處詳圖。

1-針梁臺車；2-灌漿孔；21-固結(jié)兼回填灌漿孔；3-臺車模板；4-預(yù)埋灌漿套管；41-灌漿套管入噴部分；42-灌漿套管外露部分；5-噴混凝土面；6-封孔板；7-螺栓；8-螺帽；9-封孔塞。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1所示，一種針梁臺車上預(yù)埋灌漿鉆孔的導(dǎo)向定位裝置，包括臺車模板3及預(yù)埋灌漿套管4；臺車模板3上根據(jù)灌漿位置開設(shè)灌漿孔2，對應(yīng)的噴混凝土面5上預(yù)先鑿設(shè)預(yù)埋孔；預(yù)埋灌漿套管4前端穿過需灌漿施工部位的灌漿孔2，并垂直插入預(yù)埋孔內(nèi)，其尾端在臺車模板3外保留灌漿套管外露部分42；灌漿套管外露部分42的管端通過封孔板6封堵。無需灌漿施工部位的灌漿孔2內(nèi)塞有封孔塞9。

本實(shí)施例的每個(gè)預(yù)埋灌漿套管4配兩塊封孔板6，兩塊封孔板6各自封蓋預(yù)埋灌漿套管4的一半管口，且之間留有間隙；封孔板6通過螺栓7固定于臺車模板3上。安裝時(shí)，當(dāng)預(yù)埋灌漿套管4穿過灌漿孔2并插入預(yù)埋孔合適的深度后，只需旋轉(zhuǎn)灌漿孔2兩側(cè)的封孔板6，將其封堵于預(yù)埋灌漿套管4端部，再擰緊螺栓7即可；拆卸時(shí)，只需擰開螺栓7旋轉(zhuǎn)兩側(cè)的封孔板6，再卸除臺車模板3，操作簡單方便。

每個(gè)封孔塞9配兩塊封孔板6，兩塊封孔板6分別固定封孔塞9的左右兩側(cè)，封孔板6通過螺栓7固定于臺車模板3上。安裝與拆卸方法與預(yù)埋灌漿套管4端部的封孔板6操作方式相同。

本實(shí)施例的工程采用12m段全圓式針梁臺車進(jìn)行襯砌混凝土施工，在混凝土開始施工前，根據(jù)設(shè)計(jì)單位下發(fā)的灌漿圖紙中相關(guān)參數(shù)，對針梁臺車進(jìn)行開孔處理，每斷面共計(jì)12個(gè)孔，相鄰?qiáng)A角為30°，如圖2和圖3所示。襯砌混凝土每單元長度為12m，灌漿預(yù)埋管排距為3m，每單元共計(jì)48個(gè)孔，如圖4所示。

預(yù)埋灌漿套管4選用規(guī)格型號為φ60*3.5mm的鍍鋅管，內(nèi)徑為53mm，壁厚3.5mm。鍍鋅管與傳統(tǒng)的鋼管對比，有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢：易生銹，抗銹能力強(qiáng)；價(jià)格低、質(zhì)量輕、使用壽命長；抗腐蝕能力強(qiáng)；操作簡單、使用方便。針梁臺車就位前，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及現(xiàn)場實(shí)際情況，進(jìn)行制作預(yù)埋灌漿套管，本實(shí)施例工程襯砌混凝土厚度以40cm（c型斷面）占多數(shù)（d型斷面襯砌厚度為50cm、e型斷面襯砌厚度為60cm、漸變段襯砌厚度為60cm~100cm），入噴混凝土3cm，套管外漏2cm，即預(yù)埋灌漿套管單根長度為45cm。根據(jù)不同斷面類型參數(shù)制作相對應(yīng)長度的灌漿套管，以滿足現(xiàn)場施工。

針梁臺車1上開孔前，在針梁臺車模板3上將灌漿孔位置及尺寸（開孔直徑為60mm的圓形孔位）采用紅油漆進(jìn)行標(biāo)注，標(biāo)注完成后，采用鋼卷尺對灌漿孔位的間排距及開孔直徑進(jìn)行檢查；若檢查其參數(shù)均滿足規(guī)定值要求，截取一根灌漿套管長度為45cm，采用截取的單根鍍鋅管對新開孔位逐一進(jìn)行核對，保證灌漿套管能夠穿過新開孔位；若測量值不符合要求時(shí)，及時(shí)進(jìn)行處理，直至滿足規(guī)定要求。

在襯砌混凝土鋼筋制安前，首先對鋼筋制安及預(yù)埋套管位置進(jìn)行精確測量放樣，將預(yù)埋管位置采用紅油漆進(jìn)行標(biāo)識，在襯砌混凝土鋼筋制安時(shí)避開灌漿管位置且分布筋位于預(yù)埋灌漿管下2cm，預(yù)埋管位置測量放樣定位后，采用電鎬在噴混凝土上將預(yù)埋管位置鑿入3cm，孔徑為75mm，以保證臺車就位后灌漿管能夠入噴混凝面起支點(diǎn)作用。

針梁臺車就位后，灌漿套管安裝時(shí)，與開孔部位呈90°夾角，一端延伸至預(yù)先已鑿開的噴混凝土面內(nèi)，針梁臺車模板處外漏2cm左右，外漏部位采用預(yù)先已焊接完成的六角螺栓套加封孔板后外加套絲螺母進(jìn)行固定，安裝完成后在澆筑混凝土過程中應(yīng)安排專人進(jìn)行檢查，防止松動，發(fā)現(xiàn)預(yù)埋套管松動時(shí)及時(shí)處理。

當(dāng)臺車開孔完成后，在距孔口左右側(cè)4cm（縱向）處焊接六角螺栓，螺栓規(guī)格為m16*50，螺栓焊接完成后，對焊接部位距孔口位置進(jìn)行測量并記錄參數(shù)，根據(jù)六角螺栓與孔口之間的數(shù)值，在封孔板上對照相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行開孔，封孔板選用q235r厚10mm鋼板，鋼板加工后結(jié)構(gòu)尺寸為140mm*60mm*1.0mm，開孔部位孔徑為18mm，開孔位置在鋼板中心。開孔完成后將鋼板開孔位置套入六角螺栓的螺桿上進(jìn)行檢測，以保證封孔板上開孔能夠穿過六角螺栓的螺桿。

有預(yù)埋灌漿孔部位：預(yù)埋灌漿套管安裝完成后，新開孔位口模板上采用焊接六角螺栓套加封孔板后外加套絲螺母進(jìn)行封孔、固定，六角螺栓螺桿直徑為16mm、長度為50mm，螺帽直徑為23mm、厚度為12mm。如圖5和圖6所示。在襯砌混凝土澆筑及混凝土振搗時(shí)，安排專人對預(yù)埋的灌漿套管進(jìn)行“勤檢查、多敲打、及時(shí)處理”，以保證插入的灌漿管不會因混凝土下料及振搗而發(fā)生擾動。

無預(yù)埋灌漿孔部位：根據(jù)設(shè)計(jì)單位下發(fā)的灌漿圖紙內(nèi)容要求，本實(shí)施例工程固結(jié)灌漿并非全洞段連續(xù)施工，但針梁臺車上固結(jié)灌漿孔位已全部進(jìn)行開孔，在無灌漿施工部位封孔時(shí)，采用制作的封孔塞與焊接六角螺栓套加封孔板后外加套絲螺母進(jìn)行封孔、固定，封孔塞底部塞帽直徑為75mm、厚度為5mm；塞身厚度為10mm，直徑為55mm。如圖7和圖8所示。封孔塞的作用是防止在襯砌混凝土澆筑過程中混凝土漿液從臺車預(yù)埋灌漿管部位流出，影響混凝土施工質(zhì)量。

為保證后期灌漿工程中鉆孔順暢，在預(yù)埋灌漿套管時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

1）襯砌混凝土施工時(shí)，預(yù)埋的φ60鍍鋅管應(yīng)避開一期支護(hù)的鋼拱架、錨桿以及襯砌混凝土安置的鋼筋；

2）若與一期開挖支護(hù)階段安裝的鋼拱架位置沖突時(shí)，調(diào)整φ60鍍鋅管位置，偏差應(yīng)小于5cm，并在孔口固定后，澆筑過程中重點(diǎn)對該部位進(jìn)行檢查、處理，防止其在襯砌混凝土澆筑、振搗時(shí)預(yù)埋灌漿管位置發(fā)生位移情況；

3）預(yù)埋灌漿管應(yīng)與混凝土面垂直，呈90°夾角；

4）襯砌混凝土澆筑完成后，在拆模時(shí)應(yīng)及時(shí)對預(yù)埋的φ60鍍鋅管保護(hù)和管口修補(bǔ)。