仰拱預制單體、仰拱的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及隧道內支撐技術領域，具體涉及仰拱預制單體及仰拱預制單體拼接的仰拱。
【背景技術】
[0002]仰拱是為改善上部支護結構受力條件而設置在隧道底部的反向拱形結構，是隧道結構的主要組成部分之一，它一方面要將隧道上部的地層壓力通過隧道邊墻結構或將路面上的荷載有效的傳遞到地下，而且還有效的抵抗隧道下部地層傳來的反力。可見，仰拱在隧道的受力體系中發(fā)揮了至關重要的作用。目前隧道內仰拱普遍采用現澆鋼筋混凝土，其厚度大，施工質量難于得到保障?，F實施工中，很難使工作面清潔干燥，雜物殘留多，且隧道內施工和養(yǎng)護條件較差，這導致了隧道在建成后的運營過程中經常出現隧底病害，如遂底翻漿冒泥、上拱隆起等，嚴重影響隧道運營安全。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的實施例提供一種仰拱預制單體、仰拱，能夠解決仰拱重量大，表面不清潔造成的遂底病害問題。
[0004]根據本實用新型的一個方面提供一種仰拱預制單體，其兩端分別為連接端，其中一個連接端設置榫頭，另一個連接端設置榫槽；兩個連接端的底部分別開有凹槽，并在距離底面相同高度處分別開有螺紋通孔；所述螺紋通孔自所述連接端的端面延伸至所述凹槽。
[0005]在一些實施例中，優(yōu)選為，所述仰拱預制單體為石英砂、鋼纖維、425R普通硅酸鹽水泥、微硅粉、礦渣粉及減水劑、水的混合物；混合比例為:以質量計，普通硅酸鹽水泥:石英砂:微硅粉:礦渣粉:鋼纖維:減水劑、水為1:1.1?1.5:0.1?0.5:0.2?0.5:1.0?
3.0:0.01 ?0.03:0.1 ?0.4。
[0006]本實用新型另一個方面還提供了一種仰拱，由多個上述仰拱預制單體串聯(lián)而成，相鄰兩個所述仰拱預制單體插接，且采用螺栓連接，二者之間的間距小于8毫米，錯臺小于5暈米。
[0007]在一些實施例中，優(yōu)選為，相鄰兩個所述仰拱預制單體之間還設置密封墊。
[0008]在一些實施例中，優(yōu)選為，所述仰拱應用于II和III級圍巖單線隧道中時，其厚度分別為20厘米、25厘米。
[0009]在一些實施例中，優(yōu)選為，所述仰拱應用于IV和V級圍巖時，其厚度分別為25厘米、30厘米。
[0010]在一些實施例中，優(yōu)選為，所述仰拱應用于II和III級圍巖雙線隧道時，其厚度分別為 25cm 和 30cm。
[0011]在一些實施例中，優(yōu)選為，所述仰拱應用于IV和V級圍巖時，其厚度分別為30cm和35cm厚。
[0012]通過本實用新型的實施例提供的仰拱預制單體、仰拱，與現有技術相比，通過備料、拌合、入模、振蕩成型、初養(yǎng)、終養(yǎng)預制得到仰拱預制單體，將多個個仰拱預制單體串聯(lián)拼接在一起，相鄰兩個距離在8毫米以內，錯臺在5毫米以內，隧道施工現場拼接成仰拱。由于仰拱預制單體提前預制，仰拱預制單體的表面保持清潔，現場安裝方便，且不會出現表面殘留過多雜物的情況，從而保持了遂底的健康?；钚苑勰┗炷辆邆涓邚姸取⒏唔g性和高耐久性的特點，在洞外預制仰拱單體，洞內安裝，提高了仰拱的施工速度和施工質量，改善隧道結構的受力體系，有效解決了隧道運營后出現的隧底翻漿冒泥、上拱隆起、底板開裂等病害問題，采用預制安裝施工同時也提高了隧道仰拱的施工速度，使仰拱可以盡快為支護結構提供支撐作用。
【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，以下將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖進行論述，顯然，在結合附圖進行描述的技術方案僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖所示實施例得到其它的實施例及其附圖。
[0014]圖1是本實用新型一個實施例中仰拱預支單體連接處示意圖。
【具體實施方式】
[0015]以下將結合附圖對本實用新型各實施例的技術方案進行清楚完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在不需要創(chuàng)造性勞動的前提下所得到的所有其它實施例，都在本實用新型所保護的范圍內。
[0016]考慮到目前仰拱均為現場澆筑，仰拱表面殘留過多雜物，不夠清潔，影響遂底施工質量，造成遂底翻漿冒泥、上拱隆起、底板開裂等病害的問題，本實施例提供了一種仰拱預制單體、仰拱。
[0017]一種仰拱預制單體，其兩端分別為連接端，其中一個連接端設置榫頭，另一個連接端設置榫槽；兩個連接端的底部分別開有凹槽，并在距離底面相同高度處分別開有螺紋通孔；螺紋通孔自連接端的端面延伸至凹槽。
[0018]一種仰拱，由多個上述仰拱預制單體串聯(lián)而成，相鄰兩個仰拱預制單體插接，且采用螺栓連接，二者之間的間距小于8毫米，錯臺小于5毫米。
[0019]一種上述仰拱預制單體的制備方法，包括:
[0020]步驟1，準備原料，原料包括:石英砂、鋼纖維、425R普通硅酸鹽水泥、微硅粉、礦渣粉及RPC專用外加劑、水；原料的添加比例為:以質量比計算，425R普通硅酸鹽水泥:石英砂:微硅粉:礦渣粉:鋼纖維:減水劑、水為1:1.1?1.5:0.I?0.5:0.2?0.5:1.0?3.0:0.01 ?0.03:0.1 ?0.4 ;
[0021 ] 步驟2，將原料進行拌和得到拌和料；
[0022]步驟3，將拌和料送入模具，振搗成型得初制仰拱預制單體；
[0023]步驟4，將初制仰拱預制單體進行升溫、恒溫、降溫三階段的初養(yǎng)；
[0024]步驟5，對初養(yǎng)后的初制仰拱預制單體拆模處理，并送入終養(yǎng)室進行升溫、恒溫、降溫三階段的終養(yǎng)，得到仰拱預制單體。
[0025]通過備料、拌合、入模、振蕩成型、初養(yǎng)、終養(yǎng)預制得到仰拱預制單體，將多個個仰拱預制單體串聯(lián)拼接在一起，相鄰兩個距離在8毫米以內，錯臺在5毫米以內，隧道施工現場拼接成仰拱。由于仰拱預制單體提前預制，仰拱預制單體的表面保持清潔，現場安裝方便，且不會出現表面殘留過多雜物的情況，從而保持了遂底的健康?；钚苑勰┗炷辆邆涓邚姸取⒏唔g性和高耐久性的特點，在洞外預制仰拱單體，洞內安裝，提高了仰拱的施工速度和施工質量，改善隧道結構的受力體系，有效解決了隧道運營后出現的隧底翻漿冒泥、上拱隆起、底板開裂等病害問題，采用預制安裝施工同時也提高了隧道仰拱的施工速度，使仰拱可以盡快為支護結構提供支撐作用。
[0026]接下來運用多個實施例來詳細描述:
[0027]本技術涉及的仰拱是由仰拱預制單體拼接而成，如圖1所示，仰拱預制單體為提前非現場預制而成。
[0028]在本例中的仰拱預制單體I的兩端分別為連接端，用于與相鄰的仰拱預制單體I相連。為了更好地連接，仰拱預制單體I 一個連接端設置榫頭4，另一個連接端設置榫槽3，采用榫頭4陷入榫槽3中的插接方式。另外，在距離底面相同高度處分別開有螺紋通孔，螺栓5穿過相鄰兩個連接端的螺紋通孔，將相鄰兩個仰拱預制單體I更穩(wěn)定的連接在一起。為了方便螺栓5穿入螺紋通孔，兩個連接端的底部分別開有凹槽6，螺紋通孔自連接端的端面延伸至凹槽6，操作時，螺栓5自凹槽6處穿入螺紋通孔。
[0029]本實用新型不僅在采用了提前預制的方式，還基于原有的仰拱重量大，難以移動操作的特點進行了新的改進，形成新的進步性技術方案。仰拱預制單體I為石英砂、鋼纖維、425R普通硅酸鹽水泥、微硅粉、礦渣粉及減水劑、水的混合物。其中原料添加比例為，準備原料，原料包括:石英砂、鋼纖維、425R普通硅酸鹽水泥、微硅粉、礦渣粉及RPC專用外加劑、水；原料的添加比例為:以質量比計算，425R普通硅酸鹽水泥:石英砂:微硅粉:礦渣粉:鋼纖維:減水劑、水為1:1.I?1.5:0.1?0.5:0.2?0.5:1.0?3.0:0.01?0.03:0.1?0.4。也就是說，仰拱預制單體I為RPC活性粉末混凝土材質，這種材質具備超高強度、高韌性、高耐久性、體積穩(wěn)定性良好的新型材料，是一種力學性能、耐久性都非常優(yōu)越的新型建筑材料，隧道外預制，改善了養(yǎng)護條件，提高仰拱的施工質量。
[0030]下面，說明上述仰拱預制單體的制備方法:
[0031]步驟101，準備原料；
[0032]原料包括:石英砂、鋼纖維、425R普通硅酸鹽水泥、微硅粉、礦渣粉及RPC專用外加劑、水；原料的添加比例為:以質量比計算，425R普通硅酸鹽水泥、微硅粉、礦渣粉及RPC專用外加劑、水；原料的添加比例為:以質量比計算，425R普通硅酸鹽水泥:石英砂:微硅粉:礦渣粉:鋼纖維:減水劑、水為1:1.I?1.5:0.1?0.5:0.2?0.5:1.0?3.0:0.01?
0.03:0.1?0.4。減水劑為亞甲基二甲基二萘磺酸鈉聚合物。這些原料構成的材料可以稱作活性粉末混凝土(RPC)。
[0033]步驟102，將原料進行拌合得到拌和料；
[0034]拌合的過程能夠促進原料之間的相互作用力，及最后拌和料的狀態(tài)，因此，發(fā)明人對拌合過程進行了仔細的研宄:
[0035]首先加入石英砂、鋼纖維，干拌(即不加水的情況下拌和)不少于4分鐘，然后加入水泥、礦渣粉、微硅粉，干拌2分鐘(1.5-3分鐘的范圍內都是可以的，2分鐘為較佳時間)；最后加入水、RPC專用外加劑，攪拌4分鐘(3.5-5分鐘均可)，得到拌和料。
[0036]需要說明的是，準確控制用水量，不允許RPC拌和物出攪拌機后加水；首拌4分鐘的攪拌時間不能過少，否則鋼纖維就不能夠完全分散均勻，加入水泥等粉料后鋼纖維會抱團；RPC拌和料在常溫下凝固速率非?？?，粘性很大，容易粘壁，攪拌均勻的RPC拌和料，最好在30秒內卸料完畢。
[0037]步驟103，將拌和料送入模具，