[发明专利]一种洞室顶拱模喷混凝土施工结构及工艺

说明书

技术领域

本发明属于建筑工程混凝土施工技术领域，尤其涉及水利水电工程混凝土施工技术领域，特别涉及一种洞室顶拱模喷混凝土施工结构和施工工艺。

背景技术

混凝土施工在建筑工程中经常应用。常规的混凝土施工经混合、振捣可实现混凝土浇筑。水利水电工程地下洞室的顶拱永久结构传统方式为混凝土衬砌，采用传统顶拱混凝土衬砌优点是施工技术成熟，缺点是将使用大量的管材搭设承重脚手架、配套的混凝土拌和系统、混凝土罐车、混凝土输送泵和混凝土施工人员，而在顶拱混凝土衬砌完成后这部分材料、机械设备和施工人员又会因后续工作面不具备施工条件而闲置，增加施工成本；并且顶拱混凝土衬砌施工工期长。改进和创新洞室顶拱混凝土施工是目前水利水电工程施工中重要的技术问题。

发明内容

本发明根据现有技术的不足公开了一种洞室顶拱模喷混凝土施工结构和施工工艺，本发明采用模板悬挂技术解决了现有洞室顶拱混凝土施工工期长、施工成本高、安全及质量急需提高的问题。

本发明要解决的第一个问题是：提供一种在洞室顶拱模喷混凝土施工中的模板固定结构和混凝土钢结构。本发明通过以下技术方案实现：

洞室顶拱模喷混凝土施工结构，包括锚杆、钢结构、混凝土和模板，其中锚杆固定在基岩内，钢结构通过锚杆固定，可拆卸模板悬挂固定并与基岩构成洞室顶拱浇筑空间，混凝土通过模喷位于浇筑空间内。

进一步所述可拆卸模板悬挂固定结构是：在钢结构上外表面有绑扎的混凝土保护层垫块，横向围檩钢管有按照设计半径尺寸加工弯曲成的洞室顶拱曲率，铅丝与钢结构绑扎固定纵向围檩钢管于最外层，纵向围檩钢管支撑横向围檩钢管将模板固定在混凝土保护层垫块和横向围檩钢管之间。

更进一步所述钢结构包括内层钢筋网、L形连接筋、工字钢和外层钢筋网；所述内层钢筋网焊接固定在锚杆上靠近基岩表面，内层钢筋网全覆盖基岩；所述L形连接筋的一边焊接固定在锚杆上，一边与工字钢焊接固定，工字钢在洞室纵向间隔布置；所述外层钢筋网通过工字钢焊接固定，位于工字钢外侧，全覆盖基岩。

所述可拆卸模板绑扎固定在钢结构的外层钢筋网上。

所述内层钢筋网和外层钢筋网的纵向和横向钢筋间距是20×20cm。

所述模板长1.5m，宽不大于1m。

本发明要解决的第二个问题是提供一种利用本发明模板悬挂技术和钢结构进行施工的工艺。

施工工艺具体步骤是：

A、基岩面处理，开挖后进行岩石面欠挖处理及松动岩块的清除；

B、锚杆施工，搭设施工平台，进行锚杆钻孔和灌注；

C、内层钢筋网安装，通过锚杆焊接内层钢筋网的架力钢筋，然后将内层钢筋按照设计间排距20×20cm进行绑扎安装；

D、工字钢安装，将L形连接筋的一边焊接固定在锚杆上，另一边焊接固定工字钢；

E、外层钢筋网安装，按照设计排距20cm将水平钢筋焊接在工字钢的外侧面上，再将纵向钢筋按照设计间距20cm绑扎在水平钢筋上构成外层钢筋网；

F、模板安装，在外层钢筋网上绑扎混凝土保护层垫块，垫块按照长每块模板1.5m长范围内绑扎2块，排距为75cm，垫块绑扎好后进行模板安装，模板安装高度不大于1.0米，随模喷混凝土的上升增加高度，在混凝土喷到顶部之前将顶拱模板封闭，模板的横向围檩钢管按照设计半径尺寸加工弯曲成形，利用铅丝与外层钢筋网绑扎固定纵向围檩钢管支撑横向围檩钢管将模板固定；

G、喷混凝土，白下而上进行混凝土喷射，喷头离受喷面的距离不超过1.0米，喷射到顶部时，从侧面进行喷射，并在封闭模板时采取顶部分段退步封闭进行封闭喷射，3米长一段分成两段进行封闭，同时在顶部位置加设振捣棒，以防止在顶部时受空间的限制喷设骨料集中形成托空；

H、混凝土凝结硬化后拆除模板。

在A步骤中欠挖的处理保证建筑结构尺寸达到设计要求，保障结构的稳定。

在B步骤中开挖后进行锚杆施工，在岩体中增加筋骨，增强了锚固区围岩的强度。

在C步骤中内层钢筋网使混凝土结构在受力变形时增加里层受拉区的强度。

在D步骤中工字钢的强度高，与锚杆连接成一体后通过混凝土的包裹，增强了混凝土的强度。

在E步骤中外层钢筋网与工字连接成一体，增强混凝土强度。

在F步骤中混凝土保护层垫块保证钢筋的混凝土包裹厚度，使模喷混凝土结构不侵占设计断面，并减少喷设混凝土的回弹损失。