[发明专利]适用于马蹄形隧洞快速衬砌的装配式钢管片模板施工方法

说明书

本发明公开了一种适用于马蹄形隧洞快速衬砌的装配式钢管片模板施工方法，包括：根据马蹄形隧洞设计、开挖尺寸、衬砌受力情况，确定脚模板、肩模板和封顶模板的位置并在开挖时在肩模板对应围岩内预埋套管，对脚模板、肩模板和封顶模板预制、安装；然后进行浇筑、拆模；本发明模板自身具有拱效应，再加上高强螺栓连接肩模板和围岩，使得模板无需大型的衬砌台车即可在浇筑混凝土时达到自身稳定；模板单元整体结构简单，极大的减少了工程成本。

技术领域

本发明涉及隧洞衬砌技术领域，具体涉及一种适用于马蹄形隧洞快速衬砌的装配式钢管片模板施工方法。

背景技术

马蹄形是水工隧洞中较为常见的类形。隧洞衬砌的速度对工程进度与安全影响较大，目前隧洞衬砌模板多采用钢模台车，一方面需要大量外部支撑，影响洞内施工期的交通。另一方面浇筑的混凝土需达到一定的强度，模板才能拆除，才能为下一段浇筑衬砌段使用，此外受钢模台车造价及洞内交通的影响，模板利用效率不高，直接影响整个隧洞的衬砌速度。因此研究一种造价较低、能够自稳和快速拆装的模板来利用到隧洞衬砌的方法中，对隧洞衬砌效率的提升具有广泛意义。

发明内容

为了解决上述问题，本方法提出一种能够有效提升效率的适用于马蹄形隧洞快速衬砌的装配式钢管片模板施工方法。

本发明的技术方案为：一种适用于马蹄形隧洞快速衬砌的装配式钢管片模板施工方法，包括以下步骤：

步骤一：设计

根据马蹄形隧洞设计与开挖尺寸，以及衬砌受力情况，并将马蹄形隧洞衬砌的钢管片模板设计成沿隧洞轴向2～4m为一个模板单元；其中，所述模板单元包括脚模板、肩模板和封顶模板；所述肩模板能够通过脚模板安装在钢筋砼底板上，所述封顶模板能够安装在肩模板上；利用脚模板、肩模板和封顶模板之间的连接形成拱效应，能够有效地实现达到自身稳定；

步骤二：开挖

对马蹄形隧洞进行分段式开挖，并且在模板单元对应围岩内预埋套管；

步骤三：预制

在钢管片模板加工厂对模板单元进行预制；其中，模板单元在预埋套管对应部位开孔；

步骤四：装配

在已开挖的马蹄形隧洞底部构建钢筋砼底板，并绑扎好上部结构钢筋网块，然后将预制的模板单元架立在钢筋砼底板上；直至完成已开挖的马蹄形隧洞模板单元的安装；其中，模板单元在马蹄形隧洞中的装配固定顺序为：脚模板、肩模板，最后为封顶模板；

步骤五：浇筑

在马蹄形钢管片模板装配固定完毕后，浇筑混凝土；待混凝土达到预设强度后，切除肩模板上的连接螺母，拆除模板，并对混凝土内剩余的螺栓采用环氧砂浆进行处理；

步骤六：持续施工

重复步骤二到步骤五，直至完成整个马蹄形隧洞的衬砌施工。

进一步地，所述脚模板、肩模板和封顶模板均由钢板本体和焊接在所述钢板本体内侧的纵、横加强肋板构成，所述加强肋板的厚度为5～10mm。

作为本发明的一种改进方案，当所述马蹄形隧洞高度大于等于5m时，可对肩模板再进行拆分，拆分时应避免将拆分点置于受力较大的部位。拆分方案包括以下三种：

其一，所述肩模板由多个子第一肩模板组成；每个所述子第一肩模板包括第一钢板本体，以及设置在第一钢板本体上的第一横肋板、第一纵肋板，且最外端的第一横肋板上设置有连接孔，子第一肩模板之间通过连接孔、高强螺栓连接；在使用时装配更加灵活，并且将肩模板拆分成子第一肩模板后更便于运输。