无粘结环锚预应力衬砌结构锚具槽混凝土回填装置及施工方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种无粘结环锚预应力衬砌结构锚具槽混凝土回填装置以及基于混凝土回填装置实现的混凝土回填施工方法。混凝土回填装置包括浇筑模板和弯曲度调节构件。浇筑模板为用于覆盖住锚具槽槽口、可弯曲的平板。浇筑模板的固定端设有圆形固定孔，调节端设有椭圆形调节孔，固定孔、调节孔用于穿设在锚具槽槽口两端的预埋件上。弯曲度调节构件包括条型支撑板和压板，压板与支撑板两端相连，压板与支撑板的中间部分通过可调节式顶杆相连。弯曲度调节构件的两端设有用于穿设在锚具槽槽口两端的预埋件上的安装孔。混凝土回填装置对锚具槽可实现有效、快速、省力的混凝土回填，浇筑的混凝土坚固密实，新旧混凝土结合面无裂缝，与整个衬砌结构的协调一致性好。

Unbonded ring anchor prestressed lining structure anchorage slot concrete backfilling device and construction method

The invention discloses an unbonded ring anchor prestressed concrete lining structure anchorage concrete backfilling device and a concrete backfilling construction method based on the concrete backfilling device. Concrete backfill equipment includes casting formwork and bending adjustment component. The pouring template is used to cover the groove of the anchorage slot and the flexible plate. The fixed end of the pouring template is provided with a circular fixed hole, and an elliptical adjusting hole is provided at the adjusting end. The fixed hole and the adjusting hole are used for wearing the embedded parts at both ends of the slot of the anchorage slot. The bending degree adjustment component includes the strip support plate and the press plate, the press plate is connected to the two ends of the support plate, and the middle part of the press plate and the support plate is connected by the adjustable top bar. The two ends of the bending adjustment component are provided with mounting holes for embedding parts on the ends of the anchorage groove slot. The concrete backfilling device can achieve effective, rapid and labor-saving concrete backfilling with the anchorage slot. The concrete is solid and dense. The combination surface of the old and new concrete has no cracks, and it has good consistency with the whole lining structure.

【技术实现步骤摘要】
无粘结环锚预应力衬砌结构锚具槽混凝土回填装置及施工方法
本专利技术涉及一种应用于无粘结环锚预应力衬砌结构锚具槽的混凝土回填装置以及基于该混凝土回填装置实现的混凝土回填施工方法，属于锚具槽混凝土回填

技术介绍
有压输水隧洞一般采用预应力衬砌，环锚预应力衬砌是解决“围岩条件较差、覆盖层较薄”的有压输水隧洞的新型衬砌技术。根据预应力筋与混凝土的接触关系不同，可将环锚式衬砌分为有粘结和无粘结两种形式。我国自上世纪90年代以来开始在有压隧洞中应用环锚预应力衬砌结构，并且随着国家大型工程的兴建，长大、高压隧洞施工逐渐增加，使得无粘结环锚预应力衬砌结构的应用增多。我国先后在清江隔河岩水电站、南盘江天生桥一级水电站和南水北调穿黄隧洞采用了有粘结环锚预应力衬砌结构，在小浪底排沙洞和辽宁大伙房水库工程中也采用了无粘结环锚预应力衬砌结构，目前正在修建的有引松供水预应力隧洞采用的也是无粘结环锚预应力衬砌技术。无粘结预应力体系的实现方式是：①采用塑料PE套管包裹钢绞线；②用油脂或油性蜡填充内部空隙；③将锚索捆成束后绑扎于非预应力筋内侧；④当衬砌混凝土达到指定强度后进行张拉；⑤把锚固段和张拉段钢绞线固定于同一锚板中；⑥回填锚具槽后形成封闭的环状受力体系。目前诸多研究表明，无粘结环锚预应力衬砌结构形式较有粘结相比，其具有混凝土整体受力更加均匀、预应力损失大幅降低、钢绞线用料少、预应力薄弱区域较小和施工便捷等优势，其应用成果可推广到各种环形压力管道：如高内压输水隧洞、抽水蓄能电站的调压井、污水消化池以及输油管道等，因而无粘结环锚预应力技术具有广阔的发展前景。但是，无粘结环锚预应力衬砌结构相对于有粘结又存在锚固体系的稳定性较差的缺点。而锚固体系保持稳定性的关键在于锚具槽的施工质量及防腐措施。为了便于张拉施工并考虑衬砌的整体受力情况，无粘结环锚预应力衬砌结构的锚具槽一般布设于衬砌结构的下半部一侧45°的位置，例如小浪底排沙洞、大伙房水库均采用此结构，但锚具槽下侧45°位置的布置，对张拉后锚具槽混凝土的回填带来很大的难度。因为锚具槽在下侧45°的位置是倾斜的，这样无法在槽内支护模板，不得不采用人工振捣的方式浇筑回填混凝土，因而目前已建工程，如小浪底排沙洞、大伙房水库等都是采用干硬性混凝土进行混凝土回填施工。然而，锚具槽内布设了锚具和钢绞线，钢绞线的分布非常密集，剩余空间有限，干硬性混凝土振捣困难，在重力作用下锚具槽内的回填混凝土会向下流动，易在锚具槽上端新老混凝土结合面形成微裂缝，待混凝土终凝后会形成初始裂缝，后期在运行水压的挤压下，裂缝会越来越大，从而导致锚具内的防腐油脂从裂缝中流出，出现锚具槽部位漏油现象，这对结构安全运行会造成极大威胁。例如小浪底排沙洞在运行期出现了921块锚具槽渗油现象，达到总锚具槽数量的21.3％。因而对于无粘结环锚混凝土施工而言，锚具槽混凝土的回填质量至关重要。由此可见，开发出一种有效的锚具槽混凝土回填施工方案是十分必要的，这对控制无粘结预应力运行安全具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种无粘结环锚预应力衬砌结构锚具槽混凝土回填装置以及基于该混凝土回填装置实现的混凝土回填施工方法，混凝土回填装置对锚具槽可实现有效、快速、省力的混凝土回填浇筑，浇筑的混凝土坚固密实，新旧混凝土之间的结合面无裂缝，与整个衬砌结构的协调与一致性好。为了实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种无粘结环锚预应力衬砌结构锚具槽混凝土回填装置，其特征在于：它包括浇筑模板和弯曲度调节构件，其中：浇筑模板为一用于覆盖住锚具槽槽口、可弯曲的平板，浇筑模板的一端为固定端而另一端为调节端；浇筑模板的固定端开设有圆形固定孔，调节端开设有椭圆形调节孔，固定孔、调节孔分别用于穿设在锚具槽槽口两端的预埋件上；弯曲度调节构件包括条型支撑板和可弯曲的条型压板，压板的两端分别与支撑板的两端相连，压板与支撑板的中间部分通过若干可调节式顶杆相连，其中，弯曲度调节构件的两端设有用于穿设在锚具槽槽口两端的预埋件上的安装孔。一种基于所述的无粘结环锚预应力衬砌结构锚具槽混凝土回填装置实现的混凝土回填施工方法，其特征在于，它包括如下步骤：1)浇筑无粘结环锚预应力衬砌结构时，在所述锚具槽槽口两端埋设好所述预埋件；2)无粘结环锚预应力衬砌结构浇筑完后，拆卸衬砌模板，然后将所述锚具槽内部及周边清理干净；3)在所述锚具槽槽口上安装好所述浇筑模板，使所述浇筑模板覆盖住所述锚具槽槽口，并且所述浇筑模板朝向所述锚具槽的一面上涂抹润滑油；4)在所述浇筑模板上安装好所述弯曲度调节构件，其中：所述弯曲度调节构件的一端和所述浇筑模板的固定端通过锚固件与所述预埋件的连接而与所述锚具槽槽口一端形成紧连接；所述弯曲度调节构件的另一端和所述浇筑模板的调节端通过锚固件与所述预埋件的连接而与所述锚具槽槽口另一端形成松连接；5)通过调整所述可调节顶杆的伸缩长度，令所述压板弯曲，所述压板抵顶所述浇筑模板，使所述浇筑模板的弯曲弧度与所述锚具槽所在无粘结环锚预应力衬砌结构部位的弧度相一致；6)当所述浇筑模板的弯曲弧度调整好后，使所述浇筑模板的调节端和所述弯曲度调节构件的相应一端与所述锚具槽槽口端部形成紧连接，以保持住所述浇筑模板的弧度；7)从所述浇筑模板上的浇筑孔向所述锚具槽内浇筑混凝土；8)待混凝土初凝后，通过堵板封堵住所述浇筑模板上的浇筑孔；9)待混凝土终凝若干天后，拆除所述弯曲度调节构件和所述浇筑模板。本专利技术的优点是：本专利技术混凝土回填装置对锚具槽实现了有效、快速、省力的混凝土回填浇筑，解决了原有干硬性混凝土浇筑不密实的问题，浇筑后新旧混凝土之间的结合面无裂缝，锚具槽浇筑体型与整个无粘结环锚预应力衬砌结构保持良好的协调与一致性，使无粘结环锚预应力衬砌结构可以更好地发挥其实际功能，为工程结构安全运行提供了重要保障。本专利技术混凝土回填施工方法操作便捷，省时省力，可调节性强，工艺精度高且可控性好，易于推广应用。附图说明图1是有压隧洞的纵剖示意图。图2是本专利技术混凝土回填装置设于图1所示锚具槽上时的纵剖示意图。图3是从图2中A向看去的本专利技术混凝土回填装置的结构示意图。具体实施方式如图1至图3所示，本专利技术无粘结环锚预应力衬砌结构锚具槽混凝土回填装置用于对无粘结环锚预应力衬砌结构30(简称衬砌结构)上的锚具槽20进行混凝土的回填浇筑作业。本专利技术混凝土回填装置包括浇筑模板50和弯曲度调节构件，其中：浇筑模板50为一用于覆盖住锚具槽20槽口21、可弯曲的平板，浇筑模板50的一端为固定端而另一端为调节端；浇筑模板50的固定端开设有圆形固定孔51，调节端开设有椭圆形调节孔52，固定孔51、调节孔52分别用于穿设在锚具槽20槽口21两端的预埋件61上；弯曲度调节构件包括不易弯曲的条型支撑板70和可弯曲的条型压板90，压板90的两端分别与支撑板70的两端相连，压板90与支撑板70的中间部分通过若干可伸缩的可调节式顶杆80相连，相邻两个可调节式顶杆80相距一定距离，其中，弯曲度调节构件的两端(压板90两端，或支撑板70两端，或压板90与支撑板70相结合后的两端)设有用于穿设在锚具槽20槽口21两端的预埋件61上的安装孔(图中未示出)。在本专利技术中，椭圆形调节孔52的长度方向沿衬砌结构30的圆周方向设置。椭圆形调本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无粘结环锚预应力衬砌结构锚具槽混凝土回填装置，其特征在于：它包括浇筑模板和弯曲度调节构件，其中：浇筑模板为一用于覆盖住锚具槽槽口、可弯曲的平板，浇筑模板的一端为固定端而另一端为调节端；浇筑模板的固定端开设有圆形固定孔，调节端开设有椭圆形调节孔，固定孔、调节孔分别用于穿设在锚具槽槽口两端的预埋件上；弯曲度调节构件包括条型支撑板和可弯曲的条型压板，压板的两端分别与支撑板的两端相连，压板与支撑板的中间部分通过若干可调节式顶杆相连，其中，弯曲度调节构件的两端设有用于穿设在锚具槽槽口两端的预埋件上的安装孔。

【技术特征摘要】
1.一种无粘结环锚预应力衬砌结构锚具槽混凝土回填装置，其特征在于：它包括浇筑模板和弯曲度调节构件，其中：浇筑模板为一用于覆盖住锚具槽槽口、可弯曲的平板，浇筑模板的一端为固定端而另一端为调节端；浇筑模板的固定端开设有圆形固定孔，调节端开设有椭圆形调节孔，固定孔、调节孔分别用于穿设在锚具槽槽口两端的预埋件上；弯曲度调节构件包括条型支撑板和可弯曲的条型压板，压板的两端分别与支撑板的两端相连，压板与支撑板的中间部分通过若干可调节式顶杆相连，其中，弯曲度调节构件的两端设有用于穿设在锚具槽槽口两端的预埋件上的安装孔。2.如权利要求1所述的无粘结环锚预应力衬砌结构锚具槽混凝土回填装置，其特征在于：所述椭圆形调节孔的长度方向沿所述衬砌结构的圆周方向设置。3.如权利要求1所述的无粘结环锚预应力衬砌结构锚具槽混凝土回填装置，其特征在于：所述浇筑模板上开设有浇筑孔，浇筑孔配设有堵板。4.如权利要求1至3中任一项所述的无粘结环锚预应力衬砌结构锚具槽混凝土回填装置，其特征在于：一块所述浇筑模板配设有至少两个所述弯曲度调节构件，其中：所述浇筑模板上对应每个所述弯曲度调节构件设有一个所述固定孔和一个所述调节孔。5.如权利要求1至3中任一项所述的无粘结环锚预应力衬砌结构锚具槽混凝土回填装置，其特征在于：所述浇筑模板的两端和所述弯曲度调节构件的两端穿设在所述锚具槽槽口两端的所述预埋件上后，通过锚固件与所述预埋件的连接来实现所述弯曲度调节构件与所述浇筑模板之间的连接。6.一种基于权利要求1至5中任一项所述的无粘结环锚预应力衬砌结构锚具槽混凝土回填装置实现的混凝土回填施工方法，其特征在于，它包括如下步骤：1)浇筑无粘结环锚预应力衬砌结构时，在所述锚具槽槽口两端埋设好所述预埋件；2)无粘结环锚预应力衬砌结构浇筑...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪小刚，姜龙，皮进，王玉杰，赵宇飞，曹瑞琅，段庆伟，刘立鹏，孙平，林兴超，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11