用于马蹄形隧洞快速衬砌的装配式钢筋管片及装配方法组成比例

本发明专利技术公开了用于马蹄形隧洞快速衬砌的装配式钢筋管片，包括封顶钢筋网块和至少一对侧墙钢筋网块，所述每对侧墙钢筋网块分别设置在封顶钢筋网块的两端并与封顶钢筋网块构成马蹄形，且封顶块和侧墙块之间具有锚固部，同时公开了利用该钢筋管片的装配方法，首先安装侧墙钢筋网块，然后安装封顶钢筋网块，进行封装后继续安装下一衬砌单元，直至完成马蹄形矿洞的所有衬砌，可在马蹄形隧洞内直接进行快速装配，无需现场捆扎，高效便捷。

Prefabricated reinforced segment and assembly method for quick lining of horseshoe tunnel

【技术实现步骤摘要】
用于马蹄形隧洞快速衬砌的装配式钢筋管片及装配方法
本专利技术涉及隧洞现浇混凝土衬砌的
，具体涉及用于马蹄形隧洞快速衬砌的装配式钢筋管片及装配方法。
技术介绍
马蹄形隧洞是水工隧洞中较为常见的类形，马蹄形隧洞衬砌的施工速度对工程进度与安全影响较大，而制约衬砌施工速度往往是洞内钢筋管片(钢筋网块)的绑扎。目前隧洞衬砌的钢筋网块绑扎与焊接多在洞内进行，受空间与照明的影响，钢筋网块绑扎焊接效率非常低下。此外，大量钢筋绑扎、焊接过程所产生的粉尘和烟雾在洞内也很难消散，严重危及现场工作人员的健康。中国专利技术专利CN201210286548.8公开了一种基于骨架梁的大跨度隧道拱部二次衬砌钢筋绑扎施工方法，所绑扎隧道拱部二次衬砌钢筋包括外层钢筋网、内层钢筋网和连接外层钢筋网与内层钢筋网的竖向连接筋，该施工方法如下：一、骨架梁安装：由前至后在隧道拱部初期支护结构下方安装多个骨架梁；骨架梁为半径与外层钢筋网相同半径的拱形梁，且多个骨架梁组成隧道拱部二次衬砌钢筋的承重结构；二、隧道拱部二次衬砌钢筋绑扎，其绑扎过程如下：先在多个骨架梁上部绑扎外层钢筋网，再通过竖向连接筋将内层钢筋网悬吊于外层钢筋网上。虽然该专利技术能够实现隧道的衬砌钢筋快速绑扎，但是仍然需要在隧洞内进行临时组装，对于小型马蹄形隧洞不具实用性，而且施工过程产生的各种粉尘和烟雾会造成环境和健康问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供用于马蹄形隧洞快速衬砌的装配式钢筋管片及装配方法，可在马蹄形隧洞内直接进行快速装配，无需现场捆扎，高效便捷。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：用于马蹄形隧洞快速衬砌的装配式钢筋管片法，包括封顶钢筋网块和至少一对侧墙钢筋网块，所述每对侧墙钢筋网块分别设置在封顶钢筋网块的两端并与封顶钢筋网块构成马蹄形；所述封顶钢筋网块包括绑扎在一起的多个第一环向钢筋和多个第一构造钢筋，所述多个第一环向钢筋沿洞轴线依次平行排列，所述多个第一构造钢筋沿洞径向依次平行排列，且第一构造钢筋和第一环向钢筋保持垂直；第一环向钢筋沿洞截面设置，且所述第一环向钢筋的形状与马蹄形隧洞的顶部弧度一致；所述第一环向钢筋沿洞截面的两端外延有锚固部a，用于封顶钢筋网块和侧墙钢筋网块进行连接和锚固；相邻衬砌单元之间的第一环向钢筋锚固连接；单个第一构造钢筋沿洞轴面方向设置，所述第一构造钢筋呈“U”型且每个U型的长边均固定于第一环向钢筋上，所述第一构造钢筋的开口端向内弯折并外延出锚固部c，用于相邻衬砌单元中第一构造钢筋的锚固；所述侧墙钢筋网块包括绑扎在一起的多个第二环向钢筋和多个第二构造钢筋，所述多个第二环向钢筋沿洞轴线依次平行排列，所述多个第二构造钢筋沿洞径向依次平行排列，且第二构造钢筋和第二环向钢筋保持垂直；第二环向钢筋沿洞截面设置，且所述第二环向钢筋的形状与马蹄形隧洞的侧面弧度一致；所述第二环向钢筋沿洞截面的上端外延有锚固部d，用于侧墙钢筋网块和封顶钢筋网块/相邻的侧墙钢筋网块进行连接和锚固；所述第二环向钢筋沿洞截面的下端外延有锚固部e，所述锚固部e用于侧墙钢筋网块与相邻的侧墙钢筋网块/混凝土底板的锚固；所述相邻衬砌单元中的第二环向钢筋之间锚固；单个第二构造钢筋沿洞轴面方向设置，所述第二构造钢筋呈“U”型且每个U型的长边均固定于第二环向钢筋上，所述第二构造钢筋的开口端向内弯折并外延出锚固部g，实现相邻衬砌单元中第二构造钢筋的锚固。说明：利用该钢筋管片，可在隧洞内直接进行快速装配，无需现场捆扎，高效便捷；通过锚固实现钢筋管片之间、钢筋管片与混凝土底板、不同衬砌单元的钢筋管片的连接，能够充分达到锚固的强度，发挥钢筋管片的作用。为了保证封顶钢筋管片和侧墙钢筋管片的结构强度，二者之间的固定可以机械连接(套管)、焊接固定方式。优选地，至少存在一个衬砌单元，该单元中：所述第一环向钢筋上锚固部a上设有多个向内凸出的紧固件，所述第二环向钢筋与锚固部a相应的区域设置对应的多个紧固孔；对于与封顶钢筋网块直接相邻的侧墙钢筋网块，其上第二环向钢筋上的锚固部d上设有多个向外凸出的多个紧固件，其上第一环向钢筋与锚固部d相应的区域设置对应的多个紧固孔。说明：对于某些位置的衬砌单元，需要成承受较大的应力，为了避免封顶钢筋网块和侧墙钢筋网块的开裂，可以在焊接固定的基础上，增加紧固件和紧固孔实现机械锁定，所述紧固件和紧固孔在钢筋网块捆扎时一体成型，使用方便。所述紧固件包括设在固定平面上的销轴头和轴体，所述轴体靠近下端的部分设有一贯通的轴孔；所述紧固孔整体呈“T”型，其竖直段的底部设有移动板，所述移动板的顶部两端固定设置传动件，所述移动板的中部设置有低于传动件的挡块，所述移动板的底部与紧固孔的底部之间通过弹簧连接；所述传动件为一齿轮齿条副，所述其中齿轮的圆心固定在相应的侧壁上的一定点，所述齿轮的内端面垂直的设有套筒，所述套筒内部通过螺纹套设有固定轴，所述固定轴能够相对于套筒旋进或者旋出，当紧固件位于紧固孔的最低端时，所述固定轴能够进入轴孔从而实现紧固件和紧固孔的锁定。说明:紧固件和紧固孔可以实现插入-自锁定，可以在吊装的过程中通过施加推力实现锁定，无需额外的人工步骤，简单高效，优选地，当马蹄形隧洞的高度不超过5m时，所述侧墙钢筋网块的数量为1对。说明:对于低于5m的马蹄隧洞，无需对侧墙钢筋网块再次进行拆分。一种利用以上所述的装配式钢筋管片的装配方法，包括如下步骤：S1：根据马蹄形隧洞衬砌沿隧洞轴向分为不同的隧洞衬砌单元，每个隧洞衬砌单元长度为2-4m；S2：根据马蹄形隧洞衬砌的尺寸确定封顶钢筋网块、侧墙钢筋网块的尺寸和形状，同时确定每个隧洞衬砌单元中侧墙钢筋网块的对数；在隧洞外钢筋加工厂进行钢筋绑扎；S3：在任一衬砌单元中，首先将每对的侧墙钢筋网块通过锚固部f在钢筋砼底板上预留的插筋相连接，然后利用吊装机将封顶钢筋网块吊装至两侧墙钢筋网块进行组装；具体固定方式采用套管、焊接，以保证结构的受力强度；S4：在相邻的衬砌单元中，按照S3的顺序依次安装侧墙钢筋网块和封顶钢筋网块，并在相邻衬砌单元中进行各钢筋网块之间的锚固；S5：在一定区域的衬砌固定完毕后，架立模板，封堵，浇注混凝土，其中，如果该衬砌单元四周无其他浇注完成的衬砌单元，则需要双侧封堵；如果该衬砌单元相邻的一侧已是浇注完成的衬砌单元，则单侧封堵；S6：重复步骤S3-S5,直至完成整个马蹄形隧洞的全部衬砌。说明：利用该方法，可以简洁快速的实现马蹄形隧洞的快速衬砌，而无需现场再次核对钢筋尺寸以及现场进行绑扎；同时，在安装有锁紧件/锁紧孔的衬砌单元的安装过程中，利用吊装机将封顶钢筋网块吊装至两侧墙钢筋网块之间后，可以直接施加一推力，使锚固部a上的紧固件插入第二环向钢筋上的紧固孔，同时锚固部d上的紧固件插入第一环向钢筋上的紧固孔，从而锁死侧墙钢筋网块和封顶钢筋网块；优选地，所述不同衬砌单元中钢筋网块与钢筋网块之间的衔接面留有一小于200mm的孔隙。说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于马蹄形隧洞快速衬砌的装配式钢筋管片，其特征在于：包括封顶钢筋网块(1)和至少一对侧墙钢筋网块(2)，所述每对侧墙钢筋网块(2)分别设置在封顶钢筋网块(1)的两端并与封顶钢筋网块(1)构成马蹄形；/n所述封顶钢筋网块(1)包括绑扎在一起的多个第一环向钢筋(11)和多个第一构造钢筋(12)，所述多个第一环向钢筋(11)沿洞轴线依次平行排列，所述多个第一构造钢筋(12)沿洞径向依次平行排列，且第一构造钢筋(12)和第一环向钢筋(11)保持垂直；/n第一环向钢筋(11)沿洞截面设置，且所述第一环向钢筋(11)的形状与马蹄形隧洞的顶部弧度一致；所述第一环向钢筋(11)沿洞截面的两端外延有锚固部a(111)，用于封顶钢筋网块(1)和侧墙钢筋网块(2)进行连接和锚固；相邻衬砌单元之间的第一环向钢筋(11)锚固连接；/n单个第一构造钢筋(12)沿洞轴面方向设置，所述第一构造钢筋(12)呈“U”型且每个U型的长边均固定于第一环向钢筋(11)上，所述第一构造钢筋(12)的开口端向内弯折并外延出锚固部c(121)，用于相邻衬砌单元中第一构造钢筋(12)的锚固；/n所述侧墙钢筋网块(2)包括绑扎在一起的多个第二环向钢筋(21)和多个第二构造钢筋(22)，所述多个第二环向钢筋(21)沿洞轴线依次平行排列，所述多个第二构造钢筋(22)沿洞径向依次平行排列，且第二构造钢筋(22)和第二环向钢筋(21)保持垂直；/n第二环向钢筋(21)沿洞截面设置，且所述第二环向钢筋(21)的形状与马蹄形隧洞的侧面弧度一致；所述第二环向钢筋(21)沿洞截面的上端外延有锚固部d(211)，用于侧墙钢筋网块(2)和封顶钢筋网块(1)/相邻的侧墙钢筋网块(2)进行连接和锚固；所述第二环向钢筋(21)沿洞截面的下端外延有锚固部e(212)，所述锚固部e(212)用于侧墙钢筋网块(2)与相邻的侧墙钢筋网块(2)/混凝土底板的锚固；所述相邻衬砌单元中的第二环向钢筋(21)之间锚固；/n单个第二构造钢筋(22)沿洞轴面方向设置，所述第二构造钢筋(22)呈“U”型且每个U型的长边均固定于第二环向钢筋(21)上，所述第二构造钢筋(22)的开口端向内弯折并外延出锚固部g(221)，实现相邻衬砌单元中第二构造钢筋(22)的锚固。/n...

【技术特征摘要】
1.用于马蹄形隧洞快速衬砌的装配式钢筋管片，其特征在于：包括封顶钢筋网块(1)和至少一对侧墙钢筋网块(2)，所述每对侧墙钢筋网块(2)分别设置在封顶钢筋网块(1)的两端并与封顶钢筋网块(1)构成马蹄形；
所述封顶钢筋网块(1)包括绑扎在一起的多个第一环向钢筋(11)和多个第一构造钢筋(12)，所述多个第一环向钢筋(11)沿洞轴线依次平行排列，所述多个第一构造钢筋(12)沿洞径向依次平行排列，且第一构造钢筋(12)和第一环向钢筋(11)保持垂直；
第一环向钢筋(11)沿洞截面设置，且所述第一环向钢筋(11)的形状与马蹄形隧洞的顶部弧度一致；所述第一环向钢筋(11)沿洞截面的两端外延有锚固部a(111)，用于封顶钢筋网块(1)和侧墙钢筋网块(2)进行连接和锚固；相邻衬砌单元之间的第一环向钢筋(11)锚固连接；
单个第一构造钢筋(12)沿洞轴面方向设置，所述第一构造钢筋(12)呈“U”型且每个U型的长边均固定于第一环向钢筋(11)上，所述第一构造钢筋(12)的开口端向内弯折并外延出锚固部c(121)，用于相邻衬砌单元中第一构造钢筋(12)的锚固；
所述侧墙钢筋网块(2)包括绑扎在一起的多个第二环向钢筋(21)和多个第二构造钢筋(22)，所述多个第二环向钢筋(21)沿洞轴线依次平行排列，所述多个第二构造钢筋(22)沿洞径向依次平行排列，且第二构造钢筋(22)和第二环向钢筋(21)保持垂直；
第二环向钢筋(21)沿洞截面设置，且所述第二环向钢筋(21)的形状与马蹄形隧洞的侧面弧度一致；所述第二环向钢筋(21)沿洞截面的上端外延有锚固部d(211)，用于侧墙钢筋网块(2)和封顶钢筋网块(1)/相邻的侧墙钢筋网块(2)进行连接和锚固；所述第二环向钢筋(21)沿洞截面的下端外延有锚固部e(212)，所述锚固部e(212)用于侧墙钢筋网块(2)与相邻的侧墙钢筋网块(2)/混凝土底板的锚固；所述相邻衬砌单元中的第二环向钢筋(21)之间锚固；
单个第二构造钢筋(22)沿洞轴面方向设置，所述第二构造钢筋(22)呈“U”型且每个U型的长边均固定于第二环向钢筋(21)上，所述第二构造钢筋(22)的开口端向内弯折并外延出锚固部g(221)，实现相邻衬砌单元中第二构造钢筋(22)的锚固。


2.根据权利要求1所述的装配式钢筋管片，其特征在于：至少存在一个衬砌单元，该单元中：
所述第一环向钢筋(11)上锚固部a(111)上设有多个向内凸出的紧固件(3)，所述第二环向钢筋(21)与锚固部a(111)相应的区域设置对应的多个紧固孔(4)；
对于与封顶钢筋网块(1)直接相邻的侧墙钢筋网块(2)，其上第二环向钢筋(21)上的锚固部d(211)上设有多个向外凸出的多个紧固件(3)，其上第一环向钢筋(11)与锚固部d(211)相应的区域设置对应的多...

【专利技术属性】
技术研发人员：张金良，曹国利，王美斋，张远生，田丰，陈丹，张钧睿，
申请(专利权)人：黄河勘测规划设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41