蛋形隧洞装配式衬砌及蛋形隧洞衬砌施工方法技术

本发明专利技术涉及一种蛋形隧洞装配式衬砌，包括至少一个形状与所述蛋形形隧洞适配的衬砌单元，并且所述衬砌单元由钢筋混凝土预制而成的底块、脚块、肩块以及顶块装配形成。该蛋形形隧洞装配式衬砌是采用在洞外预制底块、脚块、肩块以及顶块，然后再在洞内进行装配的方式形成的，无需在洞内进行钢筋网片的绑扎和焊接，装配过程简单高效，这不仅可以有效提高施工效率，而且还有效降低了施工过程中对施工人员的健康所造成的影响。本发明专利技术还涉及一种蛋形隧洞衬砌施工方法。

【技术实现步骤摘要】
蛋形隧洞装配式衬砌及蛋形隧洞衬砌施工方法
本专利技术涉及水利工程建设
，特别涉及一种蛋形隧洞装配式衬砌及蛋形隧洞衬砌施工方法。
技术介绍
蛋形隧洞为水工隧洞中较为常见的类型。隧洞衬砌的施工速度对工程进度与安全的影响较大，目前洞内衬砌通常是现浇形成，具体步骤为：先在靠近隧洞内壁的位置绑扎钢筋网片，然后再将钢模台车移动到预定位置以对钢筋网片进行支撑，进而向钢筋网片位置浇筑混凝土，待混凝土达到拆模强度之后撤掉钢模台车才能进行下一段浇筑。制约衬砌施工速度的最重要因素是洞内钢筋网片的绑扎，目前，隧洞衬砌的钢筋网片绑扎和焊接均是在洞内进行，由于洞内空间狭小，施工作业面有限，钢筋网片的绑扎效率极低；钢筋网片绑扎过程中需要进行焊接，焊接产生的烟雾、粉尘以及有害气体在隧洞内消散缓慢，这会严重危害现场工作人员的身体健康；另外，钢模台车需要等待混凝土达到拆模强度之后才能进行下一段浇筑，模板利用率较低。因此，如何有效提高隧洞衬砌的施工效率并降低对施工人员的身体健康的影响是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种蛋形隧洞装配式衬砌，以便能够有效提高隧洞衬砌的施工效率并降低施工过程中对施工人员的身体健康的影响。本专利技术的另一目的是提供一种蛋形隧洞衬砌施工方法。为达到上述目的，本专利技术提供的蛋形隧洞装配式衬砌，包括至少一个形状与所述蛋形隧洞适配的衬砌单元，并且所述衬砌单元由钢筋混凝土预制形成的底块、脚块、肩块以及顶块装配形成，其中，所述底块用于设置在所述蛋形隧洞底部；所述脚块具有两个，任意一脚块均包括与所述蛋形隧洞底部形状适配的弧形底块连接片和与所述蛋形隧洞侧壁形状适配的弧形肩块连接片，两个所述脚块分别通过所述弧形底块连接片对称装配于所述底块的左右两端；所述肩块具有两个，任意一所述肩块均呈与所述蛋形隧洞的形状适配的弧形，两个所述肩块的底端分别装配于两个所述脚块上的所述弧形肩块连接片上，并且两个所述肩块的顶端之间形成顶块安装空间；所述顶块呈与所述蛋形隧洞顶部形状适配的拱形，且所述顶块沿所述蛋形隧洞的轴向插入所述顶块安装空间内，且所述顶块的两端分别装配在两个所述肩块的顶端。优选的，所述底块与所述弧形底块连接片的对接位置、所述肩块与所述弧形肩块连接片的对接位置以及所述顶块与所述肩块的对接位置均形成倾斜对接缝，且形成所述倾斜对接缝的两个部件均通过垂直于所述倾斜对接缝的螺栓装配连接。优选的，所述倾斜对接缝与水平面的夹角为45°。优选的，所述顶块与两个所述肩块所形成的两个对接缝底端之间的间距小于顶端之间的间距，以在所述顶块插入所述顶块安装空间后被所述肩块承托。优选的，在所述蛋形隧洞的高度大于5m时，所述底块由多个子底块装配形成和/或所述肩块由多个子肩块装配形成。优选的，所述底块与所述弧形底块连接片的对接位置、所述肩块与所述弧形肩块连接片的对接位置以及所述顶块与所述肩块的对接位置中至少有一处直缝，所述直缝位于水平面或竖直面内，且形成所述直缝的两个部件均通过插接件装配连接。优选的，所述插接件包括插接杆和与所述插接杆适配的插头。优选的，所述底块与所述弧形底块连接片的对接位置形成位于竖直面内的所述直缝，所述肩块与所述弧形肩块连接片的对接位置以及所述顶块与所述肩块的对接位置均形成位于水平面内的所述直缝。本专利技术中所公开的蛋形隧洞衬砌施工方法，采用上述任意一项中所公开的蛋形隧洞衬砌，该蛋形隧洞衬砌施工方法包括步骤：1)在所述蛋形隧洞的内部将所述底块、脚块、肩块以及顶块装配形成所述衬砌单元，并使所述衬砌单元的顶部和侧面与所述蛋形隧洞的内壁之间预留灌浆间隙；或者，在所述蛋形隧洞的内部将所述底块、脚块、肩块以及顶块装配形成多个所述衬砌单元，多个所述衬砌单元在轴向上拼接以在轴向上覆盖所述蛋形隧洞，并使所述衬砌单元的顶部和侧面与所述门蛋形隧洞的内壁之间预留灌浆间隙；2)在所述灌浆间隙内灌注浆料即完成蛋形隧洞衬砌的施工。优选的，所述灌浆间隙为90mm～110mm。优选的，所述灌浆间隙为100mm。优选的，任意一所述衬砌单元的轴向长度为2m～4m。由以上技术方案可以看出，本专利技术中所公开的蛋形隧洞的衬砌，包括一个或多个衬砌单元，而每一个衬砌单元是由钢筋混凝土预制形成的底块、脚块、肩块以及顶块装配形成的；按照蛋形隧洞的形状，将整个衬砌分在蛋形隧洞的轴向上分为一个或多个衬砌单元，然后再将每一个衬砌单元分割为底块、脚块、肩块以及顶块进行预制，预制过程通常是在隧洞外的钢筋混凝土管片加工厂进行，完成预制的多块钢筋混凝土管片在蛋形隧洞内装配后即可形成衬砌单元，然后再灌浆完成蛋形隧洞衬砌的施工。可见，本案所公开的蛋形隧洞装配式衬砌是采用在洞外预制钢筋混凝土底块、脚块、肩块以及顶块，然后再在洞内进行装配的方式形成的，无需在洞内进行钢筋网片的绑扎和焊接，装配过程简单高效，这不仅可以有效提高施工效率，而且还有效降低了施工过程中对施工人员的健康所造成的影响。本专利技术所公开的蛋形隧洞衬砌施工方法中，采用了上述蛋形隧洞装配式衬砌，并且在隧洞内将预制钢筋混凝土底块、脚块、肩块和顶块装配形成衬砌单元，衬砌单元的顶部和侧面与隧洞的内壁之间预留有灌浆间隙；然后在灌浆间隙内灌注浆料，即完成蛋形隧洞衬砌的施工，可见，该施工方法简便高效，有效降低了施工过程中对施工人员的健康造成的影响。附图说明图1为本专利技术实施例中所公开的完成装配后的衬砌单元的主视示意图；图2为底块与脚块的装配示意图；图3为肩块与脚块的装配示意图；图4为顶块与肩块的装配示意图。其中，1为底块，2为脚块，3为肩块，4为顶块。具体实施方式本专利技术的核心之一是提供一种蛋形隧洞装配式衬砌，以便能够有效提高隧洞衬砌的施工效率并降低施工过程中对施工人员的身体健康的影响。本专利技术的另一核心在于提供一种蛋形隧洞衬砌施工方法。实际进行衬砌预制之前，需要根据蛋形隧洞的设计与开挖尺寸、以及制造和运输的便利情况来将衬砌设计成沿蛋形隧洞的轴向2～4米一个衬砌单元，例如，当蛋形隧洞的轴向长度为2～4米时，可以仅设计一个衬砌单元，当蛋形隧洞的轴向长度大于4米时，应当设置多个衬砌单元，通过多个衬砌单元在蛋形隧道的轴向上顺序布置来形成整个衬砌。请参考图1至图4，一种实施例中所公开的蛋形隧洞装配式衬砌，该衬砌至少包括一个形状与蛋形隧洞适配的衬砌单元，并且该衬砌单元由底块1、脚块2、肩块3以及顶块4装配形成，底块1、脚块2、肩块3以及顶块4均由钢筋混凝土预制形成，底块1用于设置在蛋形隧洞的底部，脚块2具有两个，任意一个脚块2均包括与蛋形隧洞底部形状适配的弧形底块连接片和与蛋形隧洞侧壁形状适配的弧形肩块连接片，两个脚块2分别通过弧形底块连接片对称装配在底块1的左右两端；肩块3同样具有两个，任意一个肩块3均呈与蛋形隧洞的形状适配的弧形，两个肩块3的底端分别装配在两个弧形肩块连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蛋形隧洞装配式衬砌，其特征在于，包括至少一个形状与所述蛋形隧洞适配的衬砌单元，并且所述衬砌单元由钢筋混凝土预制形成的底块(1)、脚块(2)、肩块(3)以及顶块(4)装配形成，其中，/n所述底块(1)用于设置在所述蛋形隧洞底部；/n所述脚块(2)具有两个，任意一脚块(2)均包括与所述蛋形隧洞底部形状适配的弧形底块(1)连接片和与所述蛋形隧洞侧壁形状适配的弧形肩块连接片，两个所述脚块(2)分别通过所述弧形底块连接片对称装配于所述底块(1)的左右两端；/n所述肩块(3)具有两个，任意一所述肩块(3)均呈与所述蛋形隧洞的形状适配的弧形，两个所述肩块(3)的底端分别装配于两个所述脚块(2)上的所述弧形肩块连接片上，并且两个所述肩块(3)的顶端之间形成顶块(4)安装空间；/n所述顶块(4)呈与所述蛋形隧洞顶部形状适配的拱形，且所述顶块(4)沿所述蛋形隧洞的轴向插入所述顶块(4)安装空间内，且所述顶块(4)的两端分别装配在两个所述肩块(3)的顶端。/n

【技术特征摘要】
1.一种蛋形隧洞装配式衬砌，其特征在于，包括至少一个形状与所述蛋形隧洞适配的衬砌单元，并且所述衬砌单元由钢筋混凝土预制形成的底块(1)、脚块(2)、肩块(3)以及顶块(4)装配形成，其中，
所述底块(1)用于设置在所述蛋形隧洞底部；
所述脚块(2)具有两个，任意一脚块(2)均包括与所述蛋形隧洞底部形状适配的弧形底块(1)连接片和与所述蛋形隧洞侧壁形状适配的弧形肩块连接片，两个所述脚块(2)分别通过所述弧形底块连接片对称装配于所述底块(1)的左右两端；
所述肩块(3)具有两个，任意一所述肩块(3)均呈与所述蛋形隧洞的形状适配的弧形，两个所述肩块(3)的底端分别装配于两个所述脚块(2)上的所述弧形肩块连接片上，并且两个所述肩块(3)的顶端之间形成顶块(4)安装空间；
所述顶块(4)呈与所述蛋形隧洞顶部形状适配的拱形，且所述顶块(4)沿所述蛋形隧洞的轴向插入所述顶块(4)安装空间内，且所述顶块(4)的两端分别装配在两个所述肩块(3)的顶端。


2.根据权利要求1所述的蛋形隧洞装配式衬砌，其特征在于，所述底块(1)与所述弧形底块连接片的对接位置、所述肩块(3)与所述弧形肩块连接片的对接位置以及所述顶块(4)与所述肩块(3)的对接位置均形成倾斜对接缝，且形成所述倾斜对接缝的两个部件均通过垂直于所述倾斜对接缝的螺栓装配连接。


3.根据权利要求2所述的蛋形隧洞装配式衬砌，其特征在于，所述倾斜对接缝与水平面的夹角为45°。


4.根据权利要求2所述的蛋形隧洞装配式衬砌，其特征在于，所述顶块(4)与两个所述肩块(3)所形成的两个对接缝底端之间的间距小于顶端之间的间距，以在所述顶块(4)插入所述顶块(4)安装空间后被所述肩块(3)承托。


5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张金良，曹国利，王美斋，张钧睿，陈丹，田丰，
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