本申请涉及竖井施工技术领域，具体涉及一种竖井全环衬砌装置及施工方法，衬砌装置包括：中心柱，布置于竖井的中心位置，一端固定于竖井底部，另一端沿竖井轴线方向向上延伸；模板系统，包括支撑架和两组模板组件；所述模板组件位于支撑架上方，并沿竖井径向方向可移动地与支撑架连接；所述支撑架与模板组件之间连接有径向油缸，所述径向油缸驱动模板组件沿竖井的径向方向移动；两组模板组件沿中心柱对称布置；爬升系统，与中心柱可拆卸式地连接，还与支撑架连接；所述爬升系统驱动支撑架沿竖井的轴线方向移动，所述模板组件随支撑架沿竖井的轴线方向移动。本发明专利技术无需破坏衬砌壁且缩短施工工期。工工期。工工期。
【技术实现步骤摘要】
一种竖井全环衬砌装置及施工方法
[0001]本申请涉及竖井施工
，具体涉及一种竖井全环衬砌装置及施工方法。
技术介绍
[0002]竖井衬砌是为了防止围岩变形或坍塌，沿隧道洞身周边用钢筋混凝土等材料修建的永久性支护结构。在山及水利工程等深竖井衬砌混凝土结构工程的施工过程中，对于深度较低的竖井一般采用支架法进行施工，对于深度较高的竖井一般采用爬模的方式进行施工。
[0003]支架法是采用脚手架作为模具的内支撑，利用小块钢模板拼接形成内模进行竖井衬砌施工的方法，其对场地的要求极高，仅适用于深度较低的竖井且脚手架搭建过程繁琐；而爬模的方式虽然能够适用于较高深度的竖井，但是传统爬模的方式需要在已经终凝的衬砌壁上设置锚固装置来支撑爬模系统，这样将对衬砌壁产生破坏，并且需要等待混凝土终凝，导致施工周期延长。
技术实现思路
[0004]基于此，有必要提供一种竖井全环衬砌装置及施工方法，其具体技术方案如下。
[0005]一种竖井全环衬砌装置，包括：中心柱，布置于竖井的中心位置，一端固定于竖井底部，另一端沿竖井轴线方向向上延伸；模板系统，包括支撑架和两组模板组件；所述模板组件位于支撑架上方，并沿竖井径向方向可移动地与支撑架连接；所述支撑架与模板组件之间连接有径向油缸，所述径向油缸驱动模板组件沿竖井的径向方向移动；两组模板组件沿中心柱对称布置；爬升系统，与中心柱可拆卸式地连接，还与支撑架连接；所述爬升系统驱动支撑架沿竖井的轴线方向移动，所述模板组件随支撑架沿竖井的轴线方向移动。
[0006]进一步的，所述模板组件包括模板、模架和移动架；所述模板包括主模板、以及分别铰接于主模板两端的次模板；所述次模板通过脱模油缸与模架连接，由脱模油缸驱动次模板绕铰接点转动；所述主模板与模架固定连接，所述模架与移动架固定连接，且移动架位于支撑架的上方并沿竖井径向方向可移动地与支撑架连接。
[0007]进一步的，所述次模板的端面为斜面；支模时，两组模板组件的次模板抵接形成切口，且次模板通过支撑杆与中心柱铰接；同一模板系统内的两片次模板上连接的支撑杆沿中心柱对称布置。
[0008]进一步的，所述移动架包括两组侧向支架，两组侧向支架通过纵杆相连形成框架结构；所述侧向支架包括第一竖杆和第二竖杆，所述第一竖杆和第二竖杆之间分别连接有底部横杆和顶部横杆；所述底部横杆连接有行走轮，所述行走轮压覆于支撑架上。
[0009]进一步的，所述底部横杆与支撑架之间设有防倾覆装置；所述防倾覆装置包括连接板、限位轮、连接座、螺纹杆、压紧杆和锁紧螺母，所述连接板与支撑架固定连接，所述限
位轮与连接板转动连接并压覆于底部横杆上；所述连接座分别连接第一竖杆和底部横杆并位于第一竖杆与底部横杆的转角处，且所述连接座设有一弧形转角；所述螺纹杆一端与支撑架铰接，另一端穿过压紧杆后与锁紧螺母连接，所述压紧杆压紧于弧形转角处。
[0010]进一步的，所述爬升系统包括支撑底座、爬升支架、爬头、步进装置和轨道；所述支撑架与支撑底座连接随支撑底座移动；所述支撑底座与爬升支架连接随爬升支架移动；所述爬头与爬升支架连接，带动爬升支架移动，且爬头上设有卡槽，所述中心柱上连接有多个沿竖井轴线方向排列的爬杆，所述爬杆卡入卡槽内使爬头悬挂于中心柱上；所述步进装置与爬头连接并安装于轨道上，所述轨道安装于中心柱上，所述步进装置驱动爬头沿竖井的轴线方向移动，从而驱动支撑架沿竖井的轴线方向移动。
[0011]进一步的，还包括支架稳固装置，所述支架稳固装置包括两组沿竖井轴线对称布置的支架组；所述支架组包括两根支杆，所述中心柱上连接有铰接耳，所述支杆的一端设有通孔，另一端连接有支撑板，同一组支架组内的两根支杆分别通过螺栓与同一铰接耳连接，所述支撑板与竖井洞内壁面或衬砌壁相抵。
[0012]一种利用上述任一项所述竖井全环衬砌装置进行竖井衬砌的施工方法，包括如下步骤：开挖，形成竖井洞；底板浇筑，在竖井洞底部浇筑底板；搭建中心柱，浇筑底板时预埋连接件，沿竖井的轴线搭建中心柱，使中心柱与预埋的连接件连接，并使中心柱的中心线与竖井的轴线共线；搭建模板系统，将支撑架套接于中心柱外侧，将两组模板组件分别安装于支撑架上并使两组模板组件沿中心柱对称布置；浇筑第一节段；安装爬升系统，利用爬升系统驱动模板系统移动至下一节段；依次浇筑后续节段直到完成全部浇筑。
[0013]进一步的，在各个节段浇筑前需要进行支模，浇筑后需要进行脱模；所述支模的过程包括：利用径向油缸驱动模板组件沿竖井的径向方向移动至到位；利用脱模油缸驱动次模板绕铰接点转动至就位后，两个模板组件的次模板相抵；安装支撑杆；所述脱模的过程包括：拆卸支撑杆；利用脱模油缸驱动次模板绕铰接点转动向内收缩；利用径向油缸驱动模板组件沿竖井的径向方向移动向内回退。
[0014]进一步的，当模板系统通过支架稳固装置之前，使支杆端部的支撑板与竖井洞的内壁相抵；当模板系统位于支架稳固装置位置时，使支杆处于竖向布置装置；当模板系统通过支架稳固装置之后，使支杆端部的支撑板与衬砌壁相抵。
[0015]有益效果：1.本专利技术利用爬升系统驱动模板系统沿中心柱的移动，无需在已终凝的衬砌壁上设置锚固装置，从而无需破坏衬砌壁，保证了衬砌壁完整性，也无需等待衬砌壁终凝，缩短了施工工期；并且对称布置的两组模板组件能够将衬砌壁浇筑过程中径向方向的作用力传递至中心柱，保证对模板组件的支撑，有效抵抗涨模。
[0016]2.本专利技术在脱模时，利用脱模油缸将次模板向内收回，为主模板提供回退空间，再利用径向油缸带动主模板回退，使脱模过程简单方便，无需进行拆模；而且在支模过程中按
照脱模过程反向移动即可，保证支模的精度。
[0017]3.本专利技术利用防倾覆装置可以避免模板系统在移动和支模时侧向倾倒，提高了模板系统的稳定性；利用支架稳固装置对中心柱进行支撑，并且支杆通过端部的支撑板与竖井洞的内壁或衬砌壁相抵，两组对称布置的支架组能够平衡径向方向的作用力，不仅提高了中心柱的稳定性，还无需将支杆与衬砌壁连接，施工简单、避免对衬砌壁造成破坏。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为衬砌装置支模时的径向截面示意图；图2为衬砌装置支模时的轴向截面示意图；图3为图2中A区域的放大示意图；图4为衬砌装置脱模时的径向截面示意图；图5为支杆的部分截面示意图；图6为竖井衬砌的施工流程图；图7为支架稳固装置的角度示意简图。
[0020]附图标记说明：1、中心柱；2、支撑架；3、模板组件；4、径向油缸；5、爬升系统；6、竖井洞；7、衬砌壁；8、支架稳固装置；31、主模板；32、次模板；33、切口；34、模架；35、移动架；36、脱模油缸；37、支撑杆；38、防倾覆装置；351、本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种竖井全环衬砌装置，其特征在于，包括：中心柱，布置于竖井的中心位置，一端固定于竖井底部，另一端沿竖井轴线方向向上延伸；模板系统，包括支撑架和两组模板组件；所述模板组件位于支撑架上方，并沿竖井径向方向可移动地与支撑架连接；所述支撑架与模板组件之间连接有径向油缸，所述径向油缸驱动模板组件沿竖井的径向方向移动；两组模板组件沿中心柱对称布置；爬升系统，与中心柱可拆卸式地连接，还与支撑架连接；所述爬升系统驱动支撑架沿竖井的轴线方向移动，所述模板组件随支撑架沿竖井的轴线方向移动。2.根据权利要求1所述的一种竖井全环衬砌装置，其特征在于，所述模板组件包括模板、模架和移动架；所述模板包括主模板、以及分别铰接于主模板两端的次模板；所述次模板通过脱模油缸与模架连接，由脱模油缸驱动次模板绕铰接点转动；所述主模板与模架固定连接，所述模架与移动架固定连接，且移动架位于支撑架的上方并沿竖井径向方向可移动地与支撑架连接。3.根据权利要求2所述的一种竖井全环衬砌装置，其特征在于，所述次模板的端面为斜面；支模时，两组模板组件的次模板抵接形成切口，且次模板通过支撑杆与中心柱铰接；同一模板系统内的两片次模板上连接的支撑杆沿中心柱对称布置。4.根据权利要求2所述的一种竖井全环衬砌装置，其特征在于，所述移动架包括两组侧向支架，两组侧向支架通过纵杆相连形成框架结构；所述侧向支架包括第一竖杆和第二竖杆，所述第一竖杆和第二竖杆之间分别连接有底部横杆和顶部横杆；所述底部横杆连接有行走轮，所述行走轮压覆于支撑架上。5.根据权利要求4所述的一种竖井全环衬砌装置，其特征在于，所述底部横杆与支撑架之间设有防倾覆装置；所述防倾覆装置包括连接板、限位轮、连接座、螺纹杆、压紧杆和锁紧螺母，所述连接板与支撑架固定连接，所述限位轮与连接板转动连接并压覆于底部横杆上；所述连接座分别连接第一竖杆和底部横杆并位于第一竖杆与底部横杆的转角处，且所述连接座设有一弧形转角；所述螺纹杆一端与支撑架铰接，另一端穿过压紧杆后与锁紧螺母连接，所述压紧杆压紧于弧形转角处。6.根据权利要求1所述的一种竖井全环衬砌装置，其特征在于，所述爬升系统包括支撑底座、爬升支架、爬头、步进装置和轨道；所述支...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘翔，魏波，鲁新，符谦，陈武林，马鑫，贾双伟，康仲，刘丽，刘稳琪，袁孝，刘云龙，彭学军，汤宇，凌涛，童昌，林巍杰，周军强，龙明华，苏志来，黄玉鹏，张军文，陈志强，刘宏辉，罗田，陆崚，杨雄雄，周帅，毛远安，
申请(专利权)人：中铁五局集团第一工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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