一种水工隧洞环向预应力混凝土衬砌锚具槽填充的施工装置的制作方法

本实用新型涉及土木工程领域，尤其涉及一种水工隧洞环向预应力混凝土衬砌锚具槽填充的施工装置。

背景技术：

锚具槽是水工隧洞无粘结预应力混凝土结构的重要组成部分，锚具槽的二次填充是预应力锚索、锚头防腐蚀保护的最后一道屏障，关系着整个预应力结构的长期耐久性。目前，锚具槽通常使用普通混凝土填充，由于混凝土固有的收缩特性，再加锚具槽内锚索密集、充填间隙小等原因，国内已有工程出现了锚具槽填充混凝土振捣不密实，新老混凝土交界面开裂，锚索端部漏油发生被腐蚀的现象，严重威胁着预应力结构的安全。

无粘结预应力技术在我国水利水电工程中已广泛应用，但在长距离有压输水隧洞中的应用还较少，其结构长期耐久性是制约该项技术推广应用的主要障碍之一。近年来，随着鄂北调水、吉林中部城市调水等国家重点水利工程项目的相继开工，以及珠三角西水东调、滇中调水、各地备用水源建设等工程有望开工建设，国家大规模水利建设迫切需要隧洞预应力混凝土衬砌技术的不断创新和发展。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种水工隧洞环向预应力混凝土衬砌锚具槽填充的施工装置，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种水工隧洞环向预应力混凝土衬砌锚具槽填充的施工装置，包括面板、支撑杆、拉杆和端头；所述支撑杆的两端分别与所述端头和所述面板连接，所述面板的上端设置有一注料嘴，所述面板远离所述支撑杆的一侧与所述锚具槽紧密贴合；所述端头包括横梁和与所述横梁固定连接的套筒，所述拉杆的两端分别与所述横梁和所述混凝土衬砌相连，所述套筒内部设置有内螺纹，所述支撑杆远离所述面板的一端上设置有外螺纹，所述内螺纹与所述外螺纹啮合，所述支撑杆通过旋入或旋出套筒，以对面板产生不同的支撑力。

优选的，所述施工装置包括至少三个支撑杆，所述面板上对应所述支撑杆设置有至少三个角钢，各所述支撑杆远离所述端头的一端分别抵制在相应的角钢上。

优选的，各所述角钢在所述面板的高度方向上自上而下依次设置，各所述角钢处于同一直线上，且相邻两角钢之间相距一定距离，令所述支撑杆与面板之间围成一个三角形。

优选的，所述注料嘴位于面板上最上游角钢的上方，且与该角钢相距一定距离，所述面板向远离所述支撑杆的方向弯折形成一定的弧度。

优选的，所述施工装置包括至少两个拉杆，各所述拉杆均垂直于支撑杆设置，且各所述拉杆的两端分别与所述横梁和所述混凝土衬砌相连。

本实用新型的有益效果是：本实用新型中的水工隧洞环向预应力混凝土衬砌锚具槽填充施工装置，具有设计精度高、安装简单、可重复使用的特点。

附图说明

图1是本实用新型实施例中施工装置的主视图；

图2是本实用新型实施例中施工装置的侧视图；

图3是本实用新型实施例中端头的放大图；

图4是本实用新型实施例中端头侧视图；

图5是本实用新型实施例中施工过程中锚具槽的示意图。

图中：1、面板；2、支撑杆；3、拉杆；4、注料嘴；5、角钢；6、端头；7、套筒；8、横梁；9、压水管；10、进水口；11、开口；12、锚具槽；13、混凝土衬砌；14、混凝土；15、新老混凝土粘结面。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例一

如图1至4所示，本实施例中提供了一种水工隧洞环向预应力混凝土衬砌锚具槽填充的施工装置，包括面板1、支撑杆2、拉杆3和端头6；所述支撑杆2的两端分别与所述端头6和所述面板1连接，所述面板1的上端设置有一注料嘴4，所述面板1远离所述支撑杆2的一侧与所述锚具槽紧密贴合；所述端头6包括横梁8和与所述横梁8固定连接的套筒7，所述拉杆3的两端分别与所述横梁8和所述混凝土衬砌相连，所述套筒7内部设置有内螺纹，所述支撑杆2远离所述面板1的一端上设置有外螺纹，所述内螺纹与所述外螺纹啮合，所述支撑杆2通过旋入或旋出套筒7，以对面板1产生不同的支撑力。

本实施例中，所述施工装置包括至少三个支撑杆2，所述面板1上对应所述支撑杆2设置有至少三个角钢5，各所述支撑杆2远离所述端头6的一端分别抵制在相应的角钢5上。

本实施例中，各所述角钢5在所述面板1的高度方向上自上而下依次设置，各所述角钢5处于同一直线上，且相邻两角钢5之间相距一定距离，令所述支撑杆2与面板1之间围成一个三角形。

本实施例中，所述注料嘴4位于面板1上最上游角钢5的上方，且与该角钢5相距一定距离，所述面板1向远离所述支撑杆2的方向弯折形成一定的弧度。

本实施例中，所述施工装置包括至少两个拉杆3，各所述拉杆3均垂直于支撑杆2设置，且各所述拉杆3的两端分别与所述横梁8和所述混凝土衬砌相连。

本实施例中，面板1用于将锚具槽围成密封的空间，面板1具有符合设计要求的弧度，与混凝土衬砌洞径的弧度相同，能贴合紧密；面板1上的注料嘴4用于向锚具槽内灌注自密实微膨胀混凝土，当面板1安装完成后，注料嘴4的外檐应高出锚具槽的最高点，保障自密实微膨胀混凝土通过自重完全充满锚具槽；面板1上的角钢5是支撑杆2支持面板1的支点，传递支撑杆2的支撑力使面板1紧紧的贴在混凝土衬砌上，支撑杆2用来支撑面板1，一端顶托面板1，一端与端头6上的套筒7通过螺纹连接，支撑杆2利用螺纹调节其有效长度产生支撑力，顶托面板1，拉杆3用于连接端头6和混凝土衬砌，形成闭环，使支撑通过调节自身长度产生支撑力，顶托面板1，拉杆3一端与混凝土衬砌固定，一端与端头6上的横梁8连接。

实施例二

如图5所示，本实施例中详述了水工隧洞环向预应力混凝土衬砌锚具槽填充的施工过程，以及施工装置在施工过程中的使用方式。施工过程如下：

步骤一、在锚具槽12底部边缘埋设压水管9，所述压水管9的进水口10伸出锚具槽12；所述压水管9的材质为铝、铜等金属；

步骤二、安装所述施工装置；

步骤三、现场机械搅拌制备自密实微膨胀混凝土14；

步骤四、通过施工装置上的注料嘴向锚具槽12内灌注自密实微膨胀混凝土14；

步骤五、保湿养护步骤b4浇筑的自密实微膨胀混凝土14，直至规定龄期，之后拆除所述施工装置；所述保湿养护的方式为采用洒水、湿麻袋或湿无纺布等；

步骤六、经所述进水口10向所述压水管9内灌注压力水，记录水压力并观察新老混凝土粘结面15是否渗水，评价锚具槽12的填充效果。所述加水过程为从0时开始，每隔10分钟提高0.1mpa，直至达到规定的压力值。

本实施例中，所述施工装置的安装过程如下，

步骤一、在锚具槽12两侧的混凝土衬砌13中安装膨胀螺栓或预留埋件；

步骤二、利用所述拉杆3将所述端头与混凝土衬砌13连接；

步骤三、将各所述支撑杆2带螺纹的一端对应旋入所述端头6上相应的套筒7内；

步骤四、在所述面板1靠近所述支撑杆2的一侧涂刷脱模剂，安放面板1使其完全盖住锚具槽12，保证面板1上的注料嘴4外檐高于锚具槽12的最高点；

步骤五、将各支撑杆2远离所述端头6的一端分别对应顶在相应的角钢5上，调节各所述支撑杆2的有效长度，使各所述支撑杆2紧紧的顶托住面板1。

本实施例中，所述压水管9上间隔设置有多个开口11，各所述开口11处均用棉线缠绕，以阻挡水泥浆进入压水管9。

本实施例中，所述压水管9的进水口10所在端延伸出所述锚具槽12；所述压水管9的进水口10通过连接管与水泵相连，所述连接管上设置有测量连接管内水压的压力表。所述水泵为简易的手动式或机械式水泵；所述压力表为机械式或数显式压力表，能够显示并控制水压力值。

通过采用本实用新型公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：

本实用新型提供了一种水工隧洞环向预应力混凝土衬砌锚具槽填充的施工装置，本实用新型中的水工隧洞环向预应力混凝土衬砌锚具槽填充施工装置具有设计精度高、安装简单、可重复使用的特点。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。