隧道内人行横洞衬砌混凝土施工台车及其施工方法与流程

本发明属于一种隧道内人行横洞衬砌混凝土施工台车及其施工方法。

背景技术：

目前，隧道人行横洞施工空间狭窄，采用传统施工工艺是：先将工字钢台架准确定位并进行固定，然后采用15cm宽的木板拼装侧墙模板下部分，而后进行侧墙下部分混凝土浇筑，等侧墙下部分混凝土浇筑距侧模板顶约50cm左右时，再拼装上部分模板，再进行上部分浇筑，最后封顶浇筑。这种分体式施工工艺繁琐，操作困难，木材浪费大，施工成本高，施工效率低，因模板拼装间歇时间长，影响混凝土施工质量，容易出现蜂窝麻面、错台、色泽不一，跑浆漏浆等现象。而且传统的施工工艺需要的作业人员多，施工过程中容易发生砸伤、触电、机械设备伤害等不安全事故。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种隧道内人行横洞衬砌混凝土施工台车及其施工方法,能提高施工效率和质量，具有结构简单、施工速度快，质量好，制作使用成本低，省时省力，适用性广的优点。

为此,本发明的一种隧道内人行横洞衬砌混凝土施工台车,包括模面板和千斤顶，其中：

平移底托架：用于支撑和移动门框架和模板总成，两根底托纵梁并排呈间隔距离设置，两根底托纵梁的上端面两端部设有供门框架的立柱底端面顶置的平面，两根底托横梁下端面的两端分别与平面内侧的底托纵梁的上端面固定为一体，底托纵梁的下端面上呈间隔距离设有滚球。

或两根底托纵梁并排呈间隔距离设置，供门框架的立柱底端面顶置的两块平面板的下部两端分别固定在底托纵梁的上端面两端部，两根底托横梁下端面的两端分别与平面板内侧的底托纵梁的上端面固定为一体，底托纵梁的下端面上呈间隔距离设有滚球。

门框架：用于支撑固定移动模板总成，四根等长的立柱呈矩形分布，位于长边两侧的两根立柱中部外侧之间通过框架纵梁连成一体，邻边两侧的两根立柱中部和顶部之间分别通过中部横梁和顶部横梁连成一体，两根顶部横梁上端面的中部之间通过顶部纵梁连成一体，顶部纵梁上端面、两侧的框架纵梁外侧面与对应处的模板总成内端面固定为一体，各立柱的下端面顶持在底托纵梁上端面两端部的平面或平面板上，对应底托横梁上端面一侧的各立柱的下部侧面上设有供千斤顶的顶出杆顶持的受力承托板。

模板总成：用于形成截面呈弧形的环状支撑模板，前后呈间隔距离设有的两块曲形面板之间呈间隔距离设有数根曲形横梁，各曲形横梁的外侧由呈间隔距离纵向设置的数根模板纵梁连成一体，各曲形横梁和模板纵梁形成格状曲形模板框架，模板框架的前后端面分别与一曲形面板的一侧面外部连成一体，曲形面板的一侧面内部呈间隔距离设有数个通孔，两曲形面板与各模板纵梁的外端面上履盖有模面板，模面板的两侧上部设有浇筑窗口，两根纵向加强梁分别与两曲形面板及对应处的各曲形横梁的内端面两侧中部固定为一体形成模板总成，模板总成的内端面固定在门框架的外侧上。

液压升降装置：用于升降模板总成，带有模板总成的门框架的各立柱的下端面顶持在底托纵梁上端面两端部的平面或平面板上，四个千斤顶的下端分别置在对应各受力承托板下端面的各底托横梁上端面上，各千斤顶的顶出杆分别顶持在对应的受力承托板上。

楔形固定块：用于固定平移底托架，楔形固定块的侧面呈三角形，数个楔形固定块固定平移底托架时位于平移底托架的下端面侧边与地面之间。

所述的底托横梁上端面的两端为供千斤顶下端顶置的平面，平面的垂直上端为对应立柱上的受力承托板，受力承托板的下端面至底托横梁上端面的垂直距离大于千斤顶收缩时的高度。

所述的模板总成的横截面呈ω形。

所述的一根底托纵梁的下端面上呈间隔距离设有两排滚球，滚球位于凹进底托纵梁的下端面的半圆形滚球槽中，半圆形滚球槽内设有半球形轴碗，中部带有滚球孔的圆环形固定盘通过数个固定螺钉将滚球的中部固定在半圆形滚球槽中，滚球的下部位于圆环形固定盘的滚球孔外端。所述的立柱、框架纵梁、中部横梁和顶部横梁分别用工字钢制成。

所述的模板总成的外周形状和尺寸与隧道内人行横洞的横截面的外周形状和尺寸适配。

本发明的施工方法包括如下步骤：

(1)依待施工的隧道内人行横洞的横截面形状和尺寸制备人行横洞衬砌混凝土施工台车，模板总成的外周形状和尺寸与隧道内人行横洞的横截面的外周形状和尺寸适配，依隧道内人行横洞的设计图纸数据监控测量确定衬砌施工面。

(2)进行衬砌施工面的防排水施工与初砌的钢筋施工：确定施工台车的平移底托架的置放位置及施工台车的中心定位，在初砌的钢筋网上安装预埋件。

(3)施工台车就位：

(a)在施工台车的模面板上涂脱模剂，在门框架内纵向或横向推动施工台车，施工台车在平移底托架下端滚轮的作用下移至初砌的钢筋网内的置放位置，施工台车的横向、纵向位置到位后，用数个楔形固定块置在平移底托架下端面的侧边与地面之间固定平移底托架，而后将四个千斤顶的下端分别置在对应各受力承托板下端面的各底托横梁上端面上，各千斤顶的顶出杆分别顶持在对应的受力承托板上，同步手动操作各千斤顶使千斤顶的各顶出杆通过各立柱上的受力承托板同步向上移动各立柱及门框架和其上的模板总成，待施工台车的中心定位轴线与设计的隧道内人行横洞的横截面的中心定位轴线重合后，停止操作各千斤顶，固定千斤顶的顶出杆于该顶出位置。在各立柱的下端面与垂直对应部的底托纵梁上端面两端部的平面之间的悬空间隙用钢板或楔块板封填以传导压力，或在各立柱的下端面与垂直对应部的底托纵梁上端面的平面板之间的悬空间隙用钢板或楔块板封填以传导压力,固定门框架。

(b)在模板总成外侧下端的间隙处用堵缝板封闭，在模板总成外侧两端至初砌顶面用封挡堵头板通过数个固定螺栓穿过曲形面板上设有的数个通孔固定封挡堵头板内侧，封闭初砌两侧浇筑面。显然，移动施工台车至串接的下一个施工面时，与该施工面初砌混凝土对接的模板总成端面不设封挡堵头板。

(c)在施工台车的门框架内安装输送泵管。

(d)用数根支顶柱斜向顶持在模板总成的两根纵向加强梁下端面至施工台车内地面之间，以加强固定模板总成。

(4)混凝土浇筑：通过混凝土泵车用输送泵管从位于模板总成两侧的浇筑窗口对隧道内人行横洞衬砌进行混凝土浇筑及捣固混凝土；

(5)拆模：待浇筑的混凝土达到一定的强度后，进行拆模，先卸下封挡堵头板和数根支顶柱及位于模板总成外侧下端间隙处的堵缝板。卸下支撑各立柱下端的钢板或楔块板，使模板总成及门框架仅处于各千斤顶的顶出杆分别顶持状态。操作各千斤顶使各顶出杆同步下降，使各立柱的下端面降至底托纵梁上端面两端部的平面或平面板上，同时带动门框架及模板总成及模面板下移，完成脱模。

(6)移模：拿离固定在平移底托架的下端面侧边与地面之间的各楔形固定块，拖动施工台车至下一对接人行横洞衬砌施工面，重复步骤(2)至(6)至人行横洞衬砌的施工完成。

所述的在门框架内纵向或横向推动施工台车可通过人力、或人借助撬杆及顶压千斤顶进行。

所述的施工台车的横向、纵向位置到位是：施工台车的左、右外侧边与施工面设定的隧道内人行横洞的横截面的左、右侧边对齐，施工台车的纵向位置与设定的置放位置对齐且施工台车的中心轴线位于隧道内人行横洞中心轴线的垂直下端。

所述的堵缝板为截面呈矩形的柱体。

上述结构和方法设计实现了本发明的目的。

本发明能提高施工效率和质量，具有结构简单、施工速度快，质量好，制作使用成本低，省时省力，适用性广的优点。

本发明的优点如下：

1、本发明能够在降低施工安全风险，提高施工质量，提高施工效率。用本发明施工的隧道内人行横洞连续成型涛筑，不存影响混凝土的蜂窝麻面、错台、色泽不一，跑浆漏浆等现象，拆模后检测，质量达到优良要求，整体承受力强，省时省力，施工速度快。

2、本发明结构设计合理，能通过更换由主框架支撑的不同尺寸的模板总成即可适用不同直径人行横洞衬砌施工使用，应用范围广。

3、本发明使用成本低，本发明不使用木材，节能环保，采用工地的废旧钢材即可制备本发明，施工成本减少60～70%。

附图说明

图1为本发明的施工台车的结构示意图。

图2为图1的a-a剖面结构示意图。

图3为本发明的平移底托架的局部结构示意图。

具体实施方式

如图1至图3所示,一种隧道内人行横洞衬砌混凝土施工台车，包括模面板35和千斤顶4，其中：

平移底托架1：用于支撑和移动门框架2和模板总成3。两根底托纵梁12并排呈间隔距离设置。两根底托纵梁的上端面两端部设有供门框架的立柱底端面顶置的平面。两根底托横梁11下端面的两端分别与平面内侧的底托纵梁的上端面通过焊接固定为一体。底托纵梁的下端面上呈间隔距离设有滚球13。

或两根底托纵梁并排呈间隔距离设置，供门框架的立柱底端面顶置的两块平面板17的下部两端分别通过焊接固定在底托纵梁的上端面两端部。两根底托横梁下端面的两端分别与平面板内侧的底托纵梁的上端面通过焊接固定为一体。底托纵梁的下端面上呈间隔距离设有滚球。

所述的一根底托纵梁的下端面上呈间隔距离设有两排滚球。滚球位于凹进底托纵梁的下端面的半圆形滚球槽18中，半圆形滚球槽内设有半球形轴碗14，中部带有滚球孔的圆环形固定盘16通过数个固定螺钉15将滚球的中部固定在半圆形滚球槽中，滚球的下部位于圆环形固定盘的滚球孔外端。滚球起轴承或滚轮作用，以方便平移底托架移动和承载压力。

门框架2：用于支撑固定移动模板总成。等长的第一左立柱23、第二左立柱25、第一右立柱22和第二右立柱28呈矩形分布，即分别位于矩形角部。位于长边一侧的第一左立柱和第二左立柱的中部外侧之间及第一右立柱和第二右立柱的中部外侧之间分别通过一根框架纵梁27通过焊接连成一体。

位于相邻边一侧的第一左立柱和第一右立柱的中部和顶部之间通过中部横梁24和顶部横梁21通过焊接连成一体，同理第二左立柱和第二右立柱的中部和顶部之间通过亦通过另一中部横梁和顶部横梁通过焊接连成一体。两根顶部横梁上端面的中部之间通过顶部纵梁29经焊接连成一体。

顶部纵梁上端面、两侧的框架纵梁外侧面与对应处的模板总成内端面(可通过焊接或传统的螺接形式，如在对应面上焊固连接耳，通过螺栓及螺母固定各连接耳)固定为一体。各立柱的下端面顶持在底托纵梁上端面两端部的平面或平面板上，对应底托横梁上端面一侧的各立柱(第一左立柱和第一右立柱；第二左立柱和第二右立柱)的下部侧面上焊接固定有供千斤顶4的顶出杆41顶持的受力承托板26。受力承托板的上端面为三角形，以加强承载压力。

模板总成3：用于形成截面呈弧形的环状支撑模板。前后呈间隔距离设有的两块曲形面板34之间呈间隔距离设有数根曲形横梁33。各曲形横梁的外侧由呈间隔距离纵向设置的数根模板纵梁31通过焊接连成一体。各曲形横梁和曲形面板的外周弧度相同。各曲形横梁和模板纵梁形成格状曲形模板框架。

模板框架的前后端面分别与一曲形面板的一侧面外部通过焊接连成一体。曲形面板的一侧面内部呈间隔距离设有数个通孔36。两曲形面板与各模板纵梁的外端面上履盖(焊固)有模面板35。模面板的两侧上部设有浇筑窗口32。两根纵向加强梁37分别与两曲形面板及对应处的各曲形横梁的内端面两侧中部通过焊接固定为一体形成模板总成。模板总成的内端面固定在门框架的外侧上。所述的模板总成的横截面呈ω形。所述的模板总成的外周形状和尺寸与隧道内人行横洞的横截面的外周形状和尺寸适配。

液压升降装置：用于升降模板总成。带有模板总成的门框架的各立柱的下端面顶持在底托纵梁上端面两端部的平面或平面板上。四个千斤顶的下端分别置在对应各受力承托板下端面的各底托横梁上端面上，各千斤顶4的顶出杆41分别顶持在对应的受力承托板上。所述的底托横梁上端面的两端为供千斤顶下端顶置的平面，平面的垂直上端为对应立柱上的受力承托板，受力承托板的下端面至底托横梁上端面的垂直距离大于千斤顶收缩时的高度。

楔形固定块5：用于固定平移底托架。楔形固定块的侧面呈三角形，数个楔形固定块固定平移底托架时位于平移底托架的下端面侧边与地面之间。

所述的立柱、框架纵梁、中部横梁和顶部横梁分别用工字钢制成。

本发明的施工方法包括如下步骤：

(1)依待施工的隧道内人行横洞的横截面形状和尺寸制备人行横洞衬砌混凝土施工台车，模板总成的外周形状和尺寸与隧道内人行横洞的横截面的外周形状和尺寸适配。依隧道内人行横洞的设计图纸数据监控测量确定衬砌施工面，包括隧道内人行横洞的横截面形状和尺寸及走向。

(2)进行衬砌施工面的防排水施工与初砌的钢筋施工，确定施工台车的平移底托架的置放位置及施工台车的中心定位，在初砌的钢筋网上安装预埋件。衬砌施工面的防排水施工与初砌的钢筋施工为传统工艺，故不再累述。

(3)施工台车就位，包括：

(a)在施工台车的模面板上涂脱模剂。在门框架内纵向或横向推动施工台车，施工台车在平移底托架下端滚轮的作用下移至初砌的钢筋网内的置放位置，初砌的钢筋网位于模面板的上端和两侧面。施工台车的横向、纵向位置到位后，所述的施工台车的横向、纵向位置到位是：施工台车的左、右外侧边与施工面设定的隧道内人行横洞的横截面的左、右侧边对齐，施工台车的纵向位置与设定的置放位置对齐且施工台车的中心轴线位于隧道内人行横洞中心轴线的垂直下端。而后，用数个楔形固定块置在平移底托架下端面的侧边与地面之间固定平移底托架，使平移底托架固定在衬砌施工面的地面上，不能移动。而后将四个千斤顶的下端分别置在对应各受力承托板下端面的各底托横梁上端面上，各千斤顶的顶出杆分别顶持在对应的受力承托板上，同步手动操作各千斤顶使千斤顶的各顶出杆通过各立柱上的受力承托板同步向上移动各立柱及门框架和其上的模板总成，待施工台车的中心定位轴线与设计的隧道内人行横洞的横截面的中心定位轴线重合后，停止操作各千斤顶。

在各立柱的下端面与垂直对应部的底托纵梁上端面两端部的平面之间的悬空间隙用钢板或楔块板封填以传导压力，或在各立柱的下端面与垂直对应部的底托纵梁上端面的平面板之间的悬空间隙用钢板或楔块板封填以传导压力,固定门框架。

(b)在模板总成外侧下端的间隙处用堵缝板封闭，所述的堵缝板为截面呈矩形的柱体，以限位涛筑的混凝土。

在模板总成外侧两端至初砌顶面用封挡堵头板通过数个固定螺栓穿过曲形面板上设有的数个通孔固定封挡堵头板内侧，封闭初砌两侧浇筑面。

(c)在施工台车的门框架内安装输送泵管。

(d)用数根支顶柱斜向顶持在模板总成的两根纵向加强梁下端面至施工台车内地面之间，以加强固定模板总成。

(4)混凝土浇筑：通过混凝土泵车用输送泵管从位于模板总成两侧的浇筑窗口对隧道内人行横洞衬砌进行混凝土浇筑及捣固混凝土；

(5)拆模：待浇筑的混凝土达到一定的强度后，进行拆模，先卸下封挡堵头板和数根支顶柱及位于模板总成外侧下端间隙处的堵缝板，卸下支撑各立柱下端的钢板或楔块板，使模板总成及门框架仅处于各千斤顶的顶出杆分别顶持状态，操作各千斤顶使各顶出杆同步下降，使各立柱的下端面降至底托纵梁上端面两端部的平面或平面板上，同时带动门框架及模板总成下移，完成脱模。

(6)移模：拿离固定在平移底托架的下端面侧边与地面之间的各楔形固定块，拖动施工台车至下一对接人行横洞衬砌施工面，重复步骤(2)至(6)至人行横洞衬砌的施工完成。

所述的在门框架内纵向或横向推动施工台车可通过人力、或人借助撬杆及顶压千斤顶进行。

总之，本发明能提高施工效率和质量，具有结构简单、施工速度快，质量好，制作使用成本低，省时省力，适用性广的优点。