一种口子件模型的制作方法

本技术涉及隧道建设施工设备，具体而言，涉及一种口子件模型。

背景技术：

1、在城市轨道交通及地下工程建设领域，盾构法因施工效率高、对周边环境影响小等优势，已成为隧道开挖的主流技术，而盾构隧道断面多优先采用圆形结构，核心原因在于圆形断面能更合理地分散地层压力，结构受力稳定性显著优于其他形状，可有效提升隧道整体承载能力与使用寿命；在圆形盾构隧道的后续配套施工中，为满足路面铺设需求，需将圆形隧道底部处理为平面结构；若采用全混凝土填充方式形成该平面，一方面会消耗大量混凝土材料，大幅增加工程成本；另一方面会显著提升隧道整体自重，可能对隧道基础承载及周边地层稳定性产生不利影响，不符合工程建设的经济性与安全性要求。

2、基于此，口子件作为适配圆形盾构隧道的关键预制构件应运而生；口子件底面设计为与圆形隧道内壁贴合的弧形结构，可紧密附着于隧道底部；顶面为平整平面，能直接作为隧道路面的核心组成部分；同时，口子件中部设有空心通道，不仅可用于容纳电缆、给排水管道等市政设施，实现隧道空间的多功能利用，还能大幅减少混凝土用量，降低构件自重与工程成本，因此在我国城市地铁隧道、综合管廊等地下工程中应用愈发广泛；然而，当前口子件的预制生产仍依赖传统大型模具，其结构设计存在明显缺陷：外模普遍采用四块独立模板拼合而成，内模虽具备向内收紧的脱模功能，但无论是外模还是内模，在完成混凝土浇筑后均需通过大型吊具进行整体吊离；该操作方式不仅需要投入大量人力配合吊具对位，工序繁琐、费工费时，严重制约口子件的生产效率；更关键的是，吊离过程中模板易因重心偏移、吊点不稳等问题发生晃动、碰撞，甚至存在模板坠落的安全隐患，对施工现场人员安全与设备完好性构成威胁。

3、随着我国城市化进程的加速，城市地下工程对口子件的需求量持续增长，传统模具的低效与高风险问题愈发凸显，亟需设计一种适配城市地铁隧道口子件预制、能兼顾生产效率与施工安全的专用模型，以满足工程建设的实际需求，其推广应用前景十分广阔。

技术实现思路

1、本实用新型旨在提供一种口子件模型，以解决现有技术中口子件混凝土浇筑困难、模板脱合模不便，作业效率低、产品质量低、依赖人工操作和劳动强度大的问题。

2、本实用新型的实施例是这样实现的：

3、本实用新型实施例提供一种口子件模型，其包括内模、外模、底模和液压系统，上述内模和上述外模的底部均法兰连接有地面行走机构；

4、上述外模采用侧包底的组合方式，上述外模具有第一大直段、第一短直段、第二短直段和第一圆弧段，合模状态下上述外模形成回字形结构，上述第一大直段、上述第一短直段、上述第二短直段和上述第一圆弧段的外侧均连接有外伸缩液压缸，液压系统连接于外伸缩液压缸；

5、上述内模具有第二大直段、第三短直段旋转块、第四短直段旋转块、第一小弧段旋转块、第二小弧段旋转块和第一弧段，上述内模的内部具有驱动上述第二大直段、上述第三短直段旋转块、上述第四短直段旋转块、上述第一小弧段旋转块、上述第二小弧段旋转块和上述第一弧段摆动或移动的内伸缩液压缸，液压系统连接于内伸缩液压缸；

6、上述底模下部设置有与上述地面行走机构适配的液压走行轨道。

7、使用时，将上述地面行走机构分别安装至上述内模、上述外模的底部；其中上述外模由上述第一大直段、上述第一短直段、上述第二短直段和上述第一圆弧段拼合组成，上述内模由上述第二大直段、上述第三短直段旋转块、上述第四短直段旋转块、上述第一小弧段旋转块、上述第二小弧段旋转块和上述第一弧段组装而成，安装上述地面行走机构时需保证其与上述液压走行轨道精准适配；接着启动液压系统，通过内伸缩液压缸使得上述第二大直段、上述第三短直段旋转块、上述第四短直段旋转块、上述第一小弧段旋转块、上述第二小弧段旋转块和上述第一弧段展开，便于合围成上述内模，上述地面行走机构驱动上述内模沿上述液压走行轨道移动至上述底模预设位置，完成上述内模定位后将钢筋笼吊装入上述内模与上述底模围合的空间；再通过外伸缩液压缸驱动上述外模沿上述液压走行轨道向上述内模方向移动，使上述外模与上述内模、上述底模逐步贴合，待上述外模与上述内模合模到位后，将上述内模与上述外模紧固，随后即可进行混凝土浇筑作业；浇筑完成且混凝土达到脱模强度后，再次启动液压系统，通过上述地面行走机构分别驱动上述外模、上述内模沿上述液压走行轨道向远离成品的方向移动，实现脱模，最后将成品吊运离场，完成单次口子件预制作业。

8、本实施方案公开的一种口子件模型由于采用上述内模、上述外模与上述底模的协同设计，搭配上述地面行走机构与上述液压走行轨道，通过液压系统驱动实现上述内模、上述外模的精准走行与脱合模，无需依赖吊具吊离模板，有效规避了传统模具脱合模时费工费时及安全事故风险，进而使得一种口子件模型具有能够顺利完成混凝土浇筑、便于模板脱合模、提高了作业效率、提高了产品质量、减少了人工和降低了劳动强度的有益效果。

9、可选地：上述第一短直段、上述第二短直段和上述第一圆弧段的顶端均连接有浇筑平台，上述浇筑平台的外边缘垂直连接有防护栏杆。

10、如此设置，上述浇筑平台能为工人混凝土浇筑作业提供稳定、全覆盖的操作空间，避免工人在无支撑区域作业的安全风险；同时，上述浇筑平台外边缘垂直连接的上述防护栏杆，可有效防止工人在作业过程中意外坠落，进一步提升施工安全性，且该结构设计与外模整体适配性强，无需额外搭建临时操作架，减少了施工准备时间，间接提高口子件预制作业效率，保障作业过程安全与高效的统一。

11、可选地：上述第一大直段的顶端连接有操作平台，上述操作平台的两端连接有爬梯，上述爬梯的两侧均垂直固定连接有扶手。

12、如此设置，通过在上述第一大直段顶端连接上述操作平台，为工人开展口子件模型合模检查、预埋件调整等作业提供了稳定的操作载体，避免工人依托临时支撑作业的安全隐患；同时，上述操作平台两端连接的上述爬梯配合两侧垂直固定的上述扶手，既为工人上下上述操作平台提供了便捷通道，又能通过上述扶手形成防护，防止工人攀爬过程中意外滑落，整体结构与模型主体适配性强，无需额外搭建辅助设施，减少施工准备工序，在提升作业安全性与便利性的同时，间接保障口子件预制效率与作业质量。

13、可选地：上述第一大直段、上述第一短直段、上述第二短直段和上述第一圆弧段的结构分为上中下三层，且中间层设置有用于调节模型高度的调节块。

14、如此设置，这样可通过增减或更换调节块灵活调整模型整体高度，无需为不同高度规格的口子件单独制作整套模板，实现“一模多用”，大幅降低模板制作与更换成本；同时，分层结构与调节块的设计适配模型原有装配逻辑，调节操作简单便捷，无需对模型主体结构进行改造，减少了规格切换时的施工准备时间，间接提升口子件预制作业效率，兼顾经济性与实用性。

15、可选地：上述地面行走机构包括安装在上述内模、上述外模底部以及上述爬梯底部的走行轮，上述走行轮与上述底模下部的上述液压走行轨道滑动配合，且上述地面行走机构与液压系统传动连接。

16、如此设置，借助液压系统驱动上述走行轮沿轨道移动实现内模、外模脱合模，无需依赖吊具吊离模板，既避免了吊离过程中可能发生的安全事故，降低施工安全风险，又替代人工推动模板的传统方式，减少人工操作与劳动强度；同时，上述走行轮沿轨道滑动的方式能保证脱合模过程中模板移动的稳定性与精准性，避免模板偏移影响口子件预制尺寸，在提升脱合模作业安全性、便捷性的同时，保障口子件生产质量与作业效率。

17、可选地：还包括快速定位工装，上述快速定位工装具有用于定位预埋钢套筒的定位螺栓、用于定位手孔预埋弯套管的弯芯棒，以及开设在模型指定位置的通孔和观察孔。

18、如此设置，这样能够针对口子件预制中关键预埋件实现精准定位，有效满足口子件长度方向0mm至+5mm、宽度和高度±5mm、对角线之差±5mm的尺寸偏差要求，保障产品整体质量；同时，通孔与观察孔方便工人现场操作与定位校验，无需拆解模型即可确认预埋件位置，减少人工调整工序与操作难度，在提升预埋件定位效率与准确性的同时，降低因定位偏差导致的返工成本，助力口子件高质量预制。

19、可选地：上述外模上还设置有附着式振动器，附着式振动器分别安装于上述外模的下部、中部和上部，且上述外模最底部的附着式振动器为优先启动单元。

20、如此设置，这样能在混凝土分层浇筑过程中针对性开展辅助振捣，优先强化口子件下部混凝土振捣效果，有效排出混凝土内部气泡，避免因气泡残留导致的构件密实度不足、表面蜂窝麻面等质量问题，保障口子件产品强度与外观质量；同时，分层设置的振动器可配合浇筑进度灵活启停，无需人工手持振捣设备作业，减少人工操作强度与振捣盲区，在提升混凝土浇筑质量的同时，进一步保障口子件预制作业效率与成品合格率。

21、可选地：还包括上拉杆和下拉杆，上述上拉杆和上述下拉杆分别沿上述内模和上述外模的高度方向间隔设置，且上述上拉杆和上述下拉杆的两端分别与上述内模和上述外模可拆卸连接。

22、如此设置，这样能在模型合模后对上述内模和上述外模形成稳定的纵向紧固作用，有效防止混凝土浇筑过程中因侧压力导致的模板变形、位移，保障口子件预制尺寸精准度；同时，可拆卸连接方式便于脱模时快速拆离上述上拉杆和上述下拉杆，无需破坏模板结构，既降低操作难度、减少人工工时，又能保护模板延长其使用寿命，兼顾口子件生产质量与模型使用经济性，助力高效完成口子件预制作业。

23、可选地：上述底模下方设置有可调节的基座，上述基座上设有用于在立模阶段对上述底模及上述液压走行轨道进行水平度校准水平的调节螺栓。

24、如此设置，这样能在立模阶段便捷地对上述底模及上述液压走行轨道进行水平度校准，有效避免因上述底模或轨道倾斜导致上述内模、上述外模走行偏移、合模尺寸不准的问题，保障口子件预制尺寸符合偏差要求；同时，无需依赖外部复杂调平设备，调平操作简单高效，减少立模准备时间，间接提升作业效率，且可调节的上述基座能适配不同施工场地的地面平整度，增强模型在不同工况下的适用性，为口子件高质量预制奠定基础。

25、可选地：上述操作平台包括设置在上述外模外侧的走台板，上述走台板通过支架与外模固定连接，上述走台板的高度与上述浇筑平台的高度相适配，上述走台板上设有护栏。

26、如此设置，这样能为工人提供与浇筑作业区域高度匹配的连贯操作空间，避免工人在不同高度作业面切换的安全隐患；同时，上述走台板上的上述护栏可有效防止工人作业时意外坠落，提升施工安全性，且该结构与上述外模一体化设计，无需额外搭建临时操作台，减少施工准备工序，在保障作业安全与便捷性的同时，间接提升口子件预制作业效率，助力高质量完成口子件预制。

27、可选地：上述快速浇筑工装还具有三棱柱样式盖板，上述三棱柱样式盖板罩设在上述内模的顶端上，上述三棱柱样式盖板上设有四个用于引导混凝土的斜面；

28、上述三棱柱样式盖板的外缘尺寸大于上述内模的顶部外缘尺寸，上述三棱柱样式盖板的四个上述斜面的倾斜角度为30°～45°。

29、如此设置，这样既能借助上述斜面精准引导混凝土流入模型顶部灌注口，解决了传统料斗下料难、易漏料的问题，避免混凝土浪费与环境污染，又能通过适配的外缘尺寸和倾斜角度保证混凝土下料顺畅高效，无需人工反复调整料斗位置；同时，该盖板结构简单、易清理，减少后续维护操作，在提升口子件混凝土浇筑效率的同时，保障浇筑作业的便捷性与经济性，助力口子件预制作业高效推进。

30、可选地：上述三棱柱样式盖板上设有若干均匀分布的吊耳。

31、如此设置，一方面能借助吊具便捷地实现上述三棱柱样式盖板的吊装安装与拆卸，无需人工搬运，降低工人劳动强度，同时避免搬运过程中上述三棱柱样式盖板磕碰损坏；另一方面，均匀分布的上述吊耳可保证上述三棱柱样式盖板吊装时受力平衡，防止上述三棱柱样式盖板倾斜导致混凝土洒漏或安装错位，确保上述三棱柱样式盖板精准罩设在上述内模顶端以高效引导混凝土浇筑，兼顾作业便捷性与浇筑稳定性，间接提升口子件预制效率与质量。

32、可选地：上述爬梯的顶部与上述浇筑平台平齐，上述爬梯的底部与上述地面行走机构连接。

33、如此设置，通过使上述爬梯顶部与上述浇筑平台平齐，能让工人从上述爬梯直接平稳过渡至上述浇筑平台，避免因高度差导致的上下平台不便或绊倒风险，提升作业便利性与安全性；同时，上述爬梯底部与上述地面行走机构连接，可使上述爬梯随上述内模和上述外模同步移动，无需在模板走行后重新调整爬梯位置，减少施工调整工序，且无需额外搭建独立爬梯，降低辅助设施成本，在保障工人上下上述浇筑平台便捷安全的同时，间接提升口子件预制作业效率，适配模型整体作业流程。

34、可选地：上述第一大直段和上述第一圆弧段对应的上述浇筑平台下部均设有支撑柱，上述支撑柱的一端通过法兰盘连接在浇筑平台的下部，上述支撑柱的另一端通过法兰盘连接在对应的上述液压走行轨道内上述地面行走机构上。

35、如此设置，这样既能为上述浇筑平台提供稳定的竖向支撑，避免工人在平台作业时因平台受力变形引发安全隐患，又能借助法兰盘实现上述支撑柱与上述浇筑平台、上述地面行走机构的牢固连接，保障支撑结构的可靠性；同时，上述支撑柱与上述地面行走机构联动，可随上述外模通过上述地面行走机构沿上述液压走行轨道移动，无需在模板走行后重新拆装支撑结构，减少施工调整工序，在提升浇筑作业安全性与稳定性的同时，间接保障口子件预制作业效率，适配模型整体作业流程。

36、可选地：上述第一短直段和上述第二短直段的外侧均设有立柱，上述立柱底端连接在对应的上述地面行走机构上，上述立柱的侧面法兰连接在上述第一短直段或上述第二短直段的外壁上。

37、如此设置，这样既能为上述第一短直段和上述第二短直段提供稳定的侧向支撑，避免混凝土浇筑时短直段因受侧压力发生变形或位移，保障口子件预制尺寸精准，又能借助法兰连接实现上述立柱与上述第一短直段或上述第二短直段的牢固装配，同时上述立柱随上述地面行走机构与短直段同步移动，无需在模板走行前后单独拆装支撑结构，减少施工工序；此外，该支撑方式无需额外搭建临时支架，降低人工操作与辅助成本，在提升外模结构稳定性与作业便捷性的同时，间接保障口子件预制作业效率与成品质量。

38、综合以上描述，本实用新型公开的一种口子件模型具有能够顺利完成混凝土浇筑、便于模板脱合模、提高了作业效率、提高了产品质量、减少了人工和降低了劳动强度的有益效果。