衬砌结构及其施工方法与流程

1.本公开涉及隧道施工技术领域，尤其涉及一种衬砌结构及其施工方法。


背景技术：

2.目前国内外施工隧道衬砌的方式大多采取衬砌台车施工，衬砌边墙一般从衬砌台车窗口处浇筑混凝土，采用插入式振捣方式，其质量一般能得到保证，但衬砌拱部属于从下到上浇筑混凝土，一般采用附着式振捣器进行振捣，无法做到可视施工，虽有较多的防止和检测手段，但仍会发生隧道衬砌厚度不足，并伴有衬砌背后存在空洞，造成衬砌开裂产生脱落掉块的现象，也有部分隧道施工缝和衬砌表面混凝土修补粘结不牢产生脱落掉块的现象。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本公开提供了一种衬砌结构及其施工方法。
4.第一方面，本公开提供了一种衬砌结构，包括：衬砌本体、护板和预留层；
5.所述护板通过锚固结构安装在所述衬砌本体的内表面上；
6.所述衬砌本体的顶部与隧道内壁之间的间隙形成所述预留层，所述预留层用于进行所述衬砌本体的浇筑工作，所述预留层内填充有支撑结构。
7.可选的，所述锚固结构为为t型钢，所述t型钢的根部与所述护板连接，头部伸入到所述衬砌本体内并与所述衬砌本体锚固。
8.可选的，所述t型钢的数量为多个，多个所述t型钢沿所述隧道延伸方向排布，所述t型钢沿所述隧道的周向方向延伸。
9.可选的，还包括隔板，所述隔板贴附设置在所述隧道内壁上，所述隔板用于将所述预留层和所述隧道内壁分隔开以及将所述衬砌本体和所述隧道内壁分隔开。
10.可选的，所述护板为浇筑所述衬砌本体的浇筑内模板。
11.可选的，所述支撑结构为泡沫混凝土。
12.可选的，所述护板上设有吊环结构。
13.第二方面，本公开提供了一种如上所述的衬砌结构的施工方法，包括以下步骤：
14.步骤一：将隧道的拱部向上扩挖，扩挖空间与预留层的形状相匹配；
15.步骤二：在隧道内壁上的设定段安装隔板；
16.步骤三：将护板和护板支撑架组装，并运输到隧道的设定位置；
17.步骤四：从预留层的位置开始浇筑衬砌本体；
18.步骤五：浇筑完毕后，将预留层填充泡沫混凝土；
19.步骤六：将护板和护板支撑架分离。
20.可选的，所述步骤三和所述步骤四之间，还包括将衬砌本体的钢筋结构分两步绑扎，钢筋结构的外层钢筋正常绑扎，内层钢筋待护板和护板支撑架组装完成后绑扎在护板上。
21.可选的，当所述护板和护板支撑架移动到隧道内的设定位置后，施工人员从护板朝向隧道内侧的一端到护板朝向隧道外侧的一端依次绑扎完用于连接所述外层钢筋和所述内层钢筋的拉筋。
22.本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
23.本公开提供的衬砌结构，通过预留层的设置，能够在浇筑衬砌本体时，工人可以在预留层的位置从上而下完成浇筑工作，从而保证可视化工作，不需要使用附着式振捣器进行振捣工作，即可振捣密实，同时可以防止出现衬砌背后存在空洞的情况，应当能够理解的是，利用泵管在预留层处进行浇筑工作，还能避免传统方法中反复接、换泵管的复杂工作，显著地提高施工效率，也避免了传统方法中设置窗口带来的混凝土错台的情况发生；通过护板和锚固结构的设置，能够在衬砌本体浇筑完成后，使护板留在衬砌本体上，形成一体结构，通过护板防止衬砌混凝土脱落，从而提高安全性。
附图说明
24.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
25.为了更清楚地说明本公开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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本公开实施例所述的衬砌结构的结构示意图；
27.图2为本公开实施例所述的衬砌结构的施工方法流程图；
28.图3为本公开实施例所述的衬砌结构中的护板部分安装在护板支撑架上的结构示意图；
29.图4为本公开实施例所述的衬砌结构的护板完全安装在护板支撑架上的结构示意图。
30.其中，1、衬砌本体；2、护板；3、预留层；4、隔板；5、隧道；6、护板支撑架。
具体实施方式
31.为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
32.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
33.目前国内外施工隧道衬砌的方式大多采取衬砌台车施工，衬砌边墙一般从衬砌台车窗口处浇筑混凝土，采用插入式振捣方式，其质量一般能得到保证，但衬砌拱部属于从下到上浇筑混凝土，一般采用附着式振捣器进行振捣，无法做到可视施工，虽有较多的防止和检测手段，但仍会发生隧道衬砌厚度不足，并伴有衬砌背后存在空洞，造成衬砌开裂产生脱落掉块的现象，也有部分隧道施工缝和衬砌表面混凝土修补粘结不牢产生脱落掉块的现象。
34.基于此，本实施例提供一种衬砌结构及其施工方法，通过预留层的设置，能够在浇筑衬砌本体时，工人可以在预留层的位置从上而下完成浇筑工作，从而保证可视化工作，不需要使用附着式振捣器进行振捣工作，即可振捣密实，同时可以防止出现衬砌背后存在空洞的情况，应当能够理解的是，利用泵管在预留层处进行浇筑工作，还能避免传统方法中反复接、换泵管的复杂工作，显著地提高施工效率，也避免了传统方法中设置窗口带来的混凝土错台的情况发生；通过护板和锚固结构的设置，能够在衬砌本体浇筑完成后，使护板留在衬砌本体上，形成一体结构，通过护板防止衬砌混凝土脱落，从而提高安全性。下面通过具体的实施例对其进行详细说明：
35.参照图1至图4所示，本实施例提供的一种衬砌结构包括：衬砌本体1、护板2和预留层3；护板2通过锚固结构安装在衬砌本体1的内表面上；衬砌本体1的顶部与隧道5内壁之间的间隙形成预留层3，预留层3用于进行衬砌本体1的浇筑工作，预留层3内填充有支撑结构。
36.其中，通过预留层3的设置，能够在浇筑衬砌本体1时，工人可以在预留层3的位置从上而下完成浇筑工作，从而保证可视化工作，不需要使用附着式振捣器进行振捣工作，即可振捣密实，同时可以防止出现衬砌背后存在空洞的情况，应当能够理解的是，利用泵管在预留层3处进行浇筑工作，还能避免传统方法中反复接、换泵管的复杂工作，显著地提高施工效率，也避免了传统方法中设置窗口带来的混凝土错台的情况发生；通过护板2和锚固结构的设置，能够在衬砌本体1浇筑完成后，使护板2留在衬砌本体1上，形成一体结构，通过护板2防止衬砌混凝土脱落，从而提高安全性。
37.在一些实施例中，锚固结构为为t型钢，t型钢的根部与护板2连接，头部伸入到衬砌本体1内并与衬砌本体1锚固，需要说明的是，还可以使用其他连接方式将护板2固定在衬砌本体1上，如工字钢、槽钢、钢板、钢筋等，只要能够保证护板2稳定的保持在衬砌本体1上就好；需要说明的是，t型钢的宽度不大于衬砌本体1主筋的净间距，t型钢的高度不大于衬砌本体1的主筋的净排距；在一些实施例中，衬砌本体1的主筋为φ20钢筋，间距200mm，衬砌本体1厚度为380mm，钢筋保护层均为40mm；t型钢宽度小于不大于180mm(200-20＝180mm)，t型钢高度不大于280mm(380-40-40-20＝280mm)，t型钢纵向间距为0.5-1.0m。
38.在进一步的实施例中，t型钢的数量为多个，多个t型钢沿隧道5延伸方向排布，t型钢沿隧道5的周向方向延伸；这样设置不仅能够提高护板2和衬砌本体1的连接强度，还能在浇筑衬砌本体1时，让顶部的混凝土沿t型钢自身的槽状结构向下自然滑落，从而进一步保证衬砌本体1的浇筑效果稳定、牢固。
39.继续参照图1所示，该衬砌结构还包括隔板4，隔板4贴附设置在隧道5内壁上，隔板4用于将预留层3和隧道5内壁分隔开以及将衬砌本体1和隧道5内壁分隔开；应当能够理解的是，隔板4可以使用eva防水板，铺设在实际初期的支护表面，也就是在拱部位置铺设在预留层3的上方。
40.据需参照图1、图3和图4所示，护板2为浇筑衬砌本体1的浇筑内模板；护板2可以在隧道5外搭设在台车上的护板支撑架6上进行组装，使用台车运输到隧道5内指定位置，并完成衬砌本体1的浇筑动作以后，可以使护板2和护板支撑架6脱离，将护板2直接留在衬砌本体1上。
41.在一些实施例中，支撑结构为泡沫混凝土，应当能够理解的是，支撑结构也可以是其他轻质支撑材料或填塞材料，只要能够填塞满预留层3即可。
42.在进一步的实施例中，护板2上设有吊环结构；通过吊环结构的设置，能够方便护板2安装到护板支撑架6上，提高组装效率；在一些实施例中，护板2包括弧形板和平板，弧形板用于放置在顶部的拱形部分，平板用于放置在侧面当成侧板结构；弧形板和平板都可以通过通过吊环结构和提升装置吊在护板支撑架6的一侧，然后通过滑轨结构移动到指定位置，最终拼成完成的护板2结构。
43.第二方面，本公开提供了一种如上的衬砌结构的施工方法，包括以下步骤：
44.步骤一：将隧道5的拱部向上扩挖，扩挖空间与预留层3的形状相匹配；
45.步骤二：在隧道5内壁上的设定段安装隔板4；
46.步骤三：将护板2和护板支撑架6组装，并运输到隧道5的设定位置；
47.步骤四：从预留层3的位置开始浇筑衬砌本体1，需要说明的是，工人可以钻到预留层3的空间进行浇筑；
48.步骤五：浇筑完毕后，将预留层3填充泡沫混凝土；
49.步骤六：将护板2和护板支撑架6分离。
50.继续参照图2所示，步骤三和步骤四之间，该衬砌结构的施工方法还包括将衬砌本体1的钢筋结构分两步绑扎，钢筋结构的外层钢筋正常绑扎，内层钢筋待护板2和护板支撑架6组装完成后绑扎在护板2上；应当能够理解的是，还可以使用衬砌台车替换护板支撑架6结构，当使用衬砌台车运送护板2时，需要提前将护板2和锚固结构安装在衬砌台车上，然后在护板2上绑扎内层钢筋，最后将衬砌台车推送到位，绑扎拉筋，接着进行浇筑和振捣工作即可。
51.在一些实施例中，当护板2和护板支撑架6移动到隧道5内的设定位置后，施工人员从护板2朝向隧道5内侧的一端到护板2朝向隧道5外侧的一端依次绑扎完用于连接外层钢筋和内层钢筋的拉筋。
52.具体实现方式和实现原理与上述实施例相同，并能带来相同或者类似的技术效果，在此不再一一赘述，具体可参照上述衬砌结构实施例的描述。
53.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
54.以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。