一种沉管模板支撑垫块
技术领域
本实用新型涉及沉管隧道施工技术领域，特别是一种沉管模板支撑垫块。
背景技术
沉管是建设水底隧道的主要构件，通常采用在船台上制作或干坞中预先制作完成沉管，然后对水底基础进行处理，最后将沉管安装在处理好的基础上，从而建成水底隧道实现通行。
通常，水底隧道的设计使用寿命均在100年以上，有些甚至更高。沉管结构的耐久性不仅关系到水底隧道的正常使用，直接影响到未来百年的维护、运营成本，更是直接关乎人民的生命财产安全，因此，如何设计沉管结构成为其中最重要的课题。在设计沉管时考虑的诸多因素中，沉管的耐用性能、防水性能及抗腐蚀性能成为最重要的几个方面，沉管的横断面结构按制作材料主要分为钢壳混凝土管段和钢筋混凝土管段两种，钢壳混凝土管段是钢壳与混凝土的组合结构，有单层和双层两种，单层钢壳管段的外层为钢板，内层为钢筋混凝土环，双层钢壳管段的内外层均为钢壳，内外侧之间浇筑混凝土，不论是单层还是双层钢壳管段，均存在耗钢量较大的问题，并且由于外壳直接接触外部环境，钢壳的防腐蚀性不易解决；钢筋混凝土管段在沉管各部位厚度方向的中心部位为钢筋笼，钢筋笼内侧和外侧分别布置有浇筑模板，浇筑模板与钢筋笼之间具有一定间隙，混凝土浇筑完成后，中心部分为带有钢筋笼的混凝土，钢筋笼与模板之间为素混凝土，这部分素混凝土作为内外层对钢筋笼结构进行保护，形成混凝土防护层。由于钢筋混凝土管段不用钢壳进行防水，而是利用内外层的混凝土防护层进行防水和保护，有些钢筋混凝土沉管还专门覆盖一层防水层，因此，如何有效控制防护层的厚度成为施工过程中的关键步骤。
实用新型内容
本实用新型的发明目的在于：针对现有技术中采用钢筋混凝土管段存在难以控制混凝土防护层厚度的问题，提供一种沉管模板支撑垫块，该垫块布置在钢筋结构和浇筑模板之间，通过沉管模板支撑垫块能有效控制混凝土防护层的厚度，使沉管在使用过程中 ，具有良好的防腐蚀性，从而保证沉管具有较好的耐用性能及抗腐蚀性能。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种沉管模板支撑垫块，用于布置在钢筋笼和浇筑模板之间，包括朝向模板一侧的模板面和朝向钢筋笼一侧的钢筋面，所述模板面和钢筋面之间的距离与沉管混凝土防护层的厚度对应。
采用沉管模板支撑垫块，垫块布置安装在钢筋和浇筑模板之间，垫块的一侧朝向模板，相对一侧朝向钢筋，并且这两侧之间的距离与该处沉管混凝土防护层的厚度相对应，使得钢筋笼的钢筋与模板之间形成间隙，在浇筑沉管时，该间隙范围内填充混凝土并形成混凝土防护层，使得钢筋笼与外界隔离，保护沉管主体结构免受腐蚀，从而具有良好的抗腐蚀性能，提高耐用性。
作为本实用新型的优选方案， 所述沉管模板支撑垫块上开设有用于扎丝穿过且绑扎在钢筋上的孔洞。
通过在支撑垫块上布置孔洞，扎丝穿过孔洞后绑扎到钢筋笼上，使支撑垫块固定在钢筋笼上 ，避免部分部位的支撑垫块因不受压而无法放置。
作为本实用新型的优选方案，所述孔洞布置在非模板面上。这样能有效避免了模板拆除后扎丝外漏的情况，保障沉管外观美观，同时由于扎丝浸没在混凝土中，提高了沉管的抗渗性。
作为本实用新型的优选方案，所述沉管模板支撑垫块包括第一垫块和第二垫块，所述第一垫块用于安装在底板钢筋笼和外模板之间，且所述第一垫块还用于安装在顶板钢筋笼和顶板处的内模板之间，所述第二垫块用于安装在墙体钢筋笼与浇筑模板之间。
沉管结构包括底板、顶板和墙体，所述墙体包括两侧的侧墙和中间的两面中墙，两面中墙分别与左右两侧的侧墙之间形成行车道廊道，两面中墙之间形成中廊道，底板的钢筋笼与底板外模板之间布置第一垫块，顶板的钢筋笼与顶板内模板之间也布置第一垫块，左右两侧的侧墙钢筋笼与侧墙模板之间、中间的两面中墙钢筋笼与中墙的两侧模板之间均布置第二垫块，所述第一垫块和第二垫块的结构不同，所述第一垫块需要承压，采用承压能力较强的结构，所述第二垫块需要承受的压力较小，采用承压能力相对较弱但其他性能较好的结构。
在不同的部位采用不同结构形式的垫块，既能沉管内外层形成厚度可控的混凝土防护层，也能在不同的部位对应设置不同厚度的垫块 ，从而形成不同厚度的混凝土防护层，此外，采用不同结构形式的垫块，使垫块的结构与不同部位的钢筋笼结构对应，进一步改善沉管的性能。
作为本实用新型的优选方案，所述第一垫块为方形垫块，该方形垫块的宽度与高度之比不大于3:2，且长度与宽度之比不大于2:1。
由于底板钢筋笼和外模板之间，以及顶板钢筋和顶板内模之间需要承受钢筋笼的重量，因此，要求第一垫块的结构形式能承受较大的压力，采用上述结构形式的方形垫块，能有效保证方形垫块的承压能力，并且在较大压力作用下，第一垫块不会被破坏。
作为本实用新型的优选方案，所述第二垫块为长条形垫块，该长条形垫块的宽度与高度之比不大于1:1，且长度与宽度之比不小于2:1。
由于墙体钢筋笼与墙体模板之间不需要承受太大的压力，包括侧墙与内模板（行车道廊道模板）之间、侧墙与外模板之间、中墙与中廊道模板之间、中墙与行车道廊道模板之间均承压较小，采用上述结构的长条形垫块，既能保证混凝土防护层的厚度，同时第二垫块的长度大于两根相邻钢筋的宽度，安装第二垫块时，使第二垫块在长度方向至少横跨两根钢筋，提高了第二垫块的安装稳定性。
作为本实用新型的优选方案，所述第二垫块的模板面为波浪形。
由于第二垫块承压较小，将模板面设置为波浪形也能满足承压要求，同时将模板面设置为波浪形，混凝土会流入到除波峰以外的其他凹陷部位，使得拆模后，安装有第二垫块的地方只看到支撑垫块线，并不存在通向钢筋笼的直缝，既减小了对混凝土外观的影响，也增加了沉管混凝土的防渗透性。
作为本实用新型的优选方案，所述第二垫块倾斜布置。沉管钢筋笼的横筋和纵筋相互垂直绑扎布置，所述倾斜布置指沿第二垫块长度方向的轴线与横筋和纵筋均呈现一定夹角布置。
作为本实用新型的优选方案，所述沉管模板支撑垫块的高度为30-100mm。
沉管不同部位的混凝土防护层厚度不同，内层的混凝土防护层厚度低于外层的混凝土防护层厚度，侧墙迎水侧的混凝土防护层厚度大于侧墙背水侧的混凝土防护层厚度，不同部位的沉管模板支撑垫块的高度对应该混凝土防护层厚度，因此，沉管模板支撑垫块为一系列高度不同的垫块，兼顾沉管性能及经济成本。
作为本实用新型的优选方案，所述沉管模板支撑垫块为强度与混凝土保护层相当的混凝土垫块。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
1、采用沉管模板支撑垫块，垫块布置安装在钢筋和浇筑模板之间，垫块的一侧朝向模板，相对一侧朝向钢筋，并且这两侧之间的距离与该处沉管混凝土防护层的厚度相对应，使得钢筋笼的钢筋与模板之间形成间隙，在浇筑沉管时，该间隙范围内填充混凝土并形成混凝土防护层，使得钢筋笼与外界隔离，保护沉管主体结构免受腐蚀，从而具有良好的抗腐蚀性能，提高耐用性；
2、通过在支撑垫块上布置孔洞，扎丝穿过孔洞后绑扎到钢筋笼上，使支撑垫块固定在钢筋笼上 ，避免部分部位的支撑垫块因不受压而无法放置；
3、将模板面设置为波浪形结构形式，不仅能满足低承压部位的承压要求，而且将模板面设置为波浪形后，混凝土会流入到除波峰以外的其他凹陷部位，使得拆模后，安装有第二垫块的地方只看到支撑垫块线，并不存在通向钢筋笼的直缝，既减小了对混凝土外观的影响，也增加了沉管混凝土的防渗透性。
附图说明
图1为本实用新型的沉管模板支撑垫块布置在沉管中的结构示意图。
图2为实施例2中的沉管模板支撑垫块（第一垫块）的结构示意图。
图3为图2中的第一垫块的左视图。
图4为实施例3中的沉管模板支撑垫块（第二垫块）的结构示意图。
图5为图4中的第二垫块的左视图。
图6为图1中的I-I剖面图。
图中标记：1-钢筋笼，1a-钢筋，11-底板钢筋笼，12-顶板钢筋笼，13-侧墙钢筋笼，131-横筋，132-纵筋，14-中墙钢筋笼，2-浇筑模板，21-外模板，22-内模板，23-中廊道模板，3-沉管模板支撑垫块，3A-第一垫块，3B-第二垫块，3a-模板面，3b-钢筋面，31-孔洞，A-行车道廊道，B-中廊道。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1
本实施例公开了一种沉管模板支撑垫块，用于沉管浇筑过程中在内外层形成混凝土保护层。
如图1所示，沉管包括以钢筋笼1为骨架的中心层以及中心层两侧的内外层，以钢筋笼1为骨架的钢筋混凝土位于沉管各部位厚度方向的中心部位，本实施例以两个行车道廊道A和中廊道B形成的三腔室沉管结构进行说明，沉管左右两个较宽的廊道为行车道廊道A，主要用于行车，中间较窄的廊道为中廊道B，主要用于布置道路附属设施，三腔室沉管结构分为底板、顶板、左右侧墙和中墙，对应地，钢筋笼结构也分为底板钢筋笼11、顶板钢筋笼12、侧墙钢筋笼13和中墙钢筋笼14几个部位，每个部位的钢筋笼两侧对应设置有浇筑模板2，如图1中所示的外模板21、内模板22和中廊道模板23，内模板22也就是布置在行车道廊道A的模板，本实施例中行车道的底板部分没有设置内模板，每个部位的浇筑模板还设置有用于支撑和移动该部位模板的其他附属结构，由于与本申请的保护对象不相关，因此，图中未示出其他附属结构。
具有钢筋笼的主体结构部分形成钢筋混凝土，在钢筋笼1与浇筑模板2之间具有一定间隙，混凝土浇筑完成后，该间隙部分形成以素混凝土为主的混凝土保护层，为了提高沉管的结构和使用性能，有些沉管在混凝土保护层上还专门涂覆有防水层等其他保护防护层，为了有效控制混凝土保护层的厚度，在钢筋笼1和浇筑模板2之间布置沉管模板支撑垫块3，该沉管模板支撑垫块3包括朝向浇筑模板2一侧的模板面3a和朝向钢筋笼1一侧的钢筋面3b，模板面3a和钢筋面3b之间的距离与沉管混凝土防护层的厚度对应。
一般情况下，沉管模板支撑垫块3可以利用钢筋笼1与浇筑模板2之间的夹持力对其进行固定，但在实际应用过程中，由于施工误差，某些部位可能存在无法固定沉管模板支撑垫块3的情况，因此，作为一种优选的实施方式是：如图2-5所示，在沉管模板支撑垫块3上开设孔洞31，在安装沉管模板支撑垫块3时，利用扎丝穿过孔洞31并将其绑扎在钢筋笼1的钢筋1a上。
更优选的实施方式是，将孔洞31开设在非模板面上，浇筑模板拆除后，开设有孔洞的垫块面和扎丝均浸没在混凝土中，保证垫块的模板面干净整洁。
如图1和图6所示，在沉管的钢筋笼与浇筑模板之间布置多个沉管模板支撑垫块，整体呈梅花型结构布置，相邻两个沉管模板支撑垫块在横向和纵向两个方向上的间距在1.5米左右。
实施例2
本实施例提供了一种承压能力强的沉管模板支撑垫块，如图1-图3所示的第一垫块3A，这种结构形式的垫块用于布置在需要承受钢筋笼重量的部位，包括底板钢筋笼11和外模板21之间，以及顶板钢筋笼12和内模板22之间，由于这两个部位的支撑垫块需要承受钢筋笼的重量，因此对支撑垫块的承压能力要求相对更高，该第一垫块3A为方形垫块，该方形垫块的宽度与高度之比不大于3:2，且长度与宽度之比不大于2:1，本实施例中的第一垫块3A长、宽、高分别取60mm、50mm、40mm，且在贯通第一垫块3A长度方向和高度方向的两个面上开设有孔洞31，通过孔洞31穿扎丝绑扎在钢筋1a上，也可单独在高度方向（也就是在处于相对位置的模板面3a及钢筋面3b）上开孔，优选在第一垫块3A长度方向的两个面上开孔。
实施例3
本实施例提供了一种承压能力较小但安装更稳固的沉管模板支撑垫块3，如图1、图4和图5所示的第二垫块3B，这种结构形式的支撑垫块用于布置在不需要承受钢筋笼重量的部位，也就是用于安装在墙体钢筋笼与模板之间的部位，包括两侧侧墙钢筋笼13与内模板22之间的部位、两个中墙钢筋笼14与内模板22之间的部位以及中墙钢筋笼14与中廊道模板23之间的部位。
所述第二垫块3B的模板面3a既可采用平面结构，也可优选采用波浪形曲面结构，当所述第二垫块3B的模板面3a为波浪形时，多个波峰的高度相当，由于第二垫块3B承压较小，因此，当采用波浪形的模板面3a结构时，第二垫块3B不仅能满足受力要求，而且混凝土在浇筑过程中会流入到除波峰以外的其他凹陷部位，从而保证第二垫块3B除波峰很窄的线条部位外，其余部位均浸没在混凝土中，提高沉管防渗性能。
所述第二垫块3B为长条形垫块，该长条形垫块的宽度与高度之比不大于1:1，且长度与宽度之比不小于2:1，当第二垫块3B的模板面3a为波浪形时，所述长条形垫块的高为波峰到钢筋面3b的垂直距离，所述沉管模板支撑垫块3的高度范围在30-100mm之间，应该特别说明的是，沉管模板支撑垫块的高度可根据各部位设计的混凝土保护层厚度进行选择，可以包含多个不同厚度规格的垫块，比如第二垫块3B在迎水侧的厚度取为100，在背水侧的厚度取为30，同时对应调整第二垫块的宽度和长度，本实施例的长条形垫块，也就是第二垫块3B的长、宽、高分别取250mm、35mm、50mm。
本实施例的第二垫块3B倾斜布置，以侧墙钢筋笼13与第二垫块3B的相对位置为例来说明，侧墙钢筋笼13的横筋131平行于沉管底板，纵筋132垂直于沉管底板，沿第二垫块3B长度方向的轴线平行于侧墙平面，且与沉管底板呈一定夹角。
所述沉管模板支撑垫块3的材料优选混凝土垫块，也可选用其他强度与浇筑混凝土强度相当的材料，但要求与浇筑混凝土具有较好的融合性，保证布置有沉管模板支撑垫块的部位具有良好的抗渗性能。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
