隧道仰拱与填充混凝土滑模
技术领域
本实用新型涉及一种用于隧道或地下工程中的施工装置，尤其涉及一种隧道仰拱与填充混凝土滑模。
背景技术
现代隧道结构复杂，工期短、质量高，对施工工艺的创新提出了较高的要求。隧道施工主要由：开挖、衬砌、装修三道工序组成。影响隧道使用寿命和隧道建设周期的主要因素由开挖及衬砌两道工序决定。这两道工序在隧道狭小的空间内同时进行，要求施工质量的同时不能互相干扰，这对施工方法和施工管理提出了极高的要求。
目前的施工方法是：首先在隧道前方进行开挖作业；然后在后方进行衬砌作业。
衬砌作业时采用模筑法配合移动栈桥进行仰拱混凝土衬砌，在仰拱混凝土脱模后再进行仰拱填充混凝土衬砌，施工中要求衬砌施工时间尽量短，不影响栈桥通行，为隧道开挖施工留出充裕的时间以加快整个隧道施工进度。在仰拱模筑法施工采用的模板不论那种结构均存在如下缺点：1，由于模板覆盖了混凝土，使混凝土的振捣需从模板上开的工作窗进行，受模板结构限制，工作窗的布置数量有限不能充分兼顾需要振捣的混凝土面，导致仰拱混凝土因振捣不充分结构强度不达标；2，开闭工作窗过程繁琐且布料时受工作窗位置限制不能灵活调整布料机构导致仰拱浇筑时间太长影响栈桥通行严重妨碍隧道开挖作业；3，仰拱模板用钢量较大对资源造成较大浪费。
为解决上述难题，现有技术探索并试验了多种方法，但目前为止均存在各种缺陷，难以推广。例如：CN102116158A公开的针梁弧形横向滑模台车，公开日为2011.7.6，其采用：针梁，还包括纵梁及纵梁顶升油缸；针梁底部设有针梁顶升油缸和针梁支腿；针梁置于纵梁上，纵梁下部设有至少两个弧架，纵梁上部设有至少三个针梁框，针梁框之间由连接梁连接；弧架底部连接有弧形模板，弧架由主动板与弧形模板连接。在针梁与针梁框之间有牵引机构，针梁框连接模板弧架，主动板与模板相互连接，主动板上有导向轮，导向轮引导主动板和模板沿弧形轨道通过安装在弧形轨道上牵引链条，利用电机和液压注射马达做为动力，沿弧形轨道运行。在针梁与针梁框之间有牵引机构，针梁框连接模板弧架，主动板与模板相互连接，主动板上有导向轮，导向轮引导主动板和模板沿弧形轨道通过安装在弧形轨道上牵引链条，利用电机和液压注射马达做为动力，沿弧形轨道运行，主动板带动模板在弧形轨道上滑动，来完成混凝土的浇注。从上述结构及使用方式可知：1、由于采用单一的弧形轨道和弧形模板为浇注混凝土成型，只能解决仰拱成型曲线简单的仰拱衬砌如圆形隧道的底部混凝土浇注，不能解决带边墙和仰拱结构的隧道施工；2、不能实现公路及铁路隧道的仰拱施工后尚需在仰拱混凝土上进行填充混凝土施工的需求；3、在隧道安装后就会阻断隧道交通，不能满足保持隧道通行，隧道各施工工序同时展开的要求；4、功能简单，结构复杂，重量大，成本高。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种隧道仰拱与填充混凝土滑模。采用本实用新型，整个衬砌过程中仰拱面处于敞开状态，方便振捣作业有利于振捣排气，振捣无死角，混凝土密实强度高。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种隧道仰拱与填充混凝土滑模，其特征在于：包括边墙模板、纵向导轨、环向导轨、边墙模板连接梁、横向支撑千斤、环轨小车、滑动模板、环轨小车驱动机构和前支腿，边墙模板内平面分别与纵向导轨、环向导轨、边墙模板连接梁刚性连接，前端与前支腿刚性连接；环向导轨与环轨小车滑动连接，环轨小车与滑动模板刚性连接，环轨小车上设置有主动链轮，环轨小车驱动机构与主动链轮连接驱动主动链轮运动，主动链轮上设置的牵引链条固定在环向导轨上；横向支撑千斤与边墙模板刚性连接。
所述边墙模板为2组，每组边墙模板内平面分别与2根纵向导轨、2组环向导轨、2组边墙模板连接梁刚性连接，前端分别与2组前支腿刚性连接。
本实用新型还包括翻转模板和翻转模板支撑千斤，边墙模板上平面与翻转模板及翻转模板支撑千斤铰接，翻转模板与翻转模板支撑千斤铰接。
所述边墙模板上平面设有铰耳，边墙模板通过铰耳与翻转模板和翻转模板支撑千斤铰接。
所述纵向导轨为2根，分别与2组边墙模板内平面前后刚性连接。
所述环向导轨为2组，分别与2组边墙模板内平面前后刚性连接，还分别与2根边墙模板连接梁刚性连接，每组环向导轨还通过导轨限位滑槽与2台环轨小车滑动连接，每组环向导轨内侧导轨外表面两端设有2个链条连接螺栓，通过连接螺栓铰接有一组牵引链条。
所述边墙模板连接梁为2根，分别与2组边墙模板和2根纵梁刚性连接。
所述横向支撑千斤为2根，分别与边墙模板前端刚性连接。
所述环轨小车为4台，通过小车滚轮及环向导轨的限位滑槽与2组环向导轨滑动连接，且每组环向导轨分别连接2台环轨小车，环轨小车按隧道断面左右侧分为2组，每2台1组，每组环轨小车还与1组滑动模板刚性连接，每个环轨小车中部设有1个与牵引链条链接的主动链轮。
所述滑动模板为2组，分别与2组环轨小车刚性连接。
所述环轨小车驱动机构为4台，每2台为1组，环轨小车驱动机构分别安装在每台环轨小车上，用于驱动主动链轮。
所述牵引链条为2根，每根与环轨小车的主动链轮链接，牵引链条两端与环轨上的2根连接螺栓铰接，安装在环轨内侧导轨的外表面上。
所述前支腿为2组，分别与边墙模板前端刚性连接。
采用本实用新型的优点在于：
一、本实用新型中，采用覆盖面积极小的滑动模板，整个衬砌过程中除滑动模板覆盖仰拱面外其余部分处于敞开状态，在滑动模板纵向两侧均可进行振捣作业，且因滑动模板面积小，其覆盖下混凝土也在有效振捣区内；边墙模板高度低与水平面几乎垂直布置，浇注空间上方敞开，有利于振捣时插入振捣棒施工，所以整个施工过程，振捣 、排气无死角，混凝土密实强度高。
二、本实用新型中，先通过环轨小车带动两侧滑动模板沿环向导轨向隧道左右两侧移动，空出隧道底部，再将罐车开到栈桥上向隧道底部倾倒混凝土，当混凝土浇筑到仰拱底部内顶面后，启动环轨小车带动滑动模板沿环向导轨向隧道中间移动，封闭隧道仰拱底部并刮除多余混凝土，然后从滑动模板移动方向侧进行混凝土布料，滑动模板与边墙模板相接后，从边墙模板上方布料。整个衬砌过程，布料灵活，速度快，无需模筑工艺的开闭工作窗的繁琐工作，施工速度可提高一倍以上。
三、本实用新型中，整个施工过程的布料及振捣作业没有模筑施工中因模板上设置的工作窗带来的位置限制，工人可灵活的安排施工位置，效率高，劳动强度低，有利于在环境恶劣进行施工。
四、本实用新型滑动模板面积小，其余构件数量少，总重量轻；现有模筑施工采用的各类仰拱模板由大面积的钢板制作，重量重。因此本实用新型可大量节省钢材，成本低，占用社会资源少。
附图说明
图1为本实用新型实施例1正视结构示意图；
图2为本实用新型实施例1侧视结构示意图；
图3为本实用新型实施例2正视结构示意图；
图4为本实用新型实施例2侧视结构示意图；
图5为本实用新型边墙模板及翻转模板正视图；
图6为本实用新型边墙模板及翻转模板侧视图；
图7为本实用新型纵向导轨正视图；
图8为本实用新型纵向导轨侧视图；
图9为本实用新型环向导轨正视图；
图10为本实用新型环向导轨侧视图；
图11为本实用新型边墙模板连接梁正视图；
图12为本实用新型边墙模板连接梁侧视图；
图13为本实用新型纵梁正视图；
图14为本实用新型纵梁侧视图；
图15为本实用新型环轨小车正视图；
图16为本实用新型环轨小车侧视图；
图17为本实用新型滑动模板正视图；
图18为本实用新型滑动模板侧视图；
图中标记为：1、边墙模板，2、翻转模板，3、翻转模板支撑千斤，4、纵向导轨，5、环向导轨，6、边墙模板连接梁，7、纵梁，8、横向支撑千斤，9、环轨小车，10、滑动模板，11、环轨小车驱动机构，12、前支腿，13、牵引链条，14、链条连接螺栓，15、小车滚轮，16、主动链轮，17、移动栈桥，18、起吊小车，19、布料机构。
具体实施方式
实施例1
一种隧道仰拱与填充混凝土滑模，包括边墙模板1、纵向导轨4、环向导轨5、边墙模板连接梁6、横向支撑千斤8、环轨小车9、滑动模板10、环轨小车驱动机构11和前支腿12，边墙模板1内平面分别与纵向导轨4、环向导轨5、边墙模板连接梁6刚性连接，前端与前支腿12刚性连接；环向导轨5与环轨小车9滑动连接，环轨小车5与滑动模板10刚性连接；环轨小车驱动机构11驱动主动链轮16，牵引链条13两端分别与环向轨道5的链条连接螺栓铰接还与环轨小车9上的主动链轮链接；横向支撑千斤8与边墙模板1刚性连接。
所述边墙模板1为2组，每组边墙模板1内平面分别与2根纵向导轨4、2组环向导轨5、2组边墙模板连接梁6刚性连接，前端分别与2组前支腿12刚性连接。
所述纵向导轨4为2根，分别与2组边墙模板1内平面前后刚性连接。
所述环向导轨5为2组，分别与2组边墙模板1内平面前后刚性连接，还分别与2根边墙模板连接梁6刚性连接，每组环向导轨5还通过导轨限位滑槽与2台环轨小车9滑动连接，每组环向导轨5内侧导轨外平面两端分别设有1个链条连接螺栓。
所述边墙模板连接梁6为2根，分别与2组边墙模板1刚性连接。
所述横向支撑千斤8为2根，分别与边墙模板1前端刚性连接。
所述环轨小车9为4台，通过小车滚轮15及环向导轨5的限位滑槽与2组环向导轨5滑动连接，且每组环向导轨5分别连接2台环轨小车9，环轨小车9按隧道断面左右侧分为2组，每2台1组，每组环轨小车9还与1组滑动模板10刚性连接，每个环轨小车9设有1组环轨小车驱动机构11及1个与链条链接的主动链轮16。
所述滑动模板10为2组，分别与2组环轨小车刚性连接。
所述环轨小车驱动机构11为4台，每2台为1组，环轨小车驱动机构11分别安装在每台环轨小车9上，用于驱动主动链轮16，主动链轮16与牵引链条链接13。
所述牵引链条13为2根，每根与环轨小车驱动机构11驱动的主动链轮16链接，牵引链条13两端与环向导轨5上的2根连接螺栓14铰接，安装在环向轨道5内侧导轨的外表面。
所述前支腿12为2组，分别与边墙模板1前端刚性连接，可伸缩以适应地面高低变化。
采作本实用新型的施工工艺如下：
A、先架设移动栈桥在隧道需要位置；
B、仰拱混凝土施工：
B1通过移动栈桥上的起吊小车吊运滑模，让滑模的一端搭接在已衬砌形成的仰拱上，另一端通过前支腿支撑于隧道底部，横向支撑千斤支撑于隧道的侧壁上；
B2安装纵向及环向止水带并安装好堵头模板；
B3启动环轨小车驱动机构，环轨小车运动并带动两侧滑动模板沿环向导轨向左右两侧移动，空出隧道底部；
B4 将罐车开到栈桥上向隧道底部倾倒混凝土，并按规范要求振捣混凝土；
B5 当混凝土浇筑到仰拱底部内顶面后，启动环轨小车驱动机构，环轨小车运动并带动滑动模板沿环向导轨向中间移动，封闭隧道仰拱底部并刮除多余混凝土；
B6 通过布料机构向滑动模板外侧浇筑混凝土，并按规范要求振捣混凝土；
B7 当混凝土充满滑动模板下方后，启动环轨小车驱动机构，环轨小车带动两侧滑动模板沿环向导轨向左右两侧移动，继续通过布料机构向滑动模板外侧浇筑混凝土，并按规范要求振捣混凝土，如此反复直到滑动模板与边墙模板相接；
B8 通过布料机构从边墙模板上方浇筑混凝土并按规范要求振捣混凝土完成整个仰拱混凝土浇筑。
C、仰拱混凝土施工同时在栈桥下方完成下一循环钢筋施工；
D、填充混凝土施工：
D1 仰拱达到脱模要求后，拆除堵头板，收起横向支撑千斤；
D2 通过移动栈桥上的起吊小车提起并吊运滑模到下一仰拱施工位置；
D3 安装水沟模板、渗水管、堵头模板，开始进行填充混凝土浇筑施工；
E 、填充混凝土达到行车要求后，开行移动栈桥到下一施工段并架设栈桥；
重复以上步骤，进行仰拱及填充作业。
实施例2
对于一些隧道断面较大的隧道仰拱及填充施工，按具体实施方式1的滑模因边墙模板结构尺寸过大不利于脱模且边墙模板连接梁跨度过大导致滑模刚度小易变形，通过在边墙模板上增加翻转模板及翻转模板支撑千斤分两次脱模减小边墙模板脱模力，在边墙模板连接梁上设置纵梁增加滑模刚度解决上述缺陷。
一种隧道仰拱与填充混凝土滑模，包括边墙模板1、翻转模板2、翻转模板支撑千斤3、纵向导轨4、环向导轨5、边墙模板连接梁6、纵梁7、横向支撑千斤8、环轨小车9、滑动模板10、环轨小车驱动机构11和前支腿12，边墙模板1上平面与翻转模板2及翻转模板支撑千斤3铰接，内平面分别与纵向导轨4、环向导轨5、边墙模板连接梁6刚性连接，前端与前支腿12刚性连接；翻转模板2与翻转模板支撑千斤3铰接；环向导轨5与环轨小车9滑动连接，环轨小车5与摊铺模板10刚性连接；边墙模板连接梁6与纵梁7刚性连接；环轨小车驱动机构11驱动主动链轮16，牵引链条13两端分别与环向轨道5的链条连接螺栓铰接还与环轨小车9上的主动链轮16链接；横向支撑千斤8与边墙模板1刚性连接。
所述边墙模板1为2组，每组上平面设有2组铰耳，每组铰耳与1组翻转模板和1组翻转模板支撑千斤铰接，边墙模板1内平面分别与2根纵向导轨4、2组环向导轨5、2组边墙模板连接梁6刚性连接，前端分别与2组前支腿12刚性连接。
所述翻转模板2为2组，分别与2组边墙模板1上平面铰接，2组翻转模板2还分别与2组翻转模板支撑千斤3铰接。
所述翻转模板支撑千斤3为2组，每组为9根，分别与边墙模板1和翻转模板2铰接。
所述纵向导轨4为2根，分别与2组边墙模板1内平面前后刚性连接。
所述环向导轨5为2组，分别与2组边墙模板1内平面前后刚性连接，还分别与2根边墙模板连接梁6刚性连接，每组环向导轨5还通过导轨限位滑槽与2台环轨小车9滑动连接，每组环向导轨5内侧导轨外平面两端分别设有1个链条连接螺栓。
所述边墙模板连接梁6为2根，分别与2组边墙模板1刚性连接。
所述横向支撑千斤8为2根，分别与边墙模板1前端刚性连接。
所述环轨小车9为4台，通过小车滚轮15及环向导轨5的限位滑槽与2组环向导轨5滑动连接，且每组环向导轨5分别连接2台环轨小车9，环轨小车9按隧道断面左右侧分为2组，每2台1组，每组环轨小车9还与1组滑动模板10刚性连接，每个环轨小车9设有1组环轨小车驱动机构11及1个与链条链接的主动链轮16。
所述滑动模板10为2组，分别与2组环轨小车刚性连接。
所述环轨小车驱动机构11为4台，每2台为1组，环轨小车驱动机构11分别安装在每台环轨小车9上，用于驱动主动链轮16，主动链轮16与牵引链条链接13。
所述牵引链条13为2根，每根与环轨小车驱动机构11驱动的主动链轮16链接，牵引链条13两端与环向导轨5上的2根连接螺栓14铰接，安装在环向轨道5内侧导轨的外表面。
所述前支腿12为2组，分别与边墙模板1前端刚性连接，可伸缩以适应地面高低变化。
采用上结构的隧道仰拱与填充混凝土滑模的施工工艺如下：
A、先架设移动栈桥17在隧道需要位置；
B、仰拱混凝土施工：
B1通过移动栈桥17上的起吊小车18吊运滑模，让滑模的一端搭接在已衬砌形成的仰拱上，另一端通过前支腿12支撑于隧道底部，横向支撑千斤8支撑于隧道的侧壁上；
B2调整好翻转模板2并撑牢翻转模板支撑千斤3，安装纵向及环向止水带并安装好堵头模板；
B3启动环轨小车驱动机构11，环轨小车9运动并带动两侧滑动模板10沿环向导轨5向左右两侧移动，空出隧道底部；
B4 将罐车开到栈桥上向隧道底部倾倒混凝土，并按规范要求振捣混凝土；
B5 当混凝土浇筑到仰拱底部内顶面后，启动环轨小车驱动机构11，环轨小车9运动并带动滑动模板10沿环向导轨5向中间移动，封闭隧道仰拱底部并刮除多余混凝土；
B6 通过布料机构19向滑动模板10外侧浇筑混凝土，并按规范要求振捣混凝土；
B7 当混凝土充满滑动模板10下方后，启动环轨小车驱动机构11，环轨小车9带动两侧滑动模板10沿环向导轨5向左右两侧移动，继续通过布料机构19向滑动模板10外侧浇筑混凝土，并按规范要求振捣混凝土，如此反复直到滑动模板10与边墙模板1相接；
B8 通过布料机构19从边墙模板1上方浇筑混凝土并按规范要求振捣混凝土完成整个仰拱混凝土浇筑。
E、仰拱混凝土施工同时在栈桥下方完成下一循环钢筋施工；
F、填充混凝土施工：
D1 仰拱达到脱模要求后，拆除堵头模板，收缩翻转模板支撑千斤3，将翻转模板2脱离混凝土面，收起横向支撑千斤8；
D2 通过移动栈桥17上的起吊小车18提起并吊运滑模到下一仰拱施工位置；
D3 安装水沟模板、渗水管、堵头模板，开始进行填充混凝土浇筑施工；
E 、填充混凝土达到行车要求后，开行移动栈桥到下一施工段并架设栈桥；
重复以上步骤，进行仰拱及填充作业。
