一种离壁式衬砌施工的滑动模具系统的制作方法

本技术涉及隧道衬砌工程，具体涉及一种离壁式衬砌施工的滑动模具系统。

背景技术：

1、随着隧道及地下工程建设的快速发展，对于建设在南方湿热和北方寒冷地区的地下隧道，高地温、潮湿、低温、冻融等恶劣条件对于室内环境保障条件、衬砌材料和施工工艺提出更高的要求，因此适宜采用离壁式衬砌结构。

2、离壁式衬砌特点在于与岩壁隔离且其间隙内不做回填，与贴壁式衬砌比较，离壁式衬砌能通过它与岩壁间的空隙，顺利排除围岩中的渗水，保持洞内干燥；同时具有保温隔热，有效减少温差对于隧道结构的影响，有利于提高隧道的稳定性和耐久性，有利于隧道内环境保障条件，减少通风空调系统长期高负荷运行的压力。一般的施工步骤包括：模板设置、钢筋加工、混凝土浇筑、养护等。

3、但是地下隧道离壁式衬砌过程中，留给最外侧模板的施工空间较为狭小，一般只能预留0.6m-0.8m离壁空间，在此狭小空间中安装外模板作业非常困难，尤其是外模板拆除几乎难以实现。

4、若要实现外侧模板安装及拆除方便，至少需要预留1.5m-2m的空间，但这会使得毛洞开挖跨度增加约3m-4m，毛洞高增加约1.5m-2m，毛洞断面变大后，从而导致初期支护需要加强，掘进施工风险增加，毛洞开挖方量增加，而且其施工速度慢，人员作业劳动强度大，施工成本高。

5、因此很有必要设计一种适用于狭小空间下的离壁式衬砌施工的滑动模具系统，以在窄小的离壁空间内灵活作业。

技术实现思路

1、针对现有的地下隧道离壁式衬砌外侧模板施工空间狭小、外侧模板安装及拆除困难、施工速度慢、成本高的问题，本实用新型提供一种离壁式衬砌施工的滑动模具系统，该滑动模具系统可适用于在0.8m左右狭小离壁空间内作业，操作方便、施工速度快、成本低。

2、本实用新型技术方案如下：一种离壁式衬砌施工的滑动模具系统，包括拱顶外模板系统、侧墙外模板系统、内模板系统，拱顶外模板系统包括拱顶外模板和拱顶轨道滑动系统，侧墙外模板系统包括隧道内壁左右对称设置的侧墙外模板、侧墙外模板滑动轨道；拱顶轨道滑动系统和侧墙外模板滑动轨道沿隧道内壁轴向布置，拱顶外模板与拱顶轨道滑动系统滑动连接，侧墙外模板与侧墙外模板滑动轨道滑动连接；内模板系统用于隧道内支护及推动拱顶外模板、侧墙外模板拆模，便于拱顶外模板和侧墙外模板在完成一段衬砌施工后沿隧道内壁滑动、实现循环作业。

3、进一步地，内模板系统包括内模板主梁、水平液压伸缩梁、竖直液压伸缩梁；内模板主梁包括多条相互固定连接的横梁和竖梁，水平液压伸缩梁对称设置于横梁的两侧支撑段，用于支撑侧墙外模板；竖直液压伸缩梁设置于竖梁顶端支撑段，用于支撑拱顶外模板。

4、进一步地，内模板系统底部设置有临时滑动轨道，内模板系统可以沿临时滑动轨道向隧道内滑动。

5、进一步地，拱顶外模板系统还包括拱顶外模板主梁、拱顶外模板次梁；拱顶轨道滑动系统设置于拱顶外模板主梁上，拱顶轨道滑动系统与拱顶外模板主梁相配合，带动拱顶外模板的滑动。

6、进一步地，拱顶外模板主梁沿隧道拱顶中间轴向设置，拱顶外模板次梁沿隧道拱顶径向设置，两者交叉点固定连接，拱顶外模板固定于拱顶外模板主梁和拱顶外模板次梁外衬砌侧；竖直液压伸缩梁穿过拱顶外模板与拱顶外模板主梁销轴链接。

7、进一步地，拱顶轨道滑动系统包括中空注浆锚杆、基座板、侧板、滑动系统、车档、滑动轨道；中空注浆锚杆的上端固定连接于隧道围岩和锚喷支护层内，用于承受拱顶外模板的起吊及滑动产生的拉力；中空注浆锚杆下端与基座板固定连接，侧板垂直设置于基座板两侧，基座板和侧板围成中空的腔室，滑动轨道固定与腔室内；滑动结构的上端与滑动轨道相卡接，下端与顶外模板系统主梁相连接；车档设置于滑动轨道的两端，对滑动结构的滑动进行限位。

8、进一步地，侧墙外模板系统还包括侧墙外模板主梁、侧墙外模板次梁；侧墙外模板主梁沿隧道侧壁纵向设置，侧墙外模板次梁沿隧道侧壁横向设置，两者交叉点固定连接；侧墙外模板固定于侧墙外模板主梁和侧墙外模板次梁外衬砌侧，侧墙外模板滑动轨道沿隧道轴向方向布设；侧墙外模板主梁底部与侧墙外模板滑动轨道滑动连接，带动侧墙外模板沿隧道滑动。

9、进一步地，侧墙外模板系统还包括侧墙外模板顶卡槽，侧墙外模板顶卡槽设置于隧道侧壁，用于对侧墙外模板主梁的滑动进行限位，防止侧墙外模板侧倾；水平液压伸缩梁穿过侧墙外模板与侧墙外模板主梁销轴连接。

10、优选的，拱顶外模板和侧墙外模板均采用铝合金轻质模板。

11、进一步地，通过水平液压伸缩梁的伸长可以推动侧墙外模板拆模，通过竖向液压伸缩梁的伸长可以推动拱顶外模板拆模。

12、本实用新型的优势在于：解决了隧道离壁式混凝土衬砌外侧模板施工空间狭小、外侧模板安装及拆除困难、施工速度慢、成本高的难题，整个滑动模具系统可在隧道内沿轨道滑动及支护，每浇筑完一段混凝土、达到拆模要求后，拱顶外模板和侧墙外模板可依次拆模、沿轨道滑动至下一段，进入下一段施工。外模板不用反复拆除及安装，不占空间、且便于移动，整个滑动模具系统操作方便、施工速度快、施工成本低、提高了施工效率。

技术特征：

1.一种离壁式衬砌施工的滑动模具系统，其特征在于，包括拱顶外模板系统、侧墙外模板系统、内模板系统，拱顶外模板系统包括拱顶外模板和拱顶轨道滑动系统，侧墙外模板系统包括隧道内壁左右对称设置的侧墙外模板、侧墙外模板滑动轨道；拱顶轨道滑动系统和侧墙外模板滑动轨道沿隧道内壁轴向布置，拱顶外模板与拱顶轨道滑动系统滑动连接，侧墙外模板与侧墙外模板滑动轨道滑动连接；内模板系统用于隧道内支护及推动拱顶外模板、侧墙外模板拆模，便于拱顶外模板和侧墙外模板在完成一段衬砌施工后沿隧道内壁滑动、实现循环作业。

2.根据权利要求1所述的离壁式衬砌施工的滑动模具系统，其特征在于，内模板系统包括内模板主梁、水平液压伸缩梁、竖直液压伸缩梁；内模板主梁包括多条相互固定连接的横梁和竖梁，水平液压伸缩梁对称设置于横梁的两侧支撑段，用于支撑侧墙外模板；竖直液压伸缩梁设置于竖梁顶端支撑段，用于支撑拱顶外模板。

3.根据权利要求2所述的离壁式衬砌施工的滑动模具系统，其特征在于，内模板系统底部设置有临时滑动轨道，内模板系统可以沿临时滑动轨道向隧道内滑动。

4.根据权利要求1或2所述的离壁式衬砌施工的滑动模具系统，其特征在于，拱顶外模板系统还包括拱顶外模板主梁、拱顶外模板次梁；拱顶轨道滑动系统设置于拱顶外模板主梁上，拱顶轨道滑动系统与拱顶外模板主梁相配合，带动拱顶外模板的滑动。

5.根据权利要求4所述的离壁式衬砌施工的滑动模具系统，其特征在于，拱顶外模板主梁沿隧道拱顶中间轴向设置，拱顶外模板次梁沿隧道拱顶径向设置，两者交叉点固定连接，拱顶外模板固定于拱顶外模板主梁和拱顶外模板次梁外衬砌侧；竖直液压伸缩梁穿过拱顶外模板与拱顶外模板主梁销轴链接。

6.根据权利要求4所述的离壁式衬砌施工的滑动模具系统，其特征在于，拱顶轨道滑动系统包括中空注浆锚杆、基座板、侧板、滑动系统、车档、滑动轨道；中空注浆锚杆的上端固定连接于隧道围岩和锚喷支护层内，用于承受拱顶外模板的起吊及滑动产生的拉力；中空注浆锚杆下端与基座板固定连接，侧板垂直设置于基座板两侧，基座板和侧板围成中空的腔室，滑动轨道固定与腔室内；滑动结构的上端与滑动轨道相卡接，下端与顶外模板系统主梁相连接；车档设置于滑动轨道的两端，对滑动结构的滑动进行限位。

7.根据权利要求1或2所述的离壁式衬砌施工的滑动模具系统，其特征在于，侧墙外模板系统还包括侧墙外模板主梁、侧墙外模板次梁；侧墙外模板主梁沿隧道侧壁纵向设置，侧墙外模板次梁沿隧道侧壁横向设置，两者交叉点固定连接；侧墙外模板固定于侧墙外模板主梁和侧墙外模板外衬砌侧，侧墙外模板滑动轨道沿隧道轴向方向布设；侧墙外模板主梁底部与侧墙外模板滑动轨道滑动连接，带动侧墙外模板沿隧道滑动。

8.根据权利要求7所述的离壁式衬砌施工的滑动模具系统，其特征在于，侧墙外模板系统还包括侧墙外模板顶卡槽，侧墙外模板顶卡槽设置于隧道侧壁，用于对侧墙外模板主梁的滑动进行限位，防止侧墙外模板侧倾；水平液压伸缩梁穿过侧墙外模板与侧墙外模板主梁销轴连接。

9.根据权利要求1至3任一所述的离壁式衬砌施工的滑动模具系统，其特征在于，拱顶外模板和侧墙外模板均采用铝合金轻质模板。

10.根据权利要求5或8所述的离壁式衬砌施工的滑动模具系统，其特征在于，通过水平液压伸缩梁的伸长可以推动侧墙外模板拆模，通过竖向液压伸缩梁的伸长可以推动拱顶外模板拆模。

技术总结本技术提供一种离壁式衬砌施工的滑动模具系统，包括拱顶外模板系统、侧墙外模板系统、内模板系统，拱顶外模板系统包括拱顶外模板和拱顶轨道滑动系统，侧墙外模板系统包括侧墙外模板和侧墙外模板滑动轨道；拱顶轨道滑动系统和侧墙外模板滑动轨道沿隧道内壁轴向布置，拱顶外模板与拱顶轨道滑动系统滑动连接，侧墙外模板与侧墙外模板滑动轨道滑动连接；内模板系统用于隧道内支护及推动拱顶外模板、侧墙外模板拆模。本技术解决了隧道离壁式混凝土衬砌外侧模板施工空间狭小、外侧模板安装及拆除困难、施工速度慢、成本高的难题；外模板不用反复拆除及安装，不占空间、且便于移动，提高了施工效率。技术研发人员：冯慧平,郭伟,郑际镜,赵雪川,谭可可,章艳,秦相军,连志颍,付彤,杨毅,许晓军,祝小龙,蒋炳林,郭力,尹浚,卢希,王依刚受保护的技术使用者：中国人民解放军火箭军工程设计研究院技术研发日：20231122技术公布日：2024/7/23