一种二衬混凝土一体化纵向灌注方法与流程

本发明属于隧道施工，具体涉及一种二衬混凝土一体化纵向灌注方法。

背景技术：

1、传统隧道二衬拱顶冲顶工艺需要三次换管冲顶，存在施工步骤繁琐的问题，且隧道二衬拱顶混凝土存在厚度不足、不密实、背后脱空等质量缺陷，是高速铁路运营的重大安全隐患。

技术实现思路

1、本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种二衬混凝土一体化纵向灌注方法，该一体化纵向灌注方法通过将二衬模板两侧空间与拱顶空间的注浆设备采用同一个，从而减少了注浆换管的时间，提高了注浆效率。

2、本发明目的实现由以下技术方案完成：

3、一种二衬混凝土一体化纵向灌注方法，包括以下步骤：

4、s1：在施工隧道内沿纵向依次布置衬砌台车、纵向灌注台车以及混凝土输送泵；

5、所述衬砌台车包括车架、二衬模板以及布料机构，所述二衬模板固定于所述车架上以构成隧道二衬的模板，所述二衬模板与所述隧道内壁面之间的空间构成混凝土灌注空间；所述二衬模板的两侧侧壁面上分别自下而上开设有若干层入料窗口，所述布料机构架设于所述车架上并接通至各所述入料窗口内；所述二衬模板的顶部沿纵向设置有一排吊挂机构；所述二衬模板的端面设置有端板以封堵混凝土灌注空间，且所述端板上设置有封堵盒阀门；

6、所述纵向灌注台车包括移动车架以及纵向灌注枪机构，所述纵向灌注枪机构包括注浆管路以及纵向灌注枪；

7、所述混凝土输送泵与所述纵向灌注枪机构相连接；

8、s2：将纵向灌注枪架设于所述二衬模板顶部的所述吊挂机构上，控制所述混凝土输送泵将混凝土浆液泵送至所述纵向灌注台车的所述注浆管路内，并经所述纵向灌注枪将混凝土浆液注入至所述衬砌台车的所述布料机构中，所述布料机构将混凝土浆液注入至各所述入料窗口内；通过沿纵向移动所述纵向灌注台车以使所述纵向灌注枪完成对所述衬砌台车范围内各所述入料窗口的混凝土浆液灌注；

9、s3：控制所述纵向灌注台车回退以使所述纵向灌注枪从所述吊挂机构上脱出，之后控制所述纵向灌注台车纵向移动以使所述纵向灌注枪经所述端板上的所述封堵盒阀门进入所述二衬模板的顶部混凝土灌注空间，所述纵向灌注枪边纵移边进行混凝土浆液的灌注；

10、s4：待完成整个顶部混凝土灌注空间的灌注后，所述纵向灌注台车沿纵向回退，同时开启设置在所述纵向灌注台车上的高频振动机振动所述注浆管路和所述纵向灌注枪，以使所述纵向灌注枪边回退边对顶部混凝土灌注空间的混凝土进行振捣。

11、所述布料机构包括主进料斗、一级布料槽、一级进料斗、二级布料槽、二级进料斗以及三级布料槽；所述主进料斗布置于所述车架的顶部并位于所述吊挂机构的下方用于承接所述纵向灌注枪所注入的混凝土；所述一级布料槽的一端连通所述主进料斗、另一端接入至所述一级进料斗的上方入料口；所述一级进料斗的出料口连接有三组所述二级布料槽，其中两组所述二级布料槽分别延伸至所述入料窗口内，剩余一组所述二级布料槽接入至所述二级进料斗的上方入料口；所述二级进料斗的出料口连接所述三级布料槽，且所述三级布料槽延伸至位于最下方的所述入料窗口内。

12、所述主进料斗、所述一级进料斗以及所述二级进料斗在高度方向上自上而下分布。

13、所述封堵盒阀门布置于所述端板的拱顶位置，所述封堵盒阀门包括块体以及开设于所述块体上的孔道，所述纵向灌注枪的枪头贯穿通过所述孔道，所述孔道的内壁面上开设有若干道第一橡胶锯齿，所述纵向灌注枪的外壁面上滑动套装有一套环，所述套环的外壁面上开设有若干道第二橡胶锯齿，所述第二橡胶锯齿与所述第一橡胶锯齿呈相互啮合关系。

14、所述套环的后端具有圆形限位凸台，所述圆形限位凸台的外径大于所述孔道的孔径；所述块体突出于所述端板的部分上设置有一插槽，通过在所述插槽内插设挡板可封堵所述孔道。

15、步骤s3中，在所述纵向灌注枪的前端部套装所述套环，控制所述纵向灌注枪和所述套环经所述孔道延伸入顶部混凝土灌注空间，在前顶过程中，所述套环上的若干道所述第二橡胶锯齿与所述孔道上的若干道所述第一橡胶锯齿相互啮合并构成密封，且所述圆形限位凸台对所述套环在纵向上进行限位；在所述套环与所述孔道之间构成啮合密封后，所述纵向灌注枪与所述套环之间发生滑动配合并继续边纵移边灌注混凝土浆液。

16、步骤s4中，在所述纵向灌注枪受到高频振动机的振动后，所述纵向灌注枪边回退边对顶部混凝土灌注空间的混凝土进行振捣，所述套环与所述孔道之间通过所述第二橡胶锯齿和所述第一橡胶锯齿的啮合密封来吸收振动位移；待所述纵向灌注枪脱出所述孔道后，在所述块体的插槽内插设挡板以封堵所述孔道。

17、本发明的优点是：

18、（1）与传统冲顶工艺比较，传统冲顶工艺需要三次换管冲顶；一体化纵向灌注仅需灌注枪解除与布料机构连结，抬升伸入二衬模板拱顶；连续灌注拱顶混凝土，混凝土灌注总时间节约1.5～2h；一次解除连结较三次换管，减少操作环节和混凝土浪费；传统冲顶时混凝土对模板产生的局部压力较大，易造成模板变形；纵向灌注混凝土连续均匀浇筑，减少二衬混凝土表面在传统冲顶形成的环形痕迹；带模注浆量减少，节省带模注浆时间约1h；机械化作业，操作人员由4人减少为3人；

19、（2）无需二次润管，减少浪费的1m³砂浆；

20、（3）在端板顶部设置封堵盒阀门，通过在封堵盒阀门的块体上开设孔道并设置第一橡胶锯齿和第二橡胶锯齿，从而实现纵向灌注枪在注浆时的密封；且在对纵向灌注枪高频振动以对混凝土浆液进行振捣时，可通过第一橡胶锯齿和第二橡胶锯齿的橡胶弹性来吸收振动和位移，避免采用刚性连接时对纵向灌注枪及其连接结构造成损伤。

技术特征：

1.一种二衬混凝土一体化纵向灌注方法，其特征在于所述纵向灌注方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种二衬混凝土一体化纵向灌注方法，其特征在于所述布料机构包括主进料斗、一级布料槽、一级进料斗、二级布料槽、二级进料斗以及三级布料槽；所述主进料斗布置于所述车架的顶部并位于所述吊挂机构的下方用于承接所述纵向灌注枪所注入的混凝土；所述一级布料槽的一端连通所述主进料斗、另一端接入至所述一级进料斗的上方入料口；所述一级进料斗的出料口连接有三组所述二级布料槽，其中两组所述二级布料槽分别延伸至所述入料窗口内，剩余一组所述二级布料槽接入至所述二级进料斗的上方入料口；所述二级进料斗的出料口连接所述三级布料槽，且所述三级布料槽延伸至位于最下方的所述入料窗口内。

3.根据权利要求2所述的一种二衬混凝土一体化纵向灌注方法，其特征在于所述主进料斗、所述一级进料斗以及所述二级进料斗在高度方向上自上而下分布。

4.根据权利要求1所述的一种二衬混凝土一体化纵向灌注方法，其特征在于所述封堵盒阀门布置于所述端板的拱顶位置，所述封堵盒阀门包括块体以及开设于所述块体上的孔道，所述纵向灌注枪的枪头贯穿通过所述孔道，所述孔道的内壁面上开设有若干道第一橡胶锯齿，所述纵向灌注枪的外壁面上滑动套装有一套环，所述套环的外壁面上开设有若干道第二橡胶锯齿，所述第二橡胶锯齿与所述第一橡胶锯齿呈相互啮合关系。

5.根据权利要求4所述的一种二衬混凝土一体化纵向灌注方法，其特征在于所述套环的后端具有圆形限位凸台，所述圆形限位凸台的外径大于所述孔道的孔径；所述块体突出于所述端板的部分上设置有一插槽，通过在所述插槽内插设挡板可封堵所述孔道。

6.根据权利要求5所述的一种二衬混凝土一体化纵向灌注方法，其特征在于步骤s3中，在所述纵向灌注枪的前端部套装所述套环，控制所述纵向灌注枪和所述套环经所述孔道延伸入顶部混凝土灌注空间，在前顶过程中，所述套环上的若干道所述第二橡胶锯齿与所述孔道上的若干道所述第一橡胶锯齿相互啮合并构成密封，且所述圆形限位凸台对所述套环在纵向上进行限位；在所述套环与所述孔道之间构成啮合密封后，所述纵向灌注枪与所述套环之间发生滑动配合并继续边纵移边灌注混凝土浆液。

7.根据权利要求6所述的一种二衬混凝土一体化纵向灌注方法，其特征在于步骤s4中，在所述纵向灌注枪受到高频振动机的振动后，所述纵向灌注枪边回退边对顶部混凝土灌注空间的混凝土进行振捣，所述套环与所述孔道之间通过所述第二橡胶锯齿和所述第一橡胶锯齿的啮合密封来吸收振动位移；待所述纵向灌注枪脱出所述孔道后，在所述块体的插槽内插设挡板以封堵所述孔道。

技术总结本发明公开了一种二衬混凝土一体化纵向灌注方法，包括以下步骤：S1：在施工隧道内沿纵向依次布置衬砌台车、纵向灌注台车及混凝土输送泵；衬砌台车包括车架、二衬模板及布料机构；S2：将混凝土浆液泵送至纵向灌注台车的注浆管路内，经纵向灌注枪将混凝土浆液注入至布料机构中，并经其再分别注入至二衬模板的各入料窗口内；S3：脱出纵向灌注枪，之后使纵向灌注枪经端板上封堵盒阀门进入二衬模板的顶部混凝土灌注空间，纵向灌注枪边纵移边进行混凝土浆液的灌注；S4：完成灌注后，使纵向灌注枪边回退边对顶部混凝土灌注空间的混凝土进行振捣。本发明的优点是：注浆效率高，不易造成模板变形。技术研发人员：田书广,张帆舸,刘东利,李一凡,杨和猛,张战勇,韩存海,李敬波,冀小龙,朱江洪,丁红军,赵美玲,康随兵,陈静,李群受保护的技术使用者：中铁十五局集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/29