本發(fā)明屬于隧道施工工程，具體涉及一種充氣式襯砌端頭密封結(jié)構(gòu)、襯砌臺(tái)車及方法。

背景技術(shù)：

1、襯砌臺(tái)車是隧道施工過程中，二次襯砌環(huán)節(jié)所使用的專用設(shè)備，主要用于對(duì)隧道內(nèi)壁進(jìn)行襯砌施工。在使用襯砌臺(tái)車對(duì)隧道內(nèi)壁進(jìn)行襯砌施工的過程中，需要通過襯砌臺(tái)車的內(nèi)襯模板及前端模板，與隧道內(nèi)壁的圍巖圍合形成混凝土灌注空間，在混凝土灌注空間內(nèi)進(jìn)行混凝土注漿；在混凝土灌注空間內(nèi)的混凝土凝固后，襯砌臺(tái)車移動(dòng)，重復(fù)前述步驟，以完成隧道的二次襯砌作業(yè)。

2、在現(xiàn)有技術(shù)中，由于隧道內(nèi)壁的圍巖表面一般會(huì)有不規(guī)則凹凸，前端模板與圍巖的表面無法完全貼合而形成縫隙，在對(duì)混凝土灌注空間內(nèi)進(jìn)行注漿操作時(shí)，存在混凝土漿沿縫隙漏出導(dǎo)致混凝土注漿壓力下降，降低隧道的二次襯砌施工質(zhì)量的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決背景技術(shù)中，因前端模板與圍巖的表面無法完全貼合而形成縫隙，在對(duì)混凝土灌注空間內(nèi)進(jìn)行注漿操作時(shí)，存在混凝土漿沿縫隙漏出導(dǎo)致混凝土注漿壓力下降，降低隧道的二次襯砌施工質(zhì)量的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種充氣式襯砌端頭密封結(jié)構(gòu)、襯砌臺(tái)車及方法。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種充氣式襯砌端頭密封結(jié)構(gòu)，設(shè)置在內(nèi)襯模板與隧道內(nèi)壁的圍巖之間形成的混凝土灌注空間內(nèi)，所述內(nèi)襯模板包括前端頭，所述充氣式襯砌端頭密封結(jié)構(gòu)包括硬質(zhì)擋板及柔性件；所述柔性件固定連接在所述內(nèi)襯模板上；所述硬質(zhì)擋板設(shè)置在所述柔性件遠(yuǎn)離所述前端頭的一側(cè)；所述硬質(zhì)擋板與所述柔性件固定連接，以圍合形成充氣密封件；所述充氣密封件靠近所述前端頭設(shè)置；所述充氣密封件包括充氣狀態(tài)及抽氣狀態(tài)；當(dāng)所述充氣密封件處于所述充氣狀態(tài)時(shí)，所述充氣密封件膨脹，使所述柔性件與所述圍巖相抵接，所述硬質(zhì)擋板與所述內(nèi)襯模板垂直，以密封所述內(nèi)襯模板與所述圍巖之間的縫隙；當(dāng)所述充氣密封件處于所述抽氣狀態(tài)時(shí)，所述充氣密封件收縮，所述柔性件與所述圍巖相分離，所述硬質(zhì)擋板松動(dòng)，以完成混凝土的脫模。

4、可選地，所述柔性件與所述圍巖相抵的接觸面上設(shè)置有第一凹凸結(jié)構(gòu)，當(dāng)所述充氣密封件處于所述充氣狀態(tài)時(shí)，所述第一凹凸結(jié)構(gòu)與所述圍巖相抵；所述第一凹凸結(jié)構(gòu)內(nèi)填充有密封油脂。

5、可選地，所述充氣式襯砌端頭密封結(jié)構(gòu)還包括角度限位機(jī)構(gòu)，所述角度限位機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述充氣密封件內(nèi)部，所述角度限位機(jī)構(gòu)包括拉繩，所述拉繩兩端設(shè)置有固定件，一端的所述固定件穿過所述柔性件與所述內(nèi)襯模板固定連接，另一端的所述固定件固定連接在所述硬質(zhì)擋板上；當(dāng)所述硬質(zhì)擋板與所述內(nèi)襯模板垂直時(shí)，所述拉繩繃緊；所述角度限位機(jī)構(gòu)用于，在所述充氣密封件處于所述充氣狀態(tài)時(shí)，對(duì)所述硬質(zhì)擋板進(jìn)行限位，使所述硬質(zhì)擋板與所述內(nèi)襯模板垂直。

6、可選地，所述充氣密封件為多個(gè)，多個(gè)所述充氣密封件依次連接，以形成貼合所述內(nèi)襯模板外壁的結(jié)構(gòu)。

7、可選地，在所述內(nèi)襯模板的周向上，所述充氣密封件與所述內(nèi)襯模板的高低差小于或者等于50毫米；當(dāng)所述圍巖的曲率半徑小于或等于1500毫米時(shí)，所述充氣密封件的弧長為500毫米；當(dāng)所述圍巖的曲率半徑大于1500毫米時(shí)，每增加500毫米，所述充氣密封件的弧長增加150毫米。

8、可選地，任意兩個(gè)所述充氣密封件之間的接觸面上均設(shè)置有卡接結(jié)構(gòu)，所述卡接結(jié)構(gòu)用于連接相鄰兩個(gè)所述充氣密封件。

9、可選地，所述充氣式襯砌端頭密封結(jié)構(gòu)還包括壓力傳感器及排氣組件；其中，所述壓力傳感器設(shè)置在所述硬質(zhì)擋板上，用于檢測(cè)所述混凝土灌注空間內(nèi)混凝土的注漿壓力；所述排氣組件穿過所述充氣密封件，連通所述混凝土灌注空間及外部空間。

10、第二方面，本發(fā)明還提供了一種襯砌臺(tái)車，所述襯砌臺(tái)車包括臺(tái)車本體、內(nèi)襯模板及以上任一項(xiàng)所述的充氣式襯砌端頭密封結(jié)構(gòu)；所述內(nèi)襯模板為拱形，罩設(shè)在所述臺(tái)車本體上，所述內(nèi)襯模板靠近所述臺(tái)車本體前進(jìn)方向的一端為前端頭。

11、可選地，所述內(nèi)襯模板背離所述臺(tái)車本體前進(jìn)方向的一端為后端頭；所述襯砌臺(tái)車還包括后端密封結(jié)構(gòu)，所述后端密封結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述后端頭并部分延伸出所述內(nèi)襯模板，且所述后端密封結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述內(nèi)襯模板靠近所述臺(tái)車本體的一側(cè)；所述后端密封結(jié)構(gòu)包括安裝結(jié)構(gòu)件及充氣柔性密封件；所述安裝結(jié)構(gòu)件設(shè)置在所述后端頭，所述充氣柔性密封件固定連接在所述安裝結(jié)構(gòu)件上；所述充氣柔性密封件包括充氣狀態(tài)及抽氣狀態(tài)；當(dāng)所述充氣柔性密封件處于所述充氣狀態(tài)時(shí)，所述充氣柔性密封件膨脹并與相鄰混凝土結(jié)構(gòu)相抵接，用于密封所述相鄰混凝土結(jié)構(gòu)與所述內(nèi)襯模板之間的縫隙；當(dāng)所述充氣柔性密封件處于所述抽氣狀態(tài)時(shí)，所述充氣柔性密封件收縮并與所述相鄰混凝土結(jié)構(gòu)相分離；其中，所述相鄰混凝土結(jié)構(gòu)是指靠近所述后端頭的已凝固混凝土。

12、第三方面，本發(fā)明還提供了一種襯砌端頭密封方法，用于以上任一項(xiàng)所述的充氣式襯砌端頭密封結(jié)構(gòu)，該襯砌端頭密封方法至少包括：

13、將充氣密封件置于混凝土灌注空間內(nèi)，在向混凝土灌注空間內(nèi)澆筑混凝土之前，對(duì)所述充氣密封件內(nèi)部進(jìn)行充氣，使所述充氣密封件膨脹，直至所述柔性件與所述內(nèi)襯模板和所述圍巖完全抵接；

14、在所述混凝土灌注空間內(nèi)灌注的混凝土凝固后，對(duì)所述充氣密封件進(jìn)行抽氣，使所述充氣密封件處于抽氣狀態(tài)，所述柔性件收縮，所述硬質(zhì)擋板松動(dòng)，完成混凝土的脫模。

15、本發(fā)明提供了一種充氣式襯砌端頭密封結(jié)構(gòu)，通過柔性件和硬質(zhì)擋板圍合形成充氣密封件，當(dāng)充氣密封件處于充氣狀態(tài)時(shí)，通過柔性件與圍巖相抵以起到密封作用，通過硬質(zhì)擋板對(duì)混凝土灌注空間內(nèi)灌注的混凝土進(jìn)行限位的同時(shí)，通過硬質(zhì)擋板與內(nèi)襯模板垂直以保證混凝土結(jié)構(gòu)面齊平；在混凝土灌注空間內(nèi)的混凝土凝固后，使充氣密封件抽氣而處于抽氣狀態(tài)，使硬質(zhì)擋板松動(dòng)，柔性件與圍巖分離，完成混凝土的脫模。

16、本發(fā)明的有益效果是：

17、(1)通過在充氣密封件處于充氣狀態(tài)下時(shí)，使柔性件和隧道內(nèi)壁的圍巖相抵接，實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土灌注空間的密封，避免了因前端模板與圍巖的表面無法完全貼合而形成縫隙，在對(duì)混凝土灌注空間內(nèi)進(jìn)行注漿操作時(shí)，存在混凝土漿沿縫隙漏出導(dǎo)致混凝土注漿壓力下降，降低隧道的二次襯砌施工質(zhì)量的問題。

18、(2)通過充氣密封件從充氣狀態(tài)到抽氣狀態(tài)的切換，完成混凝土的脫模作業(yè)，全程通過對(duì)充氣密封件進(jìn)行充氣、抽氣的操作完成，無需工作人員在施工中登高對(duì)前端模板進(jìn)行拆卸，降低了工作量，提高了施工安全性。

19、(3)通過在充氣密封件處于充氣狀態(tài)下時(shí)，硬質(zhì)擋板處于與內(nèi)襯模板垂直的狀態(tài)，確保了形成的混凝土結(jié)構(gòu)面為齊平的表面。

20、(4)通過在內(nèi)襯模板的后端頭設(shè)置后端密封結(jié)構(gòu)，通過后端密封結(jié)構(gòu)對(duì)相鄰混凝土結(jié)構(gòu)和內(nèi)襯模板之間的間隙進(jìn)行密封，進(jìn)一步防止注漿操作時(shí)，混凝土漿沿縫隙漏出，導(dǎo)致混凝土注漿壓力下降、降低隧道的二次襯砌施工質(zhì)量的問題。

技術(shù)特征：

1.一種充氣式襯砌端頭密封結(jié)構(gòu)，設(shè)置在內(nèi)襯模板(1)與隧道內(nèi)壁的圍巖(2)之間形成的混凝土灌注空間(3)內(nèi)，所述內(nèi)襯模板(1)包括前端頭(11)，其特征在于，所述充氣式襯砌端頭密封結(jié)構(gòu)包括硬質(zhì)擋板(4)及柔性件(5)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充氣式襯砌端頭密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述柔性件(5)與所述圍巖(2)相抵的接觸面上設(shè)置有第一凹凸結(jié)構(gòu)(51)，當(dāng)所述充氣密封件(6)處于所述充氣狀態(tài)時(shí)，所述第一凹凸結(jié)構(gòu)(51)與所述圍巖(2)相抵；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充氣式襯砌端頭密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述充氣式襯砌端頭密封結(jié)構(gòu)還包括角度限位機(jī)構(gòu)，所述角度限位機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述充氣密封件(6)內(nèi)部；所述角度限位機(jī)構(gòu)包括拉繩(62)，所述拉繩(62)兩端設(shè)置有固定件(63)，一端的所述固定件(63)穿過所述柔性件(5)與所述內(nèi)襯模板(1)固定連接，另一端的所述固定件(63)固定連接在所述硬質(zhì)擋板(4)上；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充氣式襯砌端頭密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述充氣密封件(6)為多個(gè)，多個(gè)所述充氣密封件(6)依次連接，以形成貼合所述內(nèi)襯模板(1)外壁的結(jié)構(gòu)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的充氣式襯砌端頭密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述內(nèi)襯模板(1)的周向上，所述充氣密封件(6)與所述內(nèi)襯模板(1)的高低差小于或者等于50毫米；

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的充氣式襯砌端頭密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，任意兩個(gè)所述充氣密封件(6)之間的接觸面上均設(shè)置有卡接結(jié)構(gòu)(64)，所述卡接結(jié)構(gòu)(64)用于連接相鄰兩個(gè)所述充氣密封件(6)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充氣式襯砌端頭密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述充氣式襯砌端頭密封結(jié)構(gòu)還包括壓力傳感器(65)及排氣組件(66)；

8.一種襯砌臺(tái)車，其特征在于，所述襯砌臺(tái)車包括臺(tái)車本體(7)、內(nèi)襯模板(1)及權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的充氣式襯砌端頭密封結(jié)構(gòu)；

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的襯砌臺(tái)車，其特征在于，所述內(nèi)襯模板(1)背離所述臺(tái)車本體(7)前進(jìn)方向的一端為后端頭(12)；

10.一種襯砌端頭密封方法，用于權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的充氣式襯砌端頭密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種充氣式襯砌端頭密封結(jié)構(gòu)、襯砌臺(tái)車及方法，通過柔性件和硬質(zhì)擋板圍合形成充氣密封件，當(dāng)充氣密封件處于充氣狀態(tài)時(shí)，通過柔性件與圍巖相抵以起到密封作用，通過硬質(zhì)擋板對(duì)混凝土灌注空間內(nèi)灌注的混凝土進(jìn)行限位的同時(shí)，通過硬質(zhì)擋板與內(nèi)襯模板垂直以保證混凝土結(jié)構(gòu)面齊平；待混凝土灌注空間內(nèi)的混凝土凝固后，使充氣密封件抽氣而處于抽氣狀態(tài)，硬質(zhì)擋板松動(dòng)，柔性件與圍巖分離，完成混凝土的脫模。本發(fā)明解決了在對(duì)混凝土灌注空間內(nèi)進(jìn)行注漿操作時(shí)，存在混凝土漿沿縫隙漏出導(dǎo)致混凝土注漿壓力下降，降低隧道的二次襯砌施工質(zhì)量的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：王帥帥,仇文革,史經(jīng)峰,徐勇,傅宇,段東亞
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中交第二公路工程局有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19