一种暗挖结构二衬混凝土拱顶防脱空装置[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号 CN 209115120 U(45)授权公告日 2019.07.16

(21)申请号 201821433853.4(22)申请日 2018.09.03

(73)专利权人 中铁二十局集团第四工程有限公

司

地址 266000 山东省青岛市崂山区东海东

路89号(72)发明人 马万里　宋鹏杰　张军　刘少华　

梁龙飞　窦学杰　罗小龙　贾东敏　张利军　张林　(74)专利代理机构 青岛申达知识产权代理有限

公司 37243

代理人 蒋遥明(51)Int.Cl.

E21D 11/10(2006.01)

权利要求书1页 说明书4页 附图1页

CN 209115120 U(54)实用新型名称

一种暗挖结构二衬混凝土拱顶防脱空装置(57)摘要

一种暗挖结构二衬混凝土拱顶防脱空装置，涉及隧道施工技术领域，包括钢模板，钢模板固定设置在隧道拱顶处，钢模板上固定连接有注浆管，注浆管内设有注浆孔和排气孔，注浆孔的上端插入混凝土腔内，注浆孔的下端伸出钢模板，排气孔平行设置在注浆孔的侧边并且注浆孔的上端口高于注浆孔的上端口，排气孔的上端内孔中固定套接有套环，环套的下端面覆有弹力网；排气孔内滑动插接有排气管，排气管的上端插接在环套与排气孔内壁之间，排气管的下端通过螺钉固定连接在钢模板上。本新型在注浆孔上设置排气孔，确保拱顶浇筑时拱顶内的空气能顺利排出，确保混凝土喷灌，空气排出的同时避免拱顶出现脱空现象。

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权　利　要　求　书

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1.一种暗挖结构二衬混凝土拱顶防脱空装置，其特征在于，包括钢模板，所述钢模板固定设置在隧道拱顶处，钢模板上固定连接有注浆管，所述注浆管内设有注浆孔和排气孔，所述注浆孔的上端插入混凝土腔内，所述注浆孔的下端伸出所述钢模板，所述排气孔平行设置在所述注浆孔的侧边并且所述注浆孔的上端口高于所述注浆孔的上端口，所述排气孔的上端内孔中固定套接有套环，所述套环的下端面覆有弹力网；所述排气孔内滑动插接有排气管，所述排气管的上端插接在所述套环与所述排气孔内壁之间，所述排气管的下端通过螺钉固定连接在所述钢模板上。

2.根据权利要求1所述的暗挖结构二衬混凝土拱顶防脱空装置，其特征在于，所述排气管内壁上固定设有力敏传感器，所述力敏传感器的探测头位于所述弹力网的下面。

3.根据权利要求2所述的暗挖结构二衬混凝土拱顶防脱空装置，其特征在于，所述套环的上端面与所述排气孔的上端面平齐。

4.根据权利要求3所述的暗挖结构二衬混凝土拱顶防脱空装置，其特征在于，所述排气孔位于隧道拱顶的正下方，并且所述排气孔的上端面距离隧道拱顶的最高点距离为10mm。

5.根据权利要求1-4任一项所述的暗挖结构二衬混凝土拱顶防脱空装置，其特征在于，所述注浆管与所述钢模板的固定连接方式为焊接连接。

6.根据权利要求5所述的暗挖结构二衬混凝土拱顶防脱空装置，其特征在于，所述注浆管的材质为钢制材料，所述排气管为PVC管。

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一种暗挖结构二衬混凝土拱顶防脱空装置

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技术领域

[0001]本实用新型涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种暗挖结构二衬混凝土拱顶防脱空装置。

背景技术

[0002]隧道施工中的，将隧道开挖后，先在隧道内壁做初期支护，然后在初期支护内侧施作的模筑混凝土或钢筋混凝土衬砌作为二次衬砌，与初期支护共同组成复合式衬砌。二次衬砌施工的最后一步是对隧道拱顶灌浆封顶，封顶时的常规方式是预埋一根注浆管，注浆管安装在拱顶的钢模板上，从注浆管内向拱顶喷射混凝土浆，将拱顶填满。[0003]在拱顶浇筑过程中，现有技术存在下列缺陷：[0004](1)从注浆孔向拱顶喷射混凝土时，拱顶内部属于密闭空间，随着混凝土液位的上升，拱顶内空气受压缩体积越来越小且无法排出，空气压力越来越大，导致混凝土喷射困难，需要调整喷射压力才能将混凝土继续喷进拱顶内。[0005](2)随着拱顶内空气压力的增加，需要多次调节混凝土喷射的压力，导致施工的周期边长，难度系数增大，同时随着混凝土喷射压力的增加，施工人员人身安全也难以保证。[0006](3)拱顶内的高压空气无法排出，因此高压注浆后，在混凝土的干缩性和高压空气的双重作用下，混凝土极易与拱顶脱离出现脱空现象，甚至在脱空处出现混凝土裂纹、裂缝，导致隧道壁的防水性能大大降低。发明内容

[0007]为了解决上述现有技术的问题，本实用新型提供一种暗挖结构二衬混凝土拱顶防脱空装置，在注浆孔上设置通气孔，确保拱顶浇筑时拱顶内的空气能顺利排出，确保混凝土恒压喷灌，空气排出的同时避免拱顶出现脱空现象。

[0008]本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种暗挖结构二衬混凝土拱顶防脱空装置，包括钢模板，所述钢模板固定设置在隧道拱顶处，钢模板上固定连接有注浆管，所述注浆管内设有注浆孔和排气孔，所述注浆孔的上端插入混凝土腔内，所述注浆孔的下端伸出所述钢模板，所述排气孔平行设置在所述注浆孔的侧边并且所述注浆孔的上端口高于所述注浆孔的上端口，所述排气孔的上端内孔中固定套接有套环，所述套环的下端面覆有弹力网；所述排气孔内滑动插接有排气管，所述排气管的上端插接在所述套环与所述排气孔内壁之间，所述排气管的下端通过螺钉固定连接在所述钢模板上。[0009]优选的，所述排气管内壁上固定设有力敏传感器，所述力敏传感器的探测头位于所述弹力网的下面。从注浆孔注入混凝土浆，随着混凝土浆的灌入把拱顶的空气从排气孔排出，当混凝土充满整个拱顶后，拱顶内的空气被排出干净，此时混凝土流到排气孔上端的套环内，将排气孔的上端孔口封住，同时混凝土流入套环内被弹力网挡住，进一步随着混凝土的压力喷射，套环内混凝土对弹力网施加向下的压力，致使弹力网向下凸出，凸出的弹力网触压在力敏传感器上，触发力敏传感器将信号反馈至外界，施工人员根据触发信号确认

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拱顶灌浆完成。[0010]优选的，所述套环的上端面与所述排气孔的上端面平齐。[0011]优选的，所述排气孔位于隧道拱顶的正下方，并且所述排气孔的上端面距离隧道拱顶的最高点距离为10mm。[0012]优选的，所述注浆管与所述钢模板的固定连接方式为焊接连接。[0013]优选的，所述注浆管的材质为钢制材料，所述排气管为PVC管。[0014]本实用新型的使用原理：[0015]1、首先，通过钢模板上的浇筑口注入压力混凝土对隧道拱顶浇灌，注入混凝土量以达到低于注浆孔上端口10-20cm为准；[0016]2、进行拱顶封顶：泵管喷头连接在注浆孔的下端口，混凝土通过注浆孔注入拱顶，随着混凝土浆的注入，拱顶的空气顺着排气孔排出拱顶外，直至整个拱顶被注满混凝土浆，拱顶内的空气被完全排出拱顶外；[0017]3、持续从注浆孔向拱顶充入混凝土浆，混凝土浆在压力的作用下流到排气孔上端的套环内，将排气孔上端孔口封住的同时被套环下端的弹力网截住，弹力网在混凝土压力的作用下向下凸出，凸出位置与下方的力敏传感器接触，触发力敏传感器将信号反馈至外界，施工人员读取信号后停止作业，将泵管喷头从注浆孔上拆下；[0018]4、拧开排气管与钢模板连接的螺钉，将排气管从排气孔中抽出，待混凝土硬质化后，将钢模板连同注浆管一起从隧道的拱顶取下，然后进行下一施工段的安装、浇筑。[0019]本实用新型所带来的综合效果包括：本实用新型构造简单合理，使用方便，将隧道拱顶的封顶操作分为两步进行，先进行初步浇筑，预留拱顶空间，再通过注浆孔进行精确封顶浇筑，同时在注浆孔旁设置排气孔，在拱顶封顶施工作业中随着混凝土浆的注入，拱顶内的空气顺着排气孔排出，确保混凝土浇筑过程中的压力值保持一致，无需多次加压，提高施工的作业效率，同时保障施工人员的人身安全；此外，排气孔的上端套有套环，套管下端设有弹力网，排气孔内套有排气管，混凝土充满拱顶后会流到排气孔内，将弹力网向下压，使弹力网触发力敏传感器，确保拱顶能灌满混凝土浆且无空气残留，避免拱顶出现脱空现象，确保拱顶的防水性能，保证隧道拱顶的浇筑质量。附图说明

[0020]图1是本实用新型实施例暗挖结构二衬混凝土拱顶防脱空装置的结构示意图。[0021]图2是本实用新型实施例暗挖结构二衬混凝土拱顶防脱空装置的A处结构示意图。[0022]其中，在附图中相同的部件用相同的附图标记；附图并未按照实际的比例绘制。具体实施方式

[0023]下面结合附图和实施例进一步说明本实用新型。[0024]实施例

[0025]一种暗挖结构二衬混凝土拱顶防脱空装置，包括钢模板1，所述钢模板1固定设置在隧道拱顶处，钢模板1上固定连接有注浆管2，所述注浆管2与所述钢模板1的固定连接方式为焊接连接；所述注浆管2内设有注浆孔3和排气孔4，所述注浆孔3的上端插入混凝土腔内，所述注浆孔3的下端伸出所述钢模板1，所述排气孔4平行设置在所述注浆孔3的侧边并

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且所述注浆孔3的上端口高于所述注浆孔3的上端口，所述排气孔 4的上端内孔中固定套接有套环5，所述套环的下端面覆有弹力网6；所述排气孔4内滑动插接有排气管7，所述排气管7的上端插接在所述套环与所述排气孔4内壁之间，所述排气管7的下端通过螺钉8固定连接在所述钢模板1上。所述套环5的上端面与所述排气孔4的上端面平齐。所述排气孔4位于隧道拱顶的正下方，并且所述排气孔4的上端面距离隧道拱顶的最高点距离为10mm。所述注浆管2的材质为钢制材料，所述排气管7为PVC管。

[0026]所述排气管7内壁上固定设有力敏传感器9，所述力敏传感器9的探测头位于所述弹力网6的下面。从注浆孔3注入混凝土浆，随着混凝土浆的灌入把拱顶的空气从排气孔4排出，当混凝土充满整个拱顶后，拱顶内的空气被排出干净，此时混凝土流到排气孔4上端的套环5内，将排气孔4的上端孔口封住，同时混凝土流入套环5内被弹力网 6挡住，进一步随着混凝土的压力喷射，套环内混凝土对弹力网6施加向下的压力，致使弹力网6向下凸出，凸出的弹力网6触压在力敏传感器9上，触发力敏传感器9将信号反馈至外界，施工人员根据触发信号确认拱顶灌浆完成。

[0027]本实用新型实施例的使用原理：[0028]1、首先，通过钢模板1上的浇筑口注入压力混凝土对隧道拱顶浇灌，注入混凝土量以达到低于注浆孔3上端口10-20cm为准；[0029]2、进行拱顶封顶：泵管喷头连接在注浆孔3的下端口，混凝土通过注浆孔3注入拱顶，随着混凝土浆的注入，拱顶的空气顺着排气孔4排出拱顶外，直至整个拱顶被注满混凝土浆，拱顶内的空气被完全排出拱顶外；[0030]3、持续从注浆孔3向拱顶充入混凝土浆，混凝土浆在压力的作用下流到排气孔4 上端的套环5内，将排气孔4上端孔口封住的同时被套环5下端的弹力网6截住，弹力网6在混凝土压力的作用下向下凸出，凸出位置与下方的力敏传感器9接触，触发力敏传感器9将信号反馈至外界，施工人员读取信号后停止作业，将泵管喷头从注浆孔3上拆下；[0031]4、拧开排气管7与钢模板1连接的螺钉8，将排气管7从排气孔4中抽出，待混凝土硬质化后，将钢模板1连同注浆管2一起从隧道的拱顶取下，然后进行下一施工段的安装、浇筑。

[0032]本实用新型实施例所带来的综合效果包括：本实用新型实施例构造简单合理，使用方便，将隧道拱顶的封顶操作分为两步进行，先进行初步浇筑，预留拱顶空间，再通过注浆孔3进行精确封顶浇筑，同时在注浆孔3旁设置排气孔4，在拱顶封顶施工作业中随着混凝土浆的注入，拱顶内的空气顺着排气孔4排出，确保混凝土浇筑过程中的压力值保持一致，无需多次加压，提高施工的作业效率，同时保障施工人员的人身安全；此外，排气孔4的上端套有套环5，套管下端设有弹力网6，排气孔4内套有排气管7，混凝土充满拱顶后会流到排气孔4内，将弹力网6向下压，使弹力网6触发力敏传感器9，确保拱顶能灌满混凝土且无空气残留，避免拱顶出现脱空现象，确保拱顶的防水性能，保证隧道拱顶的浇筑质量。[0033]本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，

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亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。[0034]以上参考了优选实施例对本实用新型进行了描述，但本实用新型的保护范围并不限制于此，任何落入权利要求的范围内的所有技术方案均在本实用新型的保护范围内。在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。

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图1

图2

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