CN103711491A - 用于竖井混凝土衬砌施工的设备及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于竖井混凝土衬砌施工的设备及其施工方法，所述设备包括模板***、操作***、提升装置、井口固定装置、悬吊装置以及控制装置；模板***为滑升模块，包括混凝土模板、围圈和提升架；操作平台设置于滑升模块上；提升装置为液压滑升***，包括爬杆、液压千斤顶以及液压控制设备，其驱动滑升模块滑升；井口固定装置为井口工作平台；悬吊装置设置于井口工作平台上；控制装置布置于井口工作平台上。本发明的特点在于弥补混凝土施工过程中钢筋与砼同步施工的不足，结构简单合理，爬杆可以重复利用，纠偏方便且适应性能强，适合在不同竖井混凝土衬砌中使用。

Description

用于竖井混凝土衬砌施工的设备及其施工方法

技术领域

本发明涉及竖井混凝土衬砌施工领域，特别涉及一种用于竖井混凝土衬砌施工的设备及其施工方法。

背景技术

一般情况下，竖井滑升模块的施工主要是采用压杆式液压滑升模板施工，常用的压杆式滑升模块的缺点：一是钢筋与混凝土同步施工，钢筋安装质量难以有效控制，且不易检查验收；二是支撑杆代替钢筋，滑升过程中容易出现跑偏现象，且纠偏比较困难；三是作业面钢筋安装、混凝土施工等同步作业，劳动组织繁杂，文明施工管理难度大。

综上所述，提供一种钢筋与混凝土可同时施工、滑升模板自由提升、施工质量随时检查的施工设备和方法，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

为解决上述竖井混凝土施工过程中的技术问题，本发明的目的是提供一种用于竖井混凝土衬砌施工的设备及其施工方法，所述设备为利用提升装置滑升的悬吊式滑升模板。

本发明的用于竖井混凝土衬砌施工的设备包括模板***、操作***、提升装置、井口固定装置、悬吊装置以及控制装置；所述模板***为滑升模块，所述滑升模块包括混凝土模板、围圈和提升架；所述操作***包括受料平台、操作平台和辅助平台，所述操作平台设置在所述滑升模块上，所述受料平台设置在操作平台的上方，所述辅助平台设置在所述滑升模块的下方；所述提升装置与所述滑升模块的提升架相连以提升所述滑升模块；所述井口固定装置为设置于所述竖井井口的井口工作平台；所述悬吊装置设置于所述井口工作平台上；所述控制装置布置于井口工作平台上，以控制所述滑升模块的滑升。

优选地，所述提升装置为液压滑升***，所述液压滑升***包括爬杆、液压千斤顶以及液压控制设备，所述爬杆设置在竖井内，所述液压千斤顶与爬杆相配合以进行升降，所述液压千斤顶与所述提升架相连，所述液压控制设备用于控制液压千斤顶。

优选地，所述液压千斤顶安装于所述提升架顶部，以使所述提升架通过所述液压千斤顶支撑在爬杆上。

优选地，所述混凝土模板具有上口和下口，所述围圈为四道围圈构成，第一道围圈位于混凝土模板的上口，第二道围圈和第三道围圈为加固围圈，第四道围圈位于混凝土模板的下口。

优选地，所述受料平台上设置有受料装置和分料装置；所述操作平台设置于所述第一道围圈上，且所述液压控制设备设置于所述操作平台上；所述辅助平台位于所述混凝土模板的下口。

优选地，所述提升装置为手扳葫芦或者卷扬机。

本发明还提供一种施工方法，其使用上述的用于竖井混凝土衬砌施工的设备进行施工，所述施工方法包括：A）在竖井内对钢筋进行绑扎；B）在竖井内组装模板***；安装井口工作平台，并且安装提升装置；将模板***的提升架布置到混凝土浇筑位置并与提升装置相连；C）安装受料平台和操作平台；D）浇筑一层混凝土；E）经过预定时间后，进行模板***提升；F）安装辅助平台；G）浇筑下一层混凝土；对上一层的混凝土进行修补和养护；重复步骤D）、E）和G）直至竖井混凝土施工完成。

优选地，在所述步骤B）中还包括使用控制装置对竖井进行测量。

优选地，在所述步骤E）中模板***提升距离为300cm。

优选地，在所述步骤E）进行模板***提升之后，使用控制装置对竖井进行测量。

本发明的有益效果是：

1、钢筋安装先行施工，钢筋施工质量可控，可一次检查验收。

2、悬吊爬杆一次安装到位，所述悬吊爬杆相当于滑升模块的运行轨道，滑升模块运行比较平稳，纠偏方便。

3、作业面钢筋、混凝土等单行作业，专业化强，文明施工条件好。

附图说明

图1为根据本发明的用于竖井混凝土衬砌施工的设备布置图。

图2为根据本发明的施工方法流程图。

主要部件符号说明：

1   混凝土模板       2   围圈

3   提升架           4   液压千斤顶

5   爬杆             6   受料平台

7   操作平台         8   辅助平台

9   液压控制柜       10  井口工作平台

11  简易龙门架       12  卷扬机

13  悬吊钢丝绳       14a 混凝土料斗

14b 混凝土料斗       15  爬梯

16  钢筋绑扎移动平台 17a 混凝土溜管

17b 混凝土溜管       18  砼搅拌运输车

19  竖井。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

下面，结合附图对本发明的具体实施例进行描述。请参阅图1和图2所示，本发明提供一种用于竖井混凝土衬砌施工的设备及其施工方法。

本发明的用于竖井混凝土衬砌施工的设备主要包括模板***、操作***、提升装置、井口固定装置、悬吊装置以及控制装置。

模板***为一个能够上下滑动的滑升模块，所述滑升模块包括混凝土模板、围圈和提升架。混凝土模板具有上口和下口，围圈则由四道围圈构成，第一道围圈位于混凝土模板的上口，第二道围圈和第三道围圈为加固围圈，第四道围圈位于混凝土模板的下口。

操作***包括受料平台、操作平台和辅助平台，操作平台是搭建于滑升模块上的。具体地，受料平台上设置有受料装置和分料装置，受料平台设置在操作平台的上方，操作平台设置于第一道围圈上，辅助平台位于混凝土模板的下口。

提升装置为液压滑升***，其包括爬杆、液压千斤顶以及液压控制设备，实际操作时，液压滑升***驱动所述滑升模块进行滑升，具体地，液压千斤顶安装于提升架顶部，提升架通过液压千斤顶支撑在爬杆上，液压控制设备驱动液压千斤顶，使得滑升模块沿爬杆进行滑升，且液压控制设备设置于操作平台上，本发明中的液压控制设备为液压控制柜。

井口固定装置为设置于竖井井口的井口工作平台，而悬吊装置设置于所述井口工作平台上，为滑升模块的滑升提供动力以及进行工程中的各种悬吊操作。

所述控制装置布置于井口工作平台上，在实际施工时，在平台上测量放线，定出竖井中心及周边轮廓线，以控制所述滑升模块的滑升的垂直度等，其包括垂直度控制和水平控制。

下面结合图1对本发明的用于竖井混凝土衬砌施工的设备进行详细描述。

所述模板***包括混凝土模板1、围圈2以及提升架3。其中混凝土模板一般采用δ=5mm～8mm的钢板作为面板（也可利用定型钢模板拼装），模板高1.2m～1.25m；按竖井19设计断面进行设计，锥度按0.4%，上口尺寸大于设计尺寸10mm，下口尺寸同设计尺寸。混凝土模板内侧采用角钢作为竖向加劲肋，每道竖向加劲肋之间用角钢作为斜加劲肋，并与混凝土模板焊接。

而整套混凝土模板1的设计中采用了围圈2，所述围圈2为四道结构，即由四道围圈构成，所述围圈2一般采用角钢或槽钢制作，用于固定混凝土模板1，并且承受混凝土模板1传来的水平荷载和竖向荷载。具体地，第一道围圈为混凝土模板1上口的围圈，兼作操作***中的操作平台的盘圈，其刚度强度应满足设计要求；第二道围圈和第三道围圈为加固围圈，一般采用槽钢，距混凝土模板1上、下口的距离为20cm～40cm，为了提高模板的强度，加固围圈可以用型钢连接成桁架或网架结构，从而保证了混凝土模板1和围圈2的刚度和整体稳定性；第四道围圈为混凝土模板1下口的围圈，起到固定模板的作用，也即用于固定混凝土模板1以及承受混凝土模板1传来的水平荷载和竖向荷载，并将其传递到提升架3上。

提升架3则是混凝土模板1与液压滑升***（提升装置）的联系构件，具体地，所述提升架3通过安装于提升架3顶部的液压千斤顶4支撑在支撑杆（爬杆5）上，整个滑升模块的荷载将通过提升架3传递给爬杆5。

所述操作***包括位于操作***上部的受料平台6、位于操作***中间的操作平台7以及位于操作***下部的辅助平台8。

其中，在受料平台6上，根据不同的竖井结构特征，加工一混凝土受料、分料装置，也即混凝土料斗14a和混凝土溜管17a、混凝土溜管17b以及混凝土溜管17c，其中混凝土溜管17a***混凝土料斗14a中进行受料，并从混凝土料斗14下部设置另外两根（根据实际生产需要，也可以是多根）混凝土溜管17b和混凝土溜管17c进行分料，以方便混凝土的入仓。

操作平台7是将木板或网纹钢板铺设于第一道围圈上，并且在操作平台7上面布置液压控制柜9及各种其他操作设备，是施工人员的作业场地。

辅助平台8上，距混凝土模板1下口距离1.5m-2m处布置辅助工作盘，辅助工作盘主要负责观察混凝土脱模情况，进行表面修补、压光、预埋件处理和洒水养护等工作。辅助工作盘一般采用悬吊式，用角钢焊制，并在其上铺设钢板或网纹钢板，并用圆钢悬吊于加固围圈架上；沿辅助工作盘周边布置一趟洒水花管，进行混凝土养护。

所述液压滑升***包括爬杆5、液压千斤顶4、液压控制柜9和油路***（图中未示出）。爬杆5为液压千斤顶4上爬的轨道，爬杆5采用Φ48mm×3.5mm（外径为48mm、壁厚3.5mm）的钢管连接而成单根爬杆5长为3m～6m；爬杆5的接头处为承插式连接，以确保连接强度。

液压千斤顶4采用穿心式专用千斤顶，其通过油压反复供油和停油来完成一次物质循环，从而带动混凝土模板1上升。

液压控制柜9用于操作液压千斤顶4的运转并供给液压千斤顶4油压，根据配备的液压千斤顶4数量来选用专用的液压控制柜（控制设备）。

作为选择，液压滑升***还可以用手扳葫芦或者卷扬机等起重工具代替；这样的话就不需要使用爬杆，可以使用钢丝绳或者链条替代爬杆。

所述井口固定装置包括井口工作平台10。其中井口固定装置采用型钢焊接成钢梁，并且放置在井口，从井口工作平台向下至操作***的各个平台设置有爬梯15，操作人员可由爬梯15进入井内，井口工作平台10上还设置有另一混凝土料斗14b，由砼搅拌运输车18将混凝土运至该混凝土料斗14b中，再经由与混凝土料斗14b相连的混凝土溜管17a进入混凝土料斗14a，并进行后续操作。所述井口固定装置有以下功能：一是满足悬吊爬杆5及提升滑升模块的要求，二是作为井口作业平台提供操作人员在井口作业的平台，三是作为安全保护平台。井口固定装置的强度、刚度、密封等需要满足施工要求。

所述悬吊装置主要用于供水、供电、通讯以及提升等施工方面，所述悬吊装置包括简易龙门架11、卷扬机12以及悬吊钢丝绳13。简易龙门架11满足卷扬机12提升整个滑升模块的要求，而卷扬机12承担井下人员、设备、材料以及工器具的提升，悬吊钢丝绳下端连接有钢筋绑扎移动平台16。一方面使用悬吊钢丝绳13悬吊动力、照明、信号、通讯电缆进行供电，另一方面使用悬吊钢丝绳13悬吊供水管进行供水以满足施工用水的要求。

所述控制装置（图中未示出）采用测量控制，包括垂直度控制和水平控制两种方式。其中，垂直度控制为一般用重锤法或激光指向仪，根据竖井19的形式布置一定的数量的控制装置，以有效控制滑升的垂直度，而水平控制则是采用水平管为主和红外线水平仪相结合的方法。控制装置布置于井口工作平台10上，在实际施工时，在平台上测量放线，定出竖井中心及周边轮廓线，以控制所述滑升模块的滑升的垂直度等。

下面对本发明的用于竖井混凝土衬砌施工的设备的施工方法进行详细描述。所述施工方法包括如下步骤：

A）在竖井内对钢筋进行绑扎：

钢筋在加工厂加工好后，由载重汽车运至竖井19上部，由卷扬机12吊入竖井内的钢筋绑扎移动平台16上，进行人工绑扎。钢筋可先行施工，一次安装完成，进行检查验收。

B）在竖井内组装模板***；安装井口工作平台，并且安装提升装置；将模板***的提升架布置到混凝土浇筑位置并与提升装置相连：

具体地，将滑升模块也即所述模板***的混凝土模板1、围圈2以及提升架3分别加工制作好，预装调试合格后，运到井底进行组装；

搭设井口工作平台10，进行爬杆5的放入安装，爬杆5一次安装到位，其中需要使用控制装置对竖井进行测量，即在井口工作平台10测量放线，定出竖井19的中心及周边轮廓线，并标出爬杆5的中心位置，进行爬杆5的放入安装；

安装液压千斤顶4，模板***的提升架3采用卷扬机12吊到混凝土浇筑的部位与爬杆5固定。

C）安装受料平台和操作平台：

铺设受料平台6的铺板，架立混凝土料斗14a、混凝土溜管17a、混凝土溜管17b以及混凝土溜管17c，装防护栏杆；

铺设操作平台7的铺板，在操作平台7上安装布置液压操作***（液压控制柜9及各种操作设备）。

D）浇筑一层混凝土：

E）经过预定时间后，进行模板***提升：

F）安装辅助平台；

滑升模块滑升到相当于辅助平台8的高度时，铺设辅助平台8的铺板，进行辅助平台8的安装。

G）浇筑下一层混凝土；对上一层的混凝土进行修补和养护；

在辅助平台8上及时对有缺陷的混凝土进行修补，并在辅助平台8上安装环形养护水管，对砼洒水养护。

重复步骤D）、E）和G）直至竖井混凝土施工完成。

在上述施工方法中，混凝土由拌和站拌制，由砼搅拌运输车（混凝土罐车）运到竖井19上部，从混凝土料斗14b进入，并由混凝土溜管17a溜到受料平台6，再经过位于受料平台6上的混凝土料斗14a进入进行二次搅拌经过混凝土溜管17b和混凝土溜管17c入仓。

完成步骤A）至步骤C）以后，需要进行空载滑升调试，调试合格后，方可转入下面滑升模块施工的步骤D）至步骤G）。

在上述施工方法中，混凝土浇筑部位的第一层砼（混凝土）浇筑完成后，在实验的混凝土初凝时间前进行试滑升，提升约1-2个行程，观察脱模混凝土强度及质量，以确定实际的滑升间隔及时间。

在本发明中，在步骤E）中模板***提升距离（滑升间隔）为300cm。也即一般情况下300cm滑升一次、浇筑一层，每次滑升后，检查混凝土模板和各个平台的变化，进行砼表面修整、模板清扫；

另外在所述步骤E）进行模板***提升之后，需要使用控制装置对竖井进行测量。具体地，模板***提升过程中，通过所述控制装置严格控制中心线，避免偏移，施工过程中每次滑升后都要进行观测，发现问题及时纠正。

本发明的用于竖井混凝土衬砌施工的设备结构合理，成本相对低廉，纠偏方便，适应性能强且所述施工方法采用钢筋安装先行施工，施工质量可控，验收方便。

上述实施例是用于例示性说明本发明的原理及其功效，但是本发明并不限于上述实施方式。本领域的技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，在权利要求保护范围内，对上述实施例进行修改。因此本发明的保护范围，应如本发明的权利要求书覆盖。

Claims (10)

1.一种用于竖井混凝土衬砌施工的设备，包括模板***、操作***、提升装置、井口固定装置、悬吊装置以及控制装置；

所述模板***为滑升模块，所述滑升模块包括混凝土模板、围圈和提升架；

所述操作***包括受料平台、操作平台和辅助平台，所述操作平台设置在所述滑升模块上，所述受料平台设置在操作平台的上方，所述辅助平台设置在所述滑升模块的下方；

所述提升装置与所述滑升模块的提升架相连以提升所述滑升模块；

所述井口固定装置为设置于所述竖井井口的井口工作平台；

所述悬吊装置设置于所述井口工作平台上；

所述控制装置布置于井口工作平台上，以控制所述滑升模块的滑升。

2.根据权利要求1所述的用于竖井混凝土衬砌施工的设备，其特征在于：所述提升装置为液压滑升***，所述液压滑升***包括爬杆、液压千斤顶以及液压控制设备，所述爬杆设置在竖井内，所述液压千斤顶与爬杆相配合以进行升降，所述液压千斤顶与所述提升架相连，所述液压控制设备用于控制液压千斤顶。

3.根据权利要求2所述的用于竖井混凝土衬砌施工的设备，其特征在于：所述液压千斤顶安装于所述提升架顶部，以使所述提升架通过所述液压千斤顶支撑在爬杆上。

4.根据权利要求3所述的用于竖井混凝土衬砌施工的设备，其特征在于：所述混凝土模板具有上口和下口，所述围圈为四道围圈构成，第一道围圈位于混凝土模板的上口，第二道围圈和第三道围圈为加固围圈，第四道围圈位于混凝土模板的下口。

5.根据权利要求4所述的用于竖井混凝土衬砌施工的设备，其特征在于：所述受料平台上设置有受料装置和分料装置；所述操作平台设置于所述第一道围圈上，且所述液压控制设备设置于所述操作平台上；所述辅助平台位于所述混凝土模板的下口。

6.根据权利要求1所述的用于竖井混凝土衬砌施工的设备，其特征在于：所述提升装置为手扳葫芦或者卷扬机。

7.一种施工方法，其使用上述任一项权利要求所述的用于竖井混凝土衬砌施工的设备进行施工，所述施工方法包括：

A）在竖井内对钢筋进行绑扎；

B）在竖井内组装模板***；安装井口工作平台，并且安装提升装置；将模板***的提升架布置到混凝土浇筑位置并与提升装置相连；

C）安装受料平台和操作平台；

D）浇筑一层混凝土；

E）经过预定时间后，进行模板***提升；

F）安装辅助平台；

G）浇筑下一层混凝土；对上一层的混凝土进行修补和养护；

重复步骤D）、E）和G）直至竖井混凝土施工完成。

8.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于：在所述步骤B）中还包括使用控制装置对竖井进行测量。

9.根据权利要求8所述的施工方法，其特征在于：在所述步骤E）中模板***提升距离为300cm。

10.根据权利要求9所述的施工方法，其特征在于：在所述步骤E）进行模板***提升之后，使用控制装置对竖井进行测量。

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