(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011532303.X
(22)申请日 2020.12.22
(71)申请人 中铁五局集团成都工程有限责任公
司
地址 610091 四川省成都市青羊区工业总
部基地E区2号楼（腾飞大道51号）
申请人 中铁五局集团有限公司
(72)发明人 罗凛 刘哲 罗宁宁 谭泽意
周涛
(51)Int.Cl.
E21D 11/10(2006.01)
E21D 11/38(2006.01)
E21F 17/18(2006.01)
(54)发明名称一种隧道衬砌拱部防脱空装置及施工方法(57)摘要本发明公开一种隧道衬砌拱部防脱空装置及施工方法，包括接触端子、控制箱、指示灯和导线，所述控制箱包括电源开关、漏电断路器、接触器和继电器；S1：施工准备，安装防水板和排气管，衬砌钢筋；S2：二衬钢筋绑扎结束后，安装接触端 子及导线，接触端子采用透明胶带固定在防水板上面，布设线路统一留在堵头板位置，同时接入控制箱内；S3：台车就位前，提前测试防脱空装置线路连接是否通畅；采用本发明公开的施工方法，在注浆完成3个月内采用人工敲击、地质雷达法等方式对拱顶衬砌质量进行自检，拱顶缺陷较之前人工观察浇筑要有明显的减少。衬砌拱顶通过安装液位连通式防脱空装置，当所有指示灯全亮时， 可初步判定拱顶混凝土浇筑密实。权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 112443343 A 2021.03.05 C N 112443343
A
1.一种隧道衬砌拱部防脱空装置，其特征在于：包括接触端子、控制箱、指示灯和导线，所述控制箱包括电源开关、漏电断路器、接触器和继电器。
2.一种基于权利要求1所述防脱空装置的施工方法，其特征在于，包括以下步骤，S1：施工准备，安装防水板和排气管，衬砌钢筋；S2：二衬钢筋绑扎结束后，安装接触端子及导线，接触端子采用透明胶带固定在防水板上面，布设线路统一留在堵头板位置，同时接入控制箱内；S3：台车就位前，提前测试防脱空装置线路连接是否通畅；S4：台车就位浇筑混凝土，混凝土浇筑过程中，提前将防脱空装置开启，当防脱空装置指示灯亮时，初步判定混凝土浇筑在此范围；指示灯开始亮一下后面又熄灭了，初步判定
混凝土经过后未压顶密实；当指示灯一直常亮且堵头位置和预留带模注浆管内流出水泥浆，初步判定此次混凝土浇筑密实，后续通过无损检测对初步判定进行验证。
3.根据权利要求2所述的施工方法，其特征在于：所述接触端子采用裸露l厘米端头的绝缘铜导线。
4.根据权利要求3所述的施工方法，其特征在于：根据衬砌单次浇筑长度设置接触端子数量，采用9m衬砌台车时至少设置4个接触端子，采用12m衬砌台车时至少设置5个接触端子。
5.根据权利要求2所述的施工方法，其特征在于：所述接触端子安装在隧道拱部中线位置，位于两个混凝土入料孔中间，或入料孔与施工缝中间部位，同时根据拱部平整度调整至最高点。
6.根据权利要求2所述的施工方法，其特征在于：所述接触端子从二衬台车端头拱部引出，与控制箱通过快速线夹头连接，控制箱和指示灯通过导线连接。
权 利 要 求 书1/1页CN 112443343 A
一种隧道衬砌拱部防脱空装置及施工方法
技术领域
[0001]本发明属于隧道施工技术领域，尤其涉及一种隧道衬砌拱部防脱空装置及施工方法。
背景技术
[0002]国内隧道二衬混凝土浇筑过程中普遍缺乏有效的监控手段，现今隧道拱顶混凝土浇筑密实情况检查有两种方式：
[0003]一是人工在二衬台车端头拱顶处肉眼观察，缺点：需要定时安排人员观察，耗费人工，且作业空间狭小，对人身可能造成潜在伤害，
[0004]二是在二衬台车拱顶预留竖向钢管检查混凝土冲顶情况。缺点：根据二衬厚度加工对应长度的无缝钢管，耗时耗力耗材料，钢管安装时与拱顶二衬钢筋位置冲突，不好调整，可操作性不大，钢管无法取出进行重复使用，运营中有掉落的风险，且影响二衬整体外观。
发明内容
[0005]本发明提供一种隧道衬砌拱部防脱空装置，旨在解决上述存在的问题。
[0006]本发明是这样实现的，一种隧道衬砌拱部防脱空装置，包括接触端子、控制箱、指示灯和导线，所述控制箱包括电源开关、漏电断路器、接触器和继电器。
[0007]本发明还提供一种基于上述防脱空装置的施工方法，包括以下步骤，S1：施工准备，安装防水板
和排气管，衬砌钢筋；S2：二衬钢筋绑扎结束后，安装接触端子及导线，接触端子采用透明胶带固定在防水板上面，布设线路统一留在堵头板位置，同时接入控制箱内；S3：台车就位前，提前测试防脱空装置线路连接是否通畅；S4：台车就位浇筑混凝土，混凝土浇筑过程中，提前将防脱空装置开启，当防脱空装置指示灯亮时，初步判定混凝土浇筑在此范围；指示灯开始亮一下后面又熄灭了，初步判定混凝土经过后未压顶密实；当指示灯一直常亮且堵头位置和预留带模注浆管内流出水泥浆，初步判定此次混凝土浇筑密实，后续通过无损检测对初步判定进行验证。
[0008]进一步的，所述接触端子采用裸露l厘米端头的绝缘铜导线。
[0009]进一步的，根据衬砌单次浇筑长度设置接触端子数量，采用9m衬砌台车时至少设置4个接触端子，采用12m衬砌台车时至少设置5个接触端子。
[0010]进一步的，所述接触端子安装在隧道拱部中线位置，位于两个混凝土入料孔中间，或入料孔与施工缝中间部位，同时根据拱部平整度调整至最高点。
[0011]进一步的，所述接触端子从二衬台车端头拱部引出，与控制箱通过快速线夹头连接，控制箱和指示灯通过导线连接。
[0012]与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用本发明公开的施工方法，在注浆完成3个月内采用人
工敲击、地质雷达法等方式对拱顶衬砌质量进行自检，拱顶缺陷较之前人工观察浇筑要有明显的减少。衬砌拱顶通过安装液位连通式防脱空装置，当所有指示灯全亮
时，可初步判定拱顶混凝土浇筑密实。但同时结合混凝土用量、RPC管出浆情况等综合判断混凝土是否浇筑饱满。可以在二衬拱顶混凝土浇筑过程中能够及时监控混凝土是否浇筑密实，有效避免因人为因素导致二衬拱顶混凝土灌注不密实和脱空现象。
附图说明
[0013]图1为本发明施工方法流程图；
[0014]图2为本发明工作原理图。
具体实施方式
[0015]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0016]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为
了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。[0017]请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：
[0018]本发明公开一种隧道衬砌拱部防脱空装置，其实质为一种液位连通式防脱空装置，液位连通式防脱空装置利用混凝土中水的导电性，当混凝土浇筑到接触端子高度时，接触端子与混凝土连接形成回路，继电器工作，点亮指示灯。
[0019]液位连通式防脱空装置由接触端子、控制箱、指灯和导线组成，工作电压采用24V 安全电压。
[0020]其中，液位连通式防脱空装置采用裸露lcm端头的绝缘铜导线。
[0021]根据衬砌单次浇筑长度设置，采用9m衬砌台车时至少设4个，采用12m衬砌台车时至少设5个。
[0022]接触端子位置一般安装在隧道拱部中线位置，位于两个混凝土入料孔中间、入料孔与施工缝中间部位。同时根据拱部平整度可适当调整至最高点。接触端子和导线采用粘接方式固定在防水板上，防止浇筑过程中脱落。采用绝缘铜导线从二衬台车端头拱部引出，与控制箱宜采用快速线夹头连接，控制箱和指示灯通过导线连接。
[0023]本实施方式中，在二衬钢筋绑扎结束后，通知电工及工人配合安装线路，1环12m长的二衬，设置
5个接触端子，间距3米/个，接触端子采用透明胶带固定在防水板上面，布设线路统一留在堵头板位置，同时接入集中控制柜内，台车就位前提前测试防脱空装置线路连接是否通畅；混凝土浇筑过程中，提前将防脱空装置开启，当防脱空装置灯亮时，则可以初步判定混凝土浇筑在此范围，装置灯开始亮一下后面又熄灭了说明混凝土经过后未压顶密实；当防脱空装置灯一直常亮且堵头位置和预留带模注浆管内流出水泥浆，可初步判定此次混凝土浇筑密实，后续可通过无损检测进行验证。
[0024]安装方法如下：施工准备(安装防水板、衬砌钢筋、排气管)→安装接触端子及导线→防脱空装置空载试验→衬砌台车就位→浇筑混凝土→点亮指示灯→判断混凝土浇筑饱
满→停止浇筑，关闭电源。
[0025]在注浆完成3个月内采用人工敲击、地质雷达法等方式对拱顶衬砌质量进行自检，拱顶缺陷较之前人工观察浇筑要有明显的减少。
[0026]衬砌拱顶通过安装液位连通式防脱空装置，当所有指示灯全亮时，可初步判定拱顶混凝土浇筑密实。但同时结合混凝土用量、RPC管出浆情况等综合判断混凝土是否浇筑饱满。可以在二衬拱顶混凝土浇筑过程中能够及时监控混凝土是否浇筑密实，有效避免因人为因素导致二衬拱顶混凝土灌注不密实和脱空现象。
[0027]本发明另一个实施方式中，在二衬钢筋绑扎结束，二衬台车定位后，通知电工及工人配合在带模注浆管道内安装接触端子线，1环12m长的二衬，设置4个接触端子，按照带模注浆管间距4米/个，接触端子采用透明胶带或电工胶带缠绕在RPC管道上固定牢固，接触线通过RPC管的伸入贴近防水板上，接触线路集中接往防脱空装置配电箱内，线路安装完成后立即测试防脱空装置线路连接是否通畅；混凝土浇筑过程中，提前将防脱空装置开启，当防脱空装置灯亮时，则可以初步判定混凝土浇筑在此范围，装置灯开始亮一下后面又熄灭了说明混凝土经过后未压顶密实；当防脱空装置灯一直常亮且堵头位置和预留带模注浆管内流出水泥浆，可初步判定此次混凝土浇筑密实，后续可通过无损检测进行验证。
[0028]安装方法如下：施工准备(安装防水板、衬砌钢筋、排气管)→衬砌台车就位→安装接触端子及导线→防脱空装置空载试验→浇筑混凝土→点亮指示灯→判断混凝土浇筑饱满→停止浇筑，关闭电源。
[0029]砌混凝施工是隧道施工的重要环节，浇筑至拱顶时应多孔多次进行压顶，保证拱顶混凝土密实无空洞。在隧道衬砌拱部预埋拱顶防脱空装置，能有效的判断拱顶混凝土浇筑是否密实，提高二次衬砌质量，减少后期处理。
[0030]液位连通式防脱空装置利用混凝土中水的导电性，当混凝土浇筑到接触端子高度时，接触端子与混凝土连接形成回路，继电器工作，点亮指示灯。
[0031]以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的
任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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