CN107269299A

CN107269299A - 隧道施工综合台车

Info

Publication number: CN107269299A
Application number: CN201710620311.1A
Authority: CN
Inventors: 龚岗
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-07-26
Filing date: 2017-07-26
Publication date: 2017-10-20

Abstract

本发明属于隧道施工设施领域，具体公开了一种隧道施工综合台车，包括控制机构，还包括铺设在隧道内部的轨道，以及由所述控制机构控制、且行走在轨道上的隧道施工综合台车本体，隧道施工综合台车本体包括从隧道口到掌子面依次设置的二衬钢筋台车和土工布防水板台车，二衬钢筋台车和土工布防水板台车内部设有自行式栈桥和供自行式栈桥行走的第一行走轨，自行式栈桥前端下部设有第一履带小车支座，自行式栈桥和第一履带小车支座均由控制机构控制。本方案将自行式栈桥放入二衬钢筋台车和土工布防水板台内部，使其可以为自行式栈桥配重，避免自行式栈桥为了达到标准长度刻意加长而产生的变形和施工不安全的现象。

Description

隧道施工综合台车

技术领域

本发明属于隧道施工设施技术领域。

背景技术

中国的隧道施工工程在进行施工时，通常都是按照如下顺序进行，1、进洞前的边、仰拱施工；2、超前大管棚的施工；3、测量定位放线；4、钻孔、放炮；5、出渣，打锚杆、安拱架（支护）、混凝土喷射（包括初喷和补喷）；6、超前锚杆（管棚段过后）；7、测量放线；而V级围岩开挖时要求安全距离为二衬混凝土衬砌距掌子面不得多于90米，V级围岩开挖时要求二衬混凝土衬砌距掌子面不得多于70米，而二衬混凝土衬砌距掌子面需要分别用到设备二衬钢筋台车、土工布防水板台车、栈桥、开挖及拱架安装台车，掌子面因施工工艺要求如三台阶开挖或两台阶开挖均有开挖平台占位置，或者原有施工方法因抑拱、土工布防水板、二衬钢筋、二衬混凝土衬砌速度不如开挖速度快，施工工序衔接程度弱，所以造成安全距离超标，施工安全不能保证、隧道结构因不能及时形成闭环而变形，造成不符质量要求等安全及质量事故。

而在仰拱施工工艺要求是，栈桥长度要达到3个12米（12米是一模二衬混凝土衬砌台车的衬砌长度）第一个12米是抑拱养护，第二个12米是安拱架、绑钢筋、立模、衬砌，第三个12米是抑拱开挖。所以原有设备长度无法达到工艺要求长度，而如果只是加长栈桥，栈桥一长，行走就非常不方便，并且容易出现弯曲的现象，导致施工工艺、施工质量和进度无法保证的问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有的栈桥在进行仰拱施工时，施工工艺、施工质量和进度无法保证的问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案提供一种隧道施工综合台车，包括控制机构，还包括铺设在隧道内部的轨道，以及由所述控制机构控制、且行走在轨道上的隧道施工综合台车本体，所述隧道施工综合台车本体包括从隧道口到掌子面依次设置的二衬钢筋台车和土工布防水板台车，二衬钢筋台车和土工布防水板台车内部设有自行式栈桥和供自行式栈桥行走的第一行走轨，所述自行式栈桥前端下部设有第一履带小车支座，所述自行式栈桥和第一履带小车支座均由控制机构控制。

本基础方案的原理在于，在进行隧道施工作业时，安装组合好隧道施工综合台车，待打孔、放炮、开挖除渣后首先通过控制机构控制自行式栈桥从二衬钢筋台车、土工布防水板台车内部沿第一行走轨往隧道掌子面方向移动，待行进到具体位置后，控制机构控制第一履带小车支座伸出，将自行式栈桥支撑在隧道地面上，进行仰拱的施工工作，而在仰拱施工完成后可以紧接着利用土工布防水板台、二衬钢筋台车依次进行防水板土工布以及二衬钢筋的铺设。

本基础方案的有益效果在于，

1、由于仰拱施工工艺要求是，栈桥长度要达到3个12米，第一个12米是抑拱养护，第二个12米是安拱架、绑钢筋、立模、衬砌，第三个12米是抑拱开挖，所以如果单纯的加强栈桥的长度会使其行走非常不方便，并且容易出现弯曲的现象，无法保证工艺和施工安全，本方案将自行式栈桥放入二衬钢筋台车和土工布防水板台内部，使其可以为自行式栈桥配重，避免自行式栈桥为了达到标准长度刻意加长而产生的变形和施工不安全的现象。

2、由于原有施工方法因抑拱、土工布防水板、二衬钢筋、二衬混凝土衬砌速度由于施工装置的多样性，施工装置之间需要进行更换，使其不如开挖速度快，所以造成安全距离超标，施工安全不能保证、隧道结构因不能及时形成闭环因而变形量大造成不符质量要求等安全及质量事故，而本装置隧道施工综合台车的设置，从台车结构设计保证了施工安全距离及施工工序衔接，机械化程度提高进一步提高施工速度，降低了工人劳动强度，减小了对工人素质的要求。

方案二，此为基础方案的优选，还包括至少一个可行走在自行式栈桥上的平移小车，所述自行式栈桥上设有供平移小车行走的第二行走轨，所述平移小车底部设有轨道轮，所述平移小车上设有均由控制机构控制的可升降工作平台、自平衡装置、钻孔定位装置、锚杆定位装置、风炮定位装置和机械手。平移小车中可升降工作平台、顶升装置和机械手的设置，人工进入可升降工作平台根据实际的施工需求控制可升降工作平台的升降以及拱架的顶升，完成对钻孔，打锚杆和安装拱架的精准操作，机械手的设置可以对拱架进行前后、左右、上下、旋转、倾斜等动作，以使拱架准确就位。

方案三，此为方案二的优选，所还包括行走在自行式栈桥内部的开挖及拱架安装台车轨道，所述自行式栈桥内部设有供开挖及拱架安装台车轨道滑行的第二轨道，所述开挖及拱架安装台车轨道上设有供平移小车行走的第三行走轨，所述平移小车可行走在第三行走轨上，所述开挖及拱架安装台车轨道前端下部设有第二履带小车支座，所述开挖及拱架安装台车轨道和第二履带小车支座均由控制机构控制。自行式栈桥和开挖及拱架安装台车轨道通过施工的实际进度进行可控的行进，然后通过第二履带小车支座进行其行进之后的支撑，本装置的设置灵活性强，可控性强，可以很好的对各种距离的隧道进行施工，而且可以通过自行式栈桥对开挖及拱架安装台车轨道进行配重。

方案四，此为基础方案至方案三任一项的优选，还包括可行走在自行式栈桥外部，且由控制机构控制的整体式仰拱模板，所述自行式栈桥上设有供整体式仰拱模板行走的第四行走轨。由于现有的仰拱模板一般只有边模，成型之后的仰拱只有两端呈弧形，中间位混凝土自流平面，其是不同位置仰拱组合，不能使仰拱、拱墙以及边墙形成一个完整的弧形闭环，且安装仰拱模板及边模时费时费力，本装置的设置可以实现仰拱的一次性衬砌成型，使其形成完整的弧形闭环，彻底实现隧道的施工要求，使其力学性能极佳，并且由于整体式仰拱模板重量大，所以本方案的设置使其自行走在自行式栈桥上，省力并且提高了加工工艺和效率。

方案五，此为基方案二或方案三的优选，所述平移小车外形为仿隧道拱顶弧形设计的弧形。平移小车仿隧道拱顶弧形外形的设计，便于平移小车在隧道中行走，空间利用性强。

方案六，此为方案四的优选，所述整体式仰拱模版还包括翻转端模和收缩式中心水沟模。整体式仰拱模板可以通过和翻转端模、收缩式中心水沟模配合可以实现抑拱全模浇筑工作。

方案七，此为方案四的优选，所述自行式栈桥和整体式仰拱模版可拆卸连接。整体式仰拱模板与自行式栈桥自由装卸增加了本装置的灵活性。

方案八，此为基础方案的优选，所述土工布防水板台车包括仿隧道弧形设置的弧形行走轨道、行走在弧形行走轨道上的行走小车、以及驱动行走小车的双筒电动铰盘，所述双筒电动铰盘连接控制机构，所述行走小车底部设有行走轮。混凝土浇筑之后，当隧道拱架安装好之后进行土工布防水板的铺设，土工布防水板台车的行走小车，在双筒电动铰盘驱动下，在弧形行走轨道上行走将土工布防水板铺敷盛具移动，从而将其内装的土工布或防水板沿隧道洞壁铺敷。

方案九，此为基础方案的优选，所述行走轮为三向轮，所述行走轨道为弧形圆管。三向轮的设计，通过使用过山车的三向轮原理，有效的避免了运载小车在运行过程中的偏移，使运载小车运行平稳无死点，圆管和三向轮的配合设计，保证了运载小车在运行过程中的流畅性、稳定性、和平滑度。

方案十，此为基础方案的优选，所述二衬钢筋台车包括卷扬机、设置在二衬钢筋台车靠近隧道口一端的弧形钢筋盛具、设在钢筋盛具内的卡槽和环向钢筋顶升机构。在完成土工布防水版的铺敷工作后，进行二衬钢筋的铺设，二衬钢筋台车可实现二衬环向钢筋的自动化提铺顶。将若干支适长预弯成环向钢筋装入钢筋盛具内的卡槽中，通过卷扬机构将钢筋盛具由地面翻转至台车端面，再从卡槽将环向钢筋逐一拨出至沿环向均布，且与隧道纵向平行的若干组钢筋顶出杆旁，一对一设置的环向钢筋卡扣在平动传动装置得定位槽内并固定，转动一次，依次重复即可将二衬环向钢筋均布在二衬钢筋台车表面，启动环向钢筋顶升机构即可将钢筋升至要求位置。

附图说明

图1为本发明隧道施工综合台车实施例一的主视图；

图2为本发明隧道施工综合台车实施例一的左视图；

图3为本发明隧道施工综合台车实施例二的主视图；

图4为本发明隧道施工综合台车实施例二的左视图；

图5为本发明隧道施工综合台车实施例三的主视图；

图6为本发明隧道施工综合台车实施例三的左视图；

图7为本发明隧道施工综合台车实施例四的主视图；

图8为本发明隧道施工综合台车实施例四的左视图；

图9为本发明隧道施工综合台车实施例五的主视图；

图10为本发明隧道施工综合台车实施例五的左视图；

图11为本发明隧道施工综合台车实施例六的主视图；

图12为本发明隧道施工综合台车实施例六的左视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明，

说明书附图中的附图标记包括，二衬钢筋台车1、土工布防水板台车2、自行式栈桥3、第一履带小车支座4、第二履带小车支座5、平移小车6、开挖及拱架安装台车轨道7、整体式仰拱模板8。

隧道施工综合台车，实施例一基本如附图1和附图2所示，包括控制机构，还包括铺设在隧道内部的轨道和由所述控制机构控制，且行走在轨道上的隧道施工综合台车本体，隧道施工综合台车本体包括从隧道口到掌子面依次设置的二衬钢筋台车1和土工布防水板台车2，土工布防水板台车2包括仿隧道弧形设置的弧形行走轨道、行走在弧形行走轨道上的行走小车、以及驱动行走小车的双筒电动铰盘，双筒电动铰盘连接控制机构，行走小车底部设有行走轮。

行走轮为三向轮，行走轨道为弧形圆管，二衬钢筋台车1包括卷扬机、设置在二衬钢筋台车1靠近隧道口一端的弧形钢筋盛具、设在钢筋盛具内的卡槽和环向钢筋顶升机构，二衬钢筋台车1和土工布防水板台车2内部设有自行式栈桥3和供自行式栈桥3行走的第一行走轨，自行式栈桥3前端下部设有第一履带小车支座4，自行式栈桥3和第一履带小车支座4均由控制机构控制。

在进行隧道开挖工作时，待打孔、放炮、开挖除渣，当洞口施工准备工作完毕，洞口外或内有足够安装位置时，从隧道口到掌子面依次将二衬钢筋台车1、土工布防水板台车2、自行式栈桥3，按顺序从前到后，从外到里进行安装组合好，首先通过控制机构将自行式栈桥3从二衬钢筋台车1、土工布防水板台车2内部沿第一行走轨自行移动，待行进到具体位置后，控制机构控制第一履带小车支座4伸出，将自行式栈桥3支撑在隧道地面上，进行仰拱的施工工作，而在仰拱施工完成后可以紧接着利用土工布防水板台、二衬钢筋台车1依次进行防水板土工布以及二衬钢筋的铺设，土工布防水板台车2上的三向轮行走小车，在双筒电动铰盘驱动下，沿弧形行走轨道上行走，从而将其内装的土工布沿隧道洞壁展开、铺敷，完成一模土工布安装后，重复上述动作进行防水板的铺敷。

完成一模土工布防水板安装后，进行二衬钢筋的铺设，二衬钢筋台车1可实现二衬环向钢筋的自动化提铺顶，将若干支适长环向钢筋装入钢筋盛具内的卡槽中，通过卷扬机构将弧形钢筋盛具由地面翻转90°至台车端面，依次重复上述动作即可将二衬环向钢筋均布在二衬钢筋台车1表面，启动环向钢筋顶升机构，将环向钢筋顶升至二衬钢筋靠洞壁端位置，在完成环向二衬钢筋的铺设之后，在纵向钢筋定位卡具定位帮助下人工进行纵环向钢筋绑扎，此层钢筋绑扎工作完成后，重复上述工作，实现二衬钢筋靠洞内侧端绑扎及层间连接筋绑扎，当一模工作完全完成后，控制机构控制隧道综合施工台车本体在轨道上行进一模，循环重复进行下一模的工作，二衬混凝土衬砌台车跟进，进行衬砌工作。

本方案将自行式栈桥3放入二衬钢筋台车1和土工布防水板台内部，使其可以为自行式栈桥3配重，避免自行式栈桥3为了达到标准长度刻意加长而产生的变形和施工不安全的现象。并且从台车结构设计保证了施工安全距离及施工工序衔接，机械化程度提高进一步提高施工速度，降低了工人劳动强度，减小了对工人素质的要求。

实施例二基本如附图3和附图4所示，与实施例一的区别仅在于，还包括至少一个可行走在自行式栈桥3上的平移小车6，自行式栈桥3上设有供平移小车6行走的第二行走轨，平移小车6外形为仿隧道拱顶弧形设计的弧形，平移小车6底部设有轨道轮，平移小车6上设有均由控制机构控制的可升降工作平台、自平衡装置、钻孔定位装置、锚杆定位装置、风炮定位装置和机械手。

在自行式栈桥3行走出之后，平移小车6在第二行走轨上行走施工，工人进入平移小车6的可升降工作平台上，将锚杆、拱架等材料放置在平移小车6上，根据实际的施工需求控制可升降工作平台的升降以及机械手，完成钻孔，打锚杆和安装拱顶拱架的精准操作，机械手可以对拱架进行前后、左右、上下、旋转、倾斜等动作，以使拱架准确就位。

实施例三，基本如附图5和附图6所示，与实施例二的区别仅在于，还包括行走在自行式栈桥3内部的开挖及拱架安装台车轨道7，自行式栈桥3内部设有供开挖及拱架安装台车轨道7滑行的第二轨道，开挖及拱架安装台车轨道7上设有供平移小车6行走的第三行走轨，平移小车6可行走在第三行走轨上，开挖及拱架安装台车轨道7前端下部设有第二履带小车支座5，开挖及拱架安装台车轨道7和第二履带小车支座5均由控制机构控制。

开挖及拱架安装台车轨道7行进到掌子面之后，通过第二履带小车支座5进行其行进之后的支撑，控制机构控制平移小车6在第三行走轨道纵向移动至隧道掌子面，对掌子面进行施工，自行式栈桥3和开挖及拱架安装台车轨道7通过施工的实际进度进行可控的行进。本装置的设置灵活性强，可控性强，可以很好的对各种距离的隧道进行施工，而且可以通过自行式栈桥3对开挖及拱架安装台车轨道7进行配重。

实施例四，基本如附图7和附图8所示，与实施例一的区别仅在于，还包括可行走在自行式栈桥3外部，且由控制机构控制的整体式仰拱模板8，整体式仰拱模版还包括翻转端模和收缩式中心水沟模，自行式栈桥3上设有供整体式仰拱模板8行走的第四行走轨，自行式栈桥3和整体式仰拱模版可拆卸连接。

由于现有的仰拱模板一般只有边模，成型之后的仰拱只有两端呈弧形，中间位混凝土自流平面，其是不同位置仰拱组合，不能使仰拱、拱墙以及边墙形成一个完整的弧形闭环，且安装仰拱模板及边模时费时费力，本装置的设置可以实现仰拱的一次性衬砌成型，整体式仰拱模板8可以通过和翻转端模、收缩式中心水沟模配合可以实现抑拱全模浇筑工作，使其形成完整的弧形闭环，彻底实现隧道的施工要求，使其力学性能极佳，并且由于整体式仰拱模板8重量大，在施工时其通过控制机构控制行走在第四行走轨上进行施工，本方案省力并且提高了仰拱的施工工艺和效率。

实施例五，基本如附图9和附图10所示，与实施例二的区别仅在于，还包括可行走在自行式栈桥3外部，且由控制机构控制的整体式仰拱模板8，整体式仰拱模版还包括翻转端模和收缩式中心水沟模，自行式栈桥3上设有供整体式仰拱模板8行走的第四行走轨，自行式栈桥3和整体式仰拱模版可拆卸连接。

实施例六，基本如附图11和附图12所示，与实施例三的区别仅在于，还包括可行走在自行式栈桥3外部，且由控制机构控制的整体式仰拱模板8，整体式仰拱模版还包括翻转端模和收缩式中心水沟模，自行式栈桥3上设有供整体式仰拱模板8行走的第四行走轨，自行式栈桥3和整体式仰拱模版可拆卸连接。

本发明中，掌子面和二衬钢筋以及掌子面和仰拱的距离均根据隧道施工标准进行，本发明的尺寸依照不同施工情况具体设定。

本方案的设置，在进行轨道施工时，配合度强，并且可以在同一个综合台架上进行隧道开挖、拱架安装、二衬钢筋绑扎和防水板铺敷一体化的施工工作，过程操作简单，工序之间相互配合紧密，在前一项工序完成后，不需要拆卸和组装施工器械，紧接着直接进行下一项工序的施工工作，极大地节省了时间，提高了效率。

方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims

1.隧道施工综合台车，包括控制机构，其特征在于，还包括铺设在隧道内部的轨道和由所述控制机构控制，且行走在轨道上的隧道施工综合台车本体，所述隧道施工综合台车本体包括从隧道口到掌子面依次设置的二衬钢筋台车和土工布防水板台车，二衬钢筋台车和土工布防水板台车内部设有自行式栈桥和供自行式栈桥行走的第一行走轨，所述自行式栈桥前端下部设有第一履带小车支座，所述自行式栈桥和第一履带小车支座均由控制机构控制。

2.根据权利要求1所述的隧道施工综合台车，其特征在于，还包括至少一个可行走在自行式栈桥上的平移小车，所述自行式栈桥上设有供平移小车行走的第二行走轨，所述平移小车底部设有轨道轮，所述平移小车上设有均由控制机构控制的可升降工作平台、自平衡装置、钻孔定位装置、锚杆定位装置、风炮定位装置和机械手。

3.根据权利要求2所述的隧道施工综合台车，其特征在于，还包括行走在自行式栈桥内部的开挖及拱架安装台车轨道，所述自行式栈桥内部设有供开挖及拱架安装台车轨道滑行的第二轨道，所述开挖及拱架安装台车轨道上设有供平移小车行走的第三行走轨，所述平移小车可行走在第三行走轨上，所述开挖及拱架安装台车轨道前端下部设有第二履带小车支座，所述开挖及拱架安装台车轨道和第二履带小车支座均由控制机构控制。

4.根据权利要求1-3任一项所述的隧道施工综合台车，其特征在于，还包括可行走在自行式栈桥外部，且由控制机构控制的整体式仰拱模板，所述自行式栈桥上设有供整体式仰拱模板行走的第四行走轨。

5.根据权利要求2或3所述的隧道施工综合台车，其特征在于，所述平移小车外形为仿隧道拱顶弧形设计的弧形。

6.根据权利要求4所述的隧道施工综合台车，其特征在于，所述整体式仰拱模版还包括翻转端模和收缩式中心水沟模。

7.根据权利要求4所述的隧道施工综合台车，其特征在于，所述自行式栈桥和整体式仰拱模版可拆卸连接。

8.根据权利要求1所述的隧道施工综合台车，其特征在于，所述土工布防水板台车包括仿隧道弧形设置的弧形行走轨道、行走在弧形行走轨道上的行走小车、以及驱动行走小车的双筒电动铰盘，所述双筒电动铰盘连接控制机构，所述行走小车底部设有行走轮。

9.根据权利要求1所述的隧道施工综合台车，其特征在于，所述行走轮为三向轮，所述行走轨道为弧形圆管。

10.根据权利要求1所述的隧道施工综合台车，其特征在于，所述二衬钢筋台车包括卷扬机、设置在二衬钢筋台车靠近隧道口一端的弧形钢筋盛具、设在钢筋盛具内的卡槽和环向钢筋顶升机构。