CN109707409A - 一种隧道二衬混凝土振捣系统 - Google Patents

Abstract

一种隧道二衬混凝土振捣系统，包括多个自动插入式振捣装置（1）、多个高频气动振捣器（2）、气体压缩机（3）和电控箱，所述的多个自动插入式振捣装置（1）设置在隧道二衬台车钢模板（4）的背面上，所述的多个高频气动振捣器（2）设置在隧道二衬台车钢模板（4）的背面上，多个自动插入式振捣装置（1）均与气体压缩机（3）连接，多个高频气动振捣器（2）均与气体压缩机（3）连接，所述的气体压缩机（3）和电控箱连接。实现了隧道二衬混凝土自动插入式振捣，解决了深厚混凝土振捣不到位、混凝土不密实等问题。

Description

一种隧道二衬混凝土振捣系统

技术领域

本发明涉及一种混凝土振捣装置，更具体的说涉及一种隧道二衬混凝土振捣系统，属于隧道衬砌施工技术领域。

背景技术

目前，随着我国高铁的飞速发展，隧道越来越多；随着隧道衬砌质量及标准化施工要求不断提高，隧道衬砌混凝土质量要求越来越高。

传统的隧道衬砌工艺中，将隧道二衬台车定位后再加固安装好输送泵管，通过混凝土地泵将预拌好的混凝土送至二衬台车每个分窗口，在浇筑每个分窗口时使用手持式振捣棒进行振捣，在浇筑拱顶式时采用电动平板附着振捣器振捣。但是，由于二衬拱顶钢筋密集，拱顶混凝土人工无法振捣，因此存在无法保证拱顶混凝土振捣是否密实及二衬拱顶混凝土布料不均的问题，从而存在巨大质量安全等风险，易导致隧道衬砌拱顶混凝土强度不均匀、混凝土不密实及空洞问题，因此传统隧道衬砌工艺已经无法满足施工需求。因此，避免隧道拱顶混凝土出现强度不均匀、不密实及空洞，防止今后运营过程中出现隧道拱顶混凝土掉块现象、确保隧道运营安全﹑有效解决传统隧道衬砌拱顶混凝土强度不均匀、不密实及空洞缺陷等，成为目前亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的隧道二衬混凝土振捣存在的上述问题，提供一种隧道二衬混凝土振捣系统。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种隧道二衬混凝土振捣系统，包括多个自动插入式振捣装置、多个高频气动振捣器、气体压缩机和电控箱，所述的多个自动插入式振捣装置设置在隧道二衬台车钢模板的背面上，所述的多个高频气动振捣器设置在隧道二衬台车钢模板的背面上，多个自动插入式振捣装置均与气体压缩机连接，多个高频气动振捣器均与气体压缩机连接，所述的气体压缩机和电控箱连接。

所述的自动插入式振捣装置沿纵向布置在二衬台车拱顶及拱部两侧。

布置在二衬台车拱顶的自动插入式振捣装置分别布置在二衬台车钢模板端头与拱顶进料口之间及相邻拱顶进料口之间，布置在二衬台车拱部两侧的自动插入式振捣装置分别布置在环向上距拱顶进料口为1.8m位置处。

所述的高频气动振捣器沿纵向在相邻两个边墙进料口之间呈梅花型布置。

所述的高频气动振捣器布置在二衬台车钢模板的背面两侧，单侧环向三排，第一排高频气动振捣器位于仰拱与二衬纵向施工缝上1.5m处，相邻高频气动振捣器环向间距2m。

所述的自动插入式振捣装置包括钢机架、气动顶升器、顶升滑道和高频振捣棒，所述钢机架安装在隧道二衬台车钢模板的背面上，所述的气动顶升器安装在钢机架底部中心，所述的顶升滑道包括滑道钢板和设置在钢机架两内侧的安装滑槽，所述的滑道钢板与顶升滑槽滑动连接，所述的气动顶升器与气体压缩机连接，气动顶升器的顶升气缸柱顶部与滑道钢板连接，所述的高频振捣棒底部固定在滑道钢板上，高频振捣棒上部插置在二衬台车钢模板中，高频振捣棒顶部与二衬台车钢模板表面平齐。

所述的二衬台车钢模板与高频振捣棒之间加装有橡胶密封圈，且橡胶密封圈紧贴于高频振捣棒上，所述的橡胶密封圈固定在二衬台车钢模板上。

所述的滑道钢板包括上层钢板和下层钢板，所述高频振捣棒底端固定在滑道钢板上层钢板上，顶升气缸柱顶部与滑道钢板下层钢板连接，所述滑道钢板的上层钢板和下层钢板之间设置有减震橡胶柱。

所述的钢机架上设置有拉拔开关，所述拉拔开关在钢机架的位置与滑道钢板底部平齐，拉拔开关与滑道钢板铰接，拉拔开关与电控箱连接。

所述的多个高频气动振捣器分别通过分流管与气体压缩机的主气管路连接，所述的分流管上安装有气动开关电磁阀。

与现有技术相比较，本发明的有益效果是：

1、本发明中自动插入式振捣装置实现将高频振捣棒顶入混凝土自动控制振捣，从而实现了隧道二衬混凝土自动插入式振捣，弥补隧道二衬混凝土振捣的空白；解决了目前存在的拱顶二衬脱空及混凝土不密实问题。

2、本发明中的高频气动振捣器振捣频率高、振捣半径大，能够实现对深厚混凝土进行振捣；从而解决了深厚混凝土振捣不到位、混凝土不密实等问题，且操控简单、便捷。

3、本发明中通过电控箱控制实现自动振捣，从而实现二衬振捣自动化、机械化、标准化。

4、本发明减少了带模注浆，减少了操作人员，节省了人工﹑降低工人劳动量，经济、实用、简便；同时相应降低了作业劳动强度及安全风险，且提高了施工效率和质量，提高了隧道高空安全系数。

附图说明

图1是本发明断面图。

图2是本发明展开图。

图3是本发明中自动插入式振捣装置结构示意图。

图4是本发明中自动插入式振捣装置俯视图。

图5是本发明中自动插入式振捣装置使用状态图。

图6是本发明中高频气动振捣器布置图。

图中，自动插入式振捣装置1，高频气动振捣器2，气体压缩机3，二衬台车钢模板4，拱顶进料口5，边墙进料口6，钢机架7，气动顶升器8，顶升滑道9，高频振捣棒10，滑道钢板11，顶升气缸柱12，橡胶密封圈13，减震橡胶柱14，分流管15，主气管路16，气动开关电磁阀17，连接螺栓18。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

参见图1至图2，一种隧道二衬混凝土振捣系统，包括多个自动插入式振捣装置1、多个高频气动振捣器2、气体压缩机3和电控箱，本处的多个指的是二个以上。所述的多个自动插入式振捣装置1设置在隧道二衬台车钢模板4的背面上，所述的多个高频气动振捣器2设置在隧道二衬台车钢模板4的背面上，二衬台车钢模板4的背面即二衬台车钢模板10朝向台车内部的面；多个自动插入式振捣装置1均与气体压缩机3连接，多个高频气动振捣器2均与气体压缩机3连接。所述的气体压缩机3和电控箱连接，通过电控箱控制自动插入式振捣装置1插入混凝土深度及振捣时间，同时操控自动插入式振捣装置1和高频气动振捣器2振捣全过程，从而实现振捣自动控制。

参见图1至图2，进一步的，所述的自动插入式振捣装置1沿纵向布置在二衬台车拱顶及拱部两侧，此处的纵向指沿线路方向。且布置在二衬台车拱顶的自动插入式振捣装置1分别布置在二衬台车钢模板4端头与拱顶进料口5之间、及相邻拱顶进料口5之间，布置在二衬台车拱部两侧的自动插入式振捣装置1分别布置在环向距拱顶进料口5为1.8m位置处。隧道混凝土浇筑时，当混凝土浇筑至拱部时，混凝土由拱顶进料口5进料，混凝土沿着二衬台车钢模板4滑下来，因混凝土浆液流动性好，易造成拱顶进料口5下方出现集窝料（粗骨料）；采用将上述布置方式，既能将混凝土均匀分布在二衬台车内，还能通过振捣确保混凝土密实度，保证了混凝土强度。

参见图1至图2，进一步的，所述的高频气动振捣器2沿纵向在相邻两个边墙进料口6之间呈梅花型布置，此处的纵向指沿线路方向。进一步的，所述的高频气动振捣器2布置在二衬台车钢模板4的背面两侧，单侧环向三排；第一排高频气动振捣器2位于仰拱与二衬纵向施工缝上1.5m处，相邻高频气动振捣器2环向间距2m。此种布置结构，保证了混凝土混凝土振捣均匀；且因边墙混凝土可在边墙进料口6处进行人工插入式振捣，而两进料口6之间人工无法进行插入式振捣，本种布置结构在相邻进料口6之间安装高频气动振捣器2，确保了混凝土浇筑密实，保证了混凝土强度。

参见图3至图5，具体的，所述的自动插入式振捣装置1包括钢机架7、气动顶升器8、顶升滑道9和高频振捣棒10。所述钢机架7安装在隧道二衬台车钢模板4的背面上，即钢机架7安装在隧道二衬台车钢模板4朝向台车内部的面上。所述的气动顶升器8安装在钢机架7底部中心；所述的顶升滑道9包括滑道钢板11和设置在钢机架7两内侧的安装滑槽，所述的滑道钢板11与顶升滑槽滑动连接，滑道钢板11可以沿着顶升滑槽上下滑动。所述的气动顶升器8与气体压缩机3连接，气动顶升器8的顶升气缸柱12顶部与滑道钢板11连接；通过气体压缩机3顶升气缸柱12，同时带动滑道钢板11在顶升滑槽中上升。所述的高频振捣棒10底部固定在滑道钢板11上；高频振捣棒10上部插置在二衬台车钢模板4中，高频振捣棒10顶部与二衬台车钢模板4表面平齐，从而保证二衬混凝土表面平整。

参见图3至图5，具体的，所述的二衬台车钢模板4与高频振捣棒10之间加装有橡胶密封圈13，且橡胶密封圈13紧贴于高频振捣棒10上，所述的橡胶密封圈13固定在二衬台车钢模板4上。橡胶密封圈13用于防止高频振捣棒10顶升过程中漏浆液，减少高频振捣棒10振动力对二衬台车钢模板4刚度的影响。

参见图3至图5，具体的，所述的滑道钢板11包括上层钢板和下层钢板，所述高频振捣棒10底端固定在滑道钢板11上层钢板上，顶升气缸柱12顶部与滑道钢板11下层钢板连接；顶升气缸柱12顶部与滑道钢板11下层钢板连接，从而顶升气缸柱12带动滑道钢板11运动。且所述滑道钢板11的上层钢板和下层钢板之间设置有减震橡胶柱14，减震橡胶柱14通过连接螺栓18与滑道钢板11的上层钢板和下层钢板进行连接；减震橡胶柱14能够有效减小高频振捣棒10振动力对气动顶升器8及钢机架7的影响。

参见图3至图5，具体的，所述的所述的钢机架7上设置有拉拔开关，所述拉拔开关在钢机架7的位置与滑道钢板11底部平齐，拉拔开关与滑道钢板11铰接，拉拔开关与电控箱连接。

参见图6，具体的，所述的多个高频气动振捣器2分别通过分流管15与气体压缩机3的主气管路16连接，所述的分流管15上安装有气动开关电磁阀17。

参见图1至图6，施工时，先进行边墙高频气动振捣器2振捣，再到拱部自动插入式振捣装置1布料、振捣，最后进行拱顶自动插入式振捣装置1振捣。高频气动振捣器2振捣时，通过电控箱开启气体压缩机3，压缩气体压缩机3气体，电控箱开启气动开关电磁阀17，从而实现自动振捣。自动插入式振捣装置1振捣时，气体压缩机3推动顶升气缸柱12上升，滑道钢板11向上滑动，高频振捣棒10顶入混凝土中；待混凝土打满后结束振捣，高频振捣棒10下降，当高频振捣棒10下降到滑道钢板11底部与拉拔开关平齐时，滑道钢板11挤压拉拔开关，使得拉拔开关闭合，此时电控箱上的拉拔开关指示灯亮起，则说明高频振捣棒10已下降至其顶部与二衬台车钢模板4表面平齐，振捣结束。

参见图1至图6，本发明中高频气动振捣器2振捣频率高、振捣半径大，改善了混凝土施工质量；而自动插入式振捣装置1使得拱部混凝土由传统表面振捣方法到混凝土内部振捣方法的更新，弥补了隧道二衬混凝土拱部振捣方法的空白，有效解决了二衬混凝土不密实，尤其是靠近防水板混凝土不密实现象，同时还解决了拱部混凝土布料不均匀，造成混凝土强度不一问题。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，上述结构都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种隧道二衬混凝土振捣系统，其特征在于：包括多个自动插入式振捣装置（1）、多个高频气动振捣器（2）、气体压缩机（3）和电控箱，所述的多个自动插入式振捣装置（1）设置在隧道二衬台车钢模板（4）的背面上，所述的多个高频气动振捣器（2）设置在隧道二衬台车钢模板（4）的背面上，多个自动插入式振捣装置（1）均与气体压缩机（3）连接，多个高频气动振捣器（2）均与气体压缩机（3）连接，所述的气体压缩机（3）和电控箱连接。

2.根据权利要求1所述的一种隧道二衬混凝土振捣系统，其特征在于：所述的自动插入式振捣装置（1）沿纵向布置在二衬台车拱顶及拱部两侧。

3.根据权利要求2所述的一种隧道二衬混凝土振捣系统，其特征在于：布置在二衬台车拱顶的自动插入式振捣装置（1）分别布置在二衬台车钢模板（4）端头与拱顶进料口（5）之间及相邻拱顶进料口（5）之间，布置在二衬台车拱部两侧的自动插入式振捣装置（1）分别布置在环向上距拱顶进料口（5）为1.8m位置处。

4.根据权利要求1所述的一种隧道二衬混凝土振捣系统，其特征在于：所述的高频气动振捣器（2）沿纵向在相邻两个边墙进料口（6）之间呈梅花型布置。

5.根据权利要求1所述的一种隧道二衬混凝土振捣系统，其特征在于：所述的高频气动振捣器（2）布置在二衬台车钢模板（4）的背面两侧，单侧环向三排，第一排高频气动振捣器（2）位于仰拱与二衬纵向施工缝上1.5m处，相邻高频气动振捣器（2）环向间距2m。

6.根据权利要求1所述的一种隧道二衬混凝土振捣系统，其特征在于：所述的自动插入式振捣装置（1）包括钢机架（7）、气动顶升器（8）、顶升滑道（9）和高频振捣棒（10），所述钢机架（7）安装在隧道二衬台车钢模板（4）的背面上，所述的气动顶升器（8）安装在钢机架（7）底部中心，所述的顶升滑道（9）包括滑道钢板（11）和设置在钢机架（7）两内侧的安装滑槽，所述的滑道钢板（11）与顶升滑槽滑动连接，所述的气动顶升器（8）与气体压缩机（3）连接，气动顶升器（8）的顶升气缸柱（12）顶部与滑道钢板（11）连接，所述的高频振捣棒（10）底部固定在滑道钢板（11）上，高频振捣棒（10）上部插置在二衬台车钢模板（4）中，高频振捣棒（10）顶部与二衬台车钢模板（4）表面平齐。

7.根据权利要求6所述的一种隧道二衬混凝土振捣系统，其特征在于：所述的二衬台车钢模板（4）与高频振捣棒（10）之间加装有橡胶密封圈（13），且橡胶密封圈（13）紧贴于高频振捣棒（10）上，所述的橡胶密封圈（13）固定在二衬台车钢模板（4）上。

8.根据权利要求6所述的一种隧道二衬混凝土振捣系统，其特征在于：所述的滑道钢板（11）包括上层钢板和下层钢板，所述高频振捣棒（10）底端固定在滑道钢板（11）上层钢板上，顶升气缸柱（12）顶部与滑道钢板（11）下层钢板连接，所述滑道钢板（11）的上层钢板和下层钢板之间设置有减震橡胶柱（14）。

9.根据权利要求6所述的一种隧道二衬混凝土振捣系统，其特征在于：所述的钢机架（7）上设置有拉拔开关，所述拉拔开关在钢机架（7）的位置与滑道钢板（11）底部平齐，拉拔开关与滑道钢板（11）铰接，拉拔开关与电控箱连接。

10.根据权利要求1所述的一种隧道二衬混凝土振捣系统，其特征在于：所述的多个高频气动振捣器（2）分别通过分流管（15）与气体压缩机（3）的主气管路（16）连接，所述的分流管（15）上安装有气动开关电磁阀（17）。