CN109882198B - 一种隧道二衬混凝土振捣系统施工方法 - Google Patents

Abstract

一种隧道二衬混凝土振捣系统的施工方法，包括：步骤一、在二衬台车拱顶及拱部两侧沿纵向布置自动插入式振捣装置（1）；在二衬台车钢模板（4）的背面两侧布置高频气动振捣器（2），单侧环向三排；步骤二、将气动顶升器（8）与气体压缩机（3）连接、高频气动振捣器（2）与气体压缩机（3）连接，将气体压缩机、气动开关电磁阀（17）、拉拔开关、条带状压力感应垫片（18）分别与电控箱电连接；步骤三、启动电控箱和气体压缩机（3），运用高频气动振捣器（2）进行气动振捣、运用自动插入式振捣装置（1）进行插入式自动振捣。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施工方法

技术领域

本发明涉及一种施工工法，更具体的说涉及一种隧道二衬混凝土振捣系统的施工方法，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的施工方法。

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的施工方法，其中的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，所述的气动开关电磁阀与电控箱连接，所述的二衬台车钢模板上设置有综合管预留口，所述的综合管预留口与拱顶进料口间隔布置，综合管预留口中插有综合管，所述的综合管与二衬台车钢模板顶部交接处刻画有插入标识线，综合管顶端设置有排气溢浆注浆齿，所述的排气溢浆注浆齿顶贴在防水板上，所述的防水板与土工布之间设置有条带状压力感应垫片，所述的条带状压力感应垫片与电控箱连接，其特征在于，包括下面的步骤：

步骤一、在二衬台车拱顶及拱部两侧沿纵向布置自动插入式振捣装置，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，安装时使自动插入式振捣装置起始位时高频振捣棒顶部与二衬台车钢模板表面平齐；

在二衬台车钢模板的背面两侧布置高频气动振捣器，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；

步骤二、将气动顶升器与气体压缩机连接、高频气动振捣器与气体压缩机连接，将气体压缩机、气动开关电磁阀、拉拔开关、条带状压力感应垫片分别与电控箱电连接；

步骤三、启动电控箱和气体压缩机，运用高频气动振捣器进行气动振捣、运用自动插入式振捣装置进行插入式自动振捣。

所述的步骤三中具体包括下面的步骤：

步骤1、启动电控箱，在隧道二衬浇筑混凝土前，打开气体压缩机电源进行压缩空气，当气压达到8kg/cm²时，电控箱自动切断气体压缩机电源，停止压缩空气；

步骤2、进入电控箱操作台的气动振捣系统操作界面，在混凝土浇筑至高频气动振捣器位置前，启动进行气动振捣；

步骤3、待气动振捣结束后，进入电控箱操作台的插入振捣系统操作界面设置好插入深度，当混凝土浇筑上起拱线时，启动进行插入式振捣。

所述的步骤2中包括下面的步骤：

步骤21、进入电控箱操作台的气动振捣系统操作界面设置好振捣时间，根据进料顺序设置好同排高频气动振捣器振捣顺序；

步骤22、当混凝土浇筑至第一排高频气动振捣器位置时，点击第一排气动振捣器振捣按钮，分流管上的气动开关电磁阀打开，气压接通至高频气动振捣器，高频气动振捣器进行自动振动，当振捣时间达到设定时间气动开关电磁阀断开，高频气动振捣器气压直接断开，振捣停止；

步骤23、当混凝土浇筑至第二排高频气动振捣器位置时，点击第二排气动振捣器振捣按钮，分流管上的气动开关电磁阀打开，气压接通至高频气动振捣器，高频气动振捣器进行自动振动，当振捣时间达到设定时间气动开关电磁阀断开，高频气动振捣器气压直接断开，振捣停止；

步骤24、当混凝土浇筑至第三排高频气动振捣器位置时，点击第三排气动振捣器振捣按钮，分流管上的气动开关电磁阀打开，气压接通至高频气动振捣器，高频气动振捣器进行自动振动，当振捣时间达到设定时间气动开关电磁阀断开，高频气动振捣器气压直接断开，振捣停止；

步骤25、在电控箱操作台的气动振捣系统操作界面重新设置振捣时间及按照线路纵坡由低向高的顺序重新设置同排振捣顺序。

步骤26、重复步骤22至步骤24中振捣过程，至混凝土浇筑至拱部高频振捣棒10位置时，结束气动高频振捣。

所述的步骤3中包括下面的步骤：

步骤31、待气动振捣结束后，进入电控箱操作台的插入振捣系统操作界面设置好振捣时间及插入深度；

步骤32、当二衬混凝土浇筑到拱部高频振捣棒位置时，在操作台的插入振捣系统中点击拱部插入振捣棒顶升按钮，气体压缩机的气动阀打开，气体压缩机气缸中的气体通过气管直接给顶升气缸柱推力，推动滑道钢板在顶升滑槽中上升，将高频振捣棒顶升至二衬混凝土中，当高频振捣棒插入混凝土深度达到电控箱插入振捣系统设置的插入深度时，高频振捣棒自动停止顶升；

步骤33、当高频振捣棒停止顶升时，在操作台的插入振捣系统中点击拱部插入振捣棒振捣按钮，电控箱中的继电开关打开，电源接通至高频振捣棒，高频振捣棒进行振动，当振捣时间达到设定时间继电开关断开，高频振捣棒电源直接断开，振捣停止；

步骤34、再次在操作台的插入振捣系统中点击拱顶插入振捣棒顶升按钮，气体压缩机的气动阀关闭，气管中气体泄压，顶升气缸柱及滑道钢板在顶升滑槽中下降，将高频振捣棒顶部下降至与二衬台车钢模板表面平齐；

步骤35、重复步骤32至步骤34的顶升、振捣和复位过程，至二衬混凝土浇筑到拱顶高频振捣棒位置时；

步骤36、当二衬混凝土浇筑到拱顶高频振捣棒位置时，在操作台的插入振捣系统中点击拱顶插入振捣棒顶升按钮，气体压缩机的气动阀打开，气体压缩机气缸中的气体通过气管直接给顶升气缸柱推力，推动滑道钢板在顶升滑槽中上升，将高频振捣棒顶升至二衬混凝土中，当高频振捣棒插入混凝土深度达到电控箱插入振捣系统设置的插入深度时，高频振捣棒自动停止顶升；

步骤37、当高频振捣棒停止顶升时，在操作台的插入振捣系统中点击拱顶插入振捣棒振捣按钮，电控箱中的继电开关打开，电源接通至高频振捣棒，高频振捣棒进行振动，当振捣时间达到设定时间继电开关断开，高频振捣棒电源直接断开，振捣停止；

步骤38、再次在操作台的插入振捣系统中点击拱顶插入振捣棒顶升按钮，气体压缩机的气动阀关闭，气管中气体泄压，顶升气缸柱及滑道钢板在顶升滑槽中下降，将高频振捣棒下降至与二衬台车钢模板表面平齐；

步骤39、重复步骤35至步骤37的顶升、振捣和复位过程，至综合管开始溢浆、电控箱中与条带状压力感应垫片对应的感应器开始灯亮起；然后进入电控箱操作台的插入振捣系统操作界面，重新设置振捣时间，重复步骤35至步骤37的顶升、振捣和复位过程，直至综合管全部溢浆、条带状压力感应垫片对应的感应器全部灯亮起，二衬混凝土已打满，停止振捣，施工完成。

所述的步骤31中振捣插入深度＝隧道衬砌混凝土设计厚度+超欠挖厚度-10cm。

所述步骤34、38中当高频振捣棒下降到滑道钢板底部与拉拔开关平齐时，滑道钢板挤压拉拔开关，使得拉拔开关闭合，此时电控箱上的拉拔开关指示灯亮起，则表明高频振捣棒已下降至其顶部与二衬台车钢模板表面平齐。

所述步骤39中的重复步骤35至步骤37为1-2次，振捣时间为5s。

与现有技术相比较，本发明的有益效果是：

1、本发明中通过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是本发明中混凝土振捣系统断面图。

图2是本发明中混凝土振捣系统展开图。

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7是本发明中综合管预留口布孔示意图。

图8是本发明中综合管安装示意剖面图。

图9是本发明中综合管结构示意图。

图10是本发明中压力感应垫片结构示意图。

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，综合管预留口19，热熔垫片20，综合管21，插入标识线22，排气溢浆注浆齿23，防水板24，土工布25，条带状压力感应垫片26。

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的施工方法，涉及隧道衬砌施工过程中混凝土自动振捣；其中的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，此处的二衬台车钢模板10即为隧道二衬混凝土表面。

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7至图9，所述的二衬台车钢模板4上设置有综合管预留口19，所述的综合管预留口19与拱顶进料口5间隔布置。综合管预留口19中插有综合管21，所述的综合管21与二衬台车钢模板4顶部交接处刻画有插入标识线22，插入标识线22用来标识综合管21插入二衬深度。综合管21顶端设置有排气溢浆注浆齿23，所述的排气溢浆注浆齿23顶贴在防水板24上；即综合管21一端通过综合管预留口19插入二衬中，当综合管21完全插入后，排气溢浆注浆齿23顶贴紧防水板24，保障了综合管21顶部的排气溢浆注浆齿23位于断面最高点。施工时，通过检查插入标识线22位置，判断防水板24是否切割二衬混凝土即防水板24与初支面是否存在空洞；而通过综合管21排气，能够将拱顶空气排出，杜绝了因拱顶混凝土压缩的空气形成的空洞，因此能够减少、规避拱顶混凝土不饱满现象，提高隧道二衬拱顶混凝土质量。且通过综合管21溢浆能够清楚的看到混凝土浆液流出，杜绝了因拱顶混凝土施工不可视、无法明确的判断拱顶混凝土是否打满而可能形成的空洞。

参见图10，所述的防水板24与土工布25之间设置有条带状压力感应垫片26，所述的条带状压力感应垫片26与电控箱连接。当混凝土泵送饱和时，传导给压力感应垫片26压力，从而确保混凝土灌注饱满，防止出现隧道拱顶混凝土脱空现象的出现。

参见图1至图10，本隧道二衬混凝土振捣系统的施工方法，具体包括下面的步骤：

步骤一、在二衬台车拱顶及拱部两侧沿纵向布置自动插入式振捣装置1，此处的纵向指的是线路方向。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，安装时使自动插入式振捣装置1起始位时高频振捣棒10顶部与二衬台车钢模板4表面平齐。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)；本发明中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。

同时，在二衬台车钢模板4的背面两侧布置高频气动振捣器2，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；则依次为第二排、第三排，相邻高频气动振捣器2环向间距2m。本发明中高频气动振捣器2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进行振捣，确保了混凝土浇筑密实，保证了混凝土强度。

步骤二、将气动顶升器8与气体压缩机3连接、高频气动振捣器2与气体压缩机3连接，将气体压缩机、气动开关电磁阀17、拉拔开关、条带状压力感应垫片18分别与电控箱电连接。

步骤三、启动电控箱和气体压缩机3，运用高频气动振捣器2进行气动振捣、运用自动插入式振捣装置1进行插入式自动振捣。

参见图1至图10，具体的，所述的步骤三中具体包括下面的步骤：

步骤1、启动电控箱，在隧道二衬浇筑混凝土前，打开气体压缩机3电源进行压缩空气，当气压达到8kg/cm²时，电控箱自动切断气体压缩机3电源，停止压缩空气。

步骤2、进入电控箱操作台的气动振捣系统操作界面设，在混凝土浇筑至高频气动振捣器2位置前，启动进行气动振捣。

步骤3、待气动振捣结束后，进入电控箱操作台的插入振捣系统操作界面设置好插入深度，当混凝土浇筑上起拱线时，启动进行插入式振捣；此处的起拱线指的是边墙与拱部交界线。

参见图1至图10，进一步的，所述的步骤2中包括下面的步骤：

步骤21、进入电控箱操作台的气动振捣系统操作界面设置好振捣时间，此处的振捣时间根据施工具体情况、通常依据作业指导书确定；根据进料顺序设置好同排(左右)高频气动振捣器2振捣顺序。

步骤22、当混凝土浇筑至第一排高频气动振捣器2位置时，点击第一排气动振捣器振捣按钮，分流管15上的气动开关电磁阀17自动打开，气压接通至高频气动振捣器2，高频气动振捣器2进行自动振动；当振捣时间达到设定时间气动开关电磁阀17自动断开，高频气动振捣器2气压直接断开，振捣停止。

步骤23、当混凝土浇筑至第二排高频气动振捣器2位置时，点击第二排气动振捣器振捣按钮，分流管15上的气动开关电磁阀17自动打开，气压接通至高频气动振捣器2，高频气动振捣器2进行自动振动；当振捣时间达到设定时间气动开关电磁阀17自动断开，高频气动振捣器2气压直接断开，振捣停止。

步骤24、当混凝土浇筑至第三排高频气动振捣器2位置时，点击第三排气动振捣器振捣按钮，分流管15上的气动开关电磁阀17自动打开，气压接通至高频气动振捣器2，高频气动振捣器2进行自动振动；当振捣时间达到设定时间气动开关电磁阀17自动断开，高频气动振捣器2气压直接断开，振捣停止。

步骤25、在电控箱操作台的气动振捣系统操作界面重新设置振捣时间及按照线路纵坡由低向高的顺序重新设置同排振捣顺序。振捣时间根据现场施工情况通常依据作业指导书确定，初次振捣时间可以稍长、逐步减少。此处按照线路纵坡由低向高的顺序先振捣低处混凝土再依次往高处振捣，这样有利于混凝土中气体排出。

步骤26、重复步骤22至步骤24中振捣过程，至混凝土浇筑至拱部高频振捣棒10位置时，结束气动高频振捣。

参见图1至图10，进一步的，所述的步骤3中包括下面的步骤：

步骤31、待气动振捣结束后，进入电控箱操作台的插入振捣系统操作界面设置好振捣时间及插入深度；此处的振捣时间根据施工具体情况、通常依据作业指导书确定。

步骤32、当二衬混凝土浇筑到拱部高频振捣棒10位置时，在操作台的插入振捣系统中点击拱部插入振捣棒顶升按钮，气体压缩机3的气动阀打开，气体压缩机3气缸中的气体通过气管直接给顶升气缸柱12推力，推动滑道钢板11在顶升滑槽中上升，将高频振捣棒10顶升至二衬混凝土中；当高频振捣棒10插入混凝土深度达到电控箱插入振捣系统设置的插入深度时，高频振捣棒10自动停止顶升。

步骤33、当高频振捣棒10停止顶升时，在操作台的插入振捣系统中点击拱部插入振捣棒振捣按钮，电控箱中的继电开关打开，电源接通至高频振捣棒10，高频振捣棒10进行振动；当振捣时间达到设定时间继电开关断开，高频振捣棒10电源直接断开，振捣停止。

步骤34、再次在操作台的插入振捣系统中点击拱顶插入振捣棒顶升按钮，气体压缩机3的气动阀关闭，气管中气体泄压，顶升气缸柱12及滑道钢板11在顶升滑槽中下降，将高频振捣棒10顶部下降至与二衬台车钢模板4表面平齐。

步骤35、重复步骤32至步骤34的顶升、振捣和复位过程，至二衬混凝土浇筑到拱顶高频振捣棒10位置时。

步骤36、当二衬混凝土浇筑到拱顶高频振捣棒10位置时，在操作台的插入振捣系统中点击拱顶插入振捣棒顶升按钮，气体压缩机3的气动阀打开，气体压缩机3气缸中的气体通过气管直接给顶升气缸柱12推力，推动滑道钢板11在顶升滑槽中上升，将高频振捣棒10顶升至二衬混凝土中；当高频振捣棒10插入混凝土深度达到电控箱插入振捣系统设置的插入深度时，高频振捣棒10自动停止顶升。

步骤37、当高频振捣棒10停止顶升时，在操作台的插入振捣系统中点击拱顶插入振捣棒振捣按钮，电控箱中的继电开关打开，电源接通至高频振捣棒10，高频振捣棒10进行振动，当振捣时间达到设定时间继电开关断开，高频振捣棒10电源直接断开，振捣停止。

步骤38、再次在操作台的插入振捣系统中点击拱顶插入振捣棒顶升按钮，气体压缩机3的气动阀关闭，气管中气体泄压，顶升气缸柱12及滑道钢板11在顶升滑槽中下降，将高频振捣棒10下降至与二衬台车钢模板4表面平齐。

步骤39、重复步骤35至步骤37的顶升、振捣和复位过程，至综合管21开始溢浆、电控箱中与条带状压力感应垫片26对应的感应器开始灯亮起。然后进入电控箱操作台的插入振捣系统操作界面，重新设置振捣时间，重复步骤35至步骤37的顶升、振捣和复位过程，直至综合管21全部溢浆、条带状压力感应垫片26对应的感应器全部灯亮起，二衬混凝土已打满，停止振捣，施工完成。振捣时间根据现场施工情况通常依据作业指导书确定，初次振捣时间可以稍长、逐步减少。

参见图1至图10，进一步的，所述的步骤31中振捣插入深度＝隧道衬砌混凝土设计厚度+超欠挖厚度-10cm。

参见图1至图10，进一步的，所述步骤34、37中当高频振捣棒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。

参见图1至图10，进一步的，所述步骤39的振捣时间根据现场施工情况确定，初次振捣时间可以稍长、逐步减少，循环步骤35至步骤37可以现场施工情况而定；通常步骤39中的重复步骤35至步骤37为1-2次，振捣时间为5s

参见图1至图10，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 (7)

1.一种隧道二衬混凝土振捣系统的施工方法，其中的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，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，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，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），所述的气动开关电磁阀（17）与电控箱连接，所述的二衬台车钢模板（4）上设置有综合管预留口（19），所述的综合管预留口（19）与拱顶进料口（5）间隔布置，综合管预留口（19）中插有综合管（21），所述的综合管（21）与二衬台车钢模板（4）顶部交接处刻画有插入标识线（22），综合管（21）顶端设置有排气溢浆注浆齿（23），所述的排气溢浆注浆齿（23）顶贴在防水板（24）上，所述的防水板（24）与土工布（25）之间设置有条带状压力感应垫片（26），所述的条带状压力感应垫片（26）与电控箱连接，其特征在于，包括下面的步骤：

步骤一、在二衬台车拱顶及拱部两侧沿纵向布置自动插入式振捣装置（1），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，安装时使自动插入式振捣装置（1）起始位时高频振捣棒（10）顶部与二衬台车钢模板（4）表面平齐；

在二衬台车钢模板（4）的背面两侧布置高频气动振捣器（2），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；

步骤二、将气动顶升器（8）与气体压缩机（3）连接、高频气动振捣器（2）与气体压缩机（3）连接，将气体压缩机、气动开关电磁阀（17）、拉拔开关、条带状压力感应垫片（18）分别与电控箱电连接；

步骤三、启动电控箱和气体压缩机（3），运用高频气动振捣器（2）进行气动振捣、运用自动插入式振捣装置（1）进行插入式自动振捣。

2.根据权利要求1所述的一种隧道二衬混凝土振捣系统的施工方法，其特征在于，所述的步骤三中具体包括下面的步骤：

步骤1、启动电控箱，在隧道二衬浇筑混凝土前，打开气体压缩机（3）电源进行压缩空气，当气压达到8kg/cm²时，电控箱自动切断气体压缩机（3）电源，停止压缩空气；

步骤2、进入电控箱操作台的气动振捣系统操作界面，在混凝土浇筑至高频气动振捣器（2）位置前，启动进行气动振捣；

步骤3、待气动振捣结束后，进入电控箱操作台的插入振捣系统操作界面设置好插入深度，当混凝土浇筑上起拱线时，启动进行插入式振捣。

3.根据权利要求2所述的一种隧道二衬混凝土振捣系统的施工方法，其特征在于，所述的步骤2中包括下面的步骤：

步骤21、进入电控箱操作台的气动振捣系统操作界面设置好振捣时间，根据进料顺序设置好同排高频气动振捣器（2）振捣顺序；

步骤22、当混凝土浇筑至第一排高频气动振捣器（2）位置时，点击第一排气动振捣器振捣按钮，分流管（15）上的气动开关电磁阀（17）打开，气压接通至高频气动振捣器（2），高频气动振捣器（2）进行自动振动，当振捣时间达到设定时间气动开关电磁阀（17）断开，高频气动振捣器（2）气压直接断开，振捣停止；

步骤23、当混凝土浇筑至第二排高频气动振捣器（2）位置时，点击第二排气动振捣器振捣按钮，分流管（15）上的气动开关电磁阀（17）打开，气压接通至高频气动振捣器（2），高频气动振捣器（2）进行自动振动，当振捣时间达到设定时间气动开关电磁阀（17）断开，高频气动振捣器（2）气压直接断开，振捣停止；

步骤24、当混凝土浇筑至第三排高频气动振捣器（2）位置时，点击第三排气动振捣器振捣按钮，分流管（15）上的气动开关电磁阀（17）打开，气压接通至高频气动振捣器（2），高频气动振捣器（2）进行自动振动，当振捣时间达到设定时间气动开关电磁阀（17）断开，高频气动振捣器（2）气压直接断开，振捣停止；

步骤25、在电控箱操作台的气动振捣系统操作界面重新设置振捣时间及按照线路纵坡由低向高的顺序重新设置同排振捣顺序；

步骤26、重复步骤22至步骤24中振捣过程，至混凝土浇筑至拱部高频振捣棒（10）位置时，结束气动高频振捣。

4.根据权利要求2所述的一种隧道二衬混凝土振捣系统的施工方法，其特征在于，所述的步骤3中包括下面的步骤：

步骤31、待气动振捣结束后，进入电控箱操作台的插入振捣系统操作界面设置好振捣时间及插入深度；

步骤32、当二衬混凝土浇筑到拱部高频振捣棒（10）位置时，在操作台的插入振捣系统中点击拱部插入振捣棒顶升按钮，气体压缩机（3）的气动阀打开，气体压缩机（3）气缸中的气体通过气管直接给顶升气缸柱（12）推力，推动滑道钢板（11）在顶升滑槽中上升，将高频振捣棒（10）顶升至二衬混凝土中，当高频振捣棒（10）插入混凝土深度达到电控箱插入振捣系统设置的插入深度时，高频振捣棒（10）自动停止顶升；

步骤33、当高频振捣棒（10）停止顶升时，在操作台的插入振捣系统中点击拱部插入振捣棒振捣按钮，电控箱中的继电开关打开，电源接通至高频振捣棒（10），高频振捣棒（10）进行振动，当振捣时间达到设定时间继电开关断开，高频振捣棒（10）电源直接断开，振捣停止；

步骤34、再次在操作台的插入振捣系统中点击拱顶插入振捣棒顶升按钮，气体压缩机（3）的气动阀关闭，气管中气体泄压，顶升气缸柱（12）及滑道钢板（11）在顶升滑槽中下降，将高频振捣棒（10）顶部下降至与二衬台车钢模板（4）表面平齐；

步骤35、重复步骤32至步骤34的顶升、振捣和复位过程，至二衬混凝土浇筑到拱顶高频振捣棒（10）位置时；

步骤36、当二衬混凝土浇筑到拱顶高频振捣棒（10）位置时，在操作台的插入振捣系统中点击拱顶插入振捣棒顶升按钮，气体压缩机（3）的气动阀打开，气体压缩机（3）气缸中的气体通过气管直接给顶升气缸柱（12）推力，推动滑道钢板（11）在顶升滑槽中上升，将高频振捣棒（10）顶升至二衬混凝土中，当高频振捣棒（10）插入混凝土深度达到电控箱插入振捣系统设置的插入深度时，高频振捣棒（10）自动停止顶升；

步骤37、当高频振捣棒（10）停止顶升时，在操作台的插入振捣系统中点击拱顶插入振捣棒振捣按钮，电控箱中的继电开关打开，电源接通至高频振捣棒（10），高频振捣棒（10）进行振动，当振捣时间达到设定时间继电开关断开，高频振捣棒（10）电源直接断开，振捣停止；

步骤38、再次在操作台的插入振捣系统中点击拱顶插入振捣棒顶升按钮，气体压缩机（3）的气动阀关闭，气管中气体泄压，顶升气缸柱（12）及 滑道钢板（11）在顶升滑槽中下降，将高频振捣棒（10）下降至与二衬台车钢模板（4）表面平齐；

步骤39、重复步骤35至步骤37的顶升、振捣和复位过程，至综合管（21）开始溢浆、电控箱中与条带状压力感应垫片（26）对应的感应器开始灯亮起；然后进入电控箱操作台的插入振捣系统操作界面，重新设置振捣时间，重复步骤35至步骤37的顶升、振捣和复位过程，直至综合管（21）全部溢浆、条带状压力感应垫片（26）对应的感应器全部灯亮起，二衬混凝土已打满，停止振捣，施工完成。

5.根据权利要求4所述的一种隧道二衬混凝土振捣系统的施工方法，其特征在于：所述的步骤31中振捣插入深度=隧道衬砌混凝土设计厚度+超欠挖厚度-10cm。

6.根据权利要求4所述的一种隧道二衬混凝土振捣系统的施工方法，其特征在于：所述步骤34、38中当高频振捣棒（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，则表明高频振捣棒（10）已下降至其顶部与二衬台车钢模板（4）表面平齐。

7.根据权利要求4所述的一种隧道二衬混凝土振捣系统的施工方法，其特征在于：所述步骤39中的重复步骤35至步骤37为1-2次，振捣时间为5s。

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