CN110617070B - 一种隧道施工方法 - Google Patents

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Abstract

一种隧道施工方法，包括模板、驱动装置、支撑块、连杆、行走系统、底座、主桥、方台、支撑柱、工作台、牵引爪、牵引杆、牵引轮、收纳式台架、收纳式护栏、前桥、斜坡、后桥、牵引绳卡口、混凝土板；所述施工方法包括衬砌方法、混凝土浇注方法、喷头切换方法；所述衬砌方法包括：所述方台上设有阶梯，操作工人通过阶梯登上方台，旋转所述收纳式台架使其展开临近所述模板，操作工人通过模板上设置的浇注孔进行浇注衬砌；所述线槽中的浇注管线自动通过模板上的浇注孔进行衬砌；当传感器感测到浇注完毕时，报警提示浇注完毕。

Description

一种隧道施工方法
技术领域
本发明涉及隧道施工领域，具体涉及一种隧道施工方法。
背景技术
在国内各矿山巷道、铁路和公路隧道、水利涵洞、各地下工程、高层建筑基坑、军事工程等的施工过程中，仰拱作为隧道的基础结构，是整个隧道的核心部分。仰拱施工一般工序包括开挖、出渣、立拱架、混凝土喷护、绑扎钢筋、立模、浇筑混凝土等。各种施工设备包括仰拱台车、仰拱栈桥、喷湿机、拱架安装机等等。
在各个施工设备的实际使用中，存在以下问题：
1、现有技术中仰拱台车、仰拱栈桥、喷湿机、拱架安装机等完成不同工序，由于隧道施工受空间限制，各个工序间相互影响。各种施工设备之间更是相互影响，且多个设备的采购、运输、协调、同时施工等较为繁琐。
2、现有技术的衬砌浇注，需要有专门的工具如台车或底层工作车来移动模板，台车式移动功能单一，而底层工作车需要设置单独的轨道，大大增加了施工成本与工作效率。
3、现有技术的仰拱栈桥，对于前桥的长度要求日益重视，十几米的前桥已经不罕见，然而前桥仍然使用悬臂方式，使用设置在主桥上的油缸抬升前桥，十几米的前桥对抬升油缸的驱动力要求已经很高，同时对主桥的配重要求也大大增加。
4、现有技术从高处浇注衬砌，往往使用的是台架，台架体积大笨重，无法收纳，无论对施工效率还是成本都造成很大影响。
5、现有技术的栈桥移动时，往往只凭借轨道与一对轮运动，难以适应隧道复杂的地况，容易出现打滑或者停滞。
6、现有技术进行混凝土浇注时，往往需要额外运输来混凝土模板，与栈桥或台车发生干涉，互相影响，且效率低。
发明内容
为了克服上述问题，本发明提出同时解决上述多种问题的方案。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种隧道施工方法，通过隧道施工设备实现该方法，所述隧道施工设备包括模板、驱动装置、支撑块、连杆、行走系统、底座、主桥、方台、支撑柱、工作台、牵引爪、牵引杆、牵引轮、收纳式台架、收纳式护栏、前桥、斜坡、后桥、牵引绳卡口、混凝土板；所述底座上设有前桥油缸与后桥油缸；其中所述行走系统包括轨道、第一支架、滚轮、轨道轮、牵引件、链条、缓冲垫、第二支架、限位台；
所述施工方法包括衬砌方法、混凝土浇注方法、喷头切换方法；
其中所述主桥上方设有所述方台，所述方台上方设有所述支撑柱，所述支撑柱上方设有所述工作台，所述工作台上方沿三个方向分别延伸出一个牵引杆，所述牵引杆上设有线槽，所述线槽中布置有浇注管线，所述牵引杆上方设置有牵引爪，所述牵引爪与所述模板相连，带动所述模板移动，所述浇注管线连接模板上设有的浇注孔；
所述支撑柱上开有两个槽，每个槽中容纳一个牵引轮，所述牵引轮与所述牵引绳卡口之间通过钢丝绳连接，以对所述前桥进行牵引；所述方台侧壁上部开有容纳槽以容纳所述收纳式台架，所述收纳式台架通过旋转动作展开或收纳，所述收纳式台架上表面设有收纳式护栏，所述收纳式护栏可收纳入所述收纳式台架上表面；当所述收纳式台架与所述收纳式护栏都展开时，操作工人可临近所述模板通过模板上设置的浇注孔进行浇注；
所述模板两侧下端内部设有驱动装置驱使模板合模或脱模，所述驱动装置下部设有所述支撑块，两侧的支撑块通过连杆连接从而构成整体，稳定的支撑在所述仰拱层上；
所述衬砌方法包括：所述驱动装置驱使模板合模，所述方台上设有阶梯，操作工人通过阶梯登上方台，旋转所述收纳式台架使其展开临近所述模板，操作工人通过模板上设置的浇注孔进行浇注衬砌；所述线槽中的浇注管线自动通过模板上的浇注孔进行衬砌；所述模板上设有传感器，当传感器感测到浇注完毕时，报警提示浇注完毕；所述驱动装置驱使模板脱模；
所述喷头切换方法包括：使牵引爪脱离所述模板，在线槽中的浇注管线末端连接喷洒头以适应拱顶喷射工况；
所述主桥下方设置有底座与行走系统，所述主桥一端设置有所述前桥，另一端设置有所述后桥，所述前桥另一端设置有所述斜坡，所述前桥分为左前桥与右前桥，左右前桥下方各设有一块混凝土板，所述混凝土板可拆卸的设置在所述前桥上，工作时所述前桥搭设在仰拱层与混凝土空间上方；
所述混凝土浇注方法包括：拆卸下所述混凝土板，铺设在待浇注的位置，混凝土车移动到所述前桥的上方进行混凝土浇注，浇注完成后，将所述混凝土板连接到所述前桥上；
所述行走系统的轨道下方设置缓冲垫，轨道的上方设有第一支架、第二支架，第一支架中架设有两个所述滚轮，第二支架中架设有两个所述滚轮，所述滚轮的下方设置有所述轨道轮，所述轨道的两端设置有所述限位台；所述牵引件通过所述链条带动所述滚轮与所述轨道轮运动。
优选的，所述收纳式台架至少有两个。
优选的，所述牵引件为齿轮传动系统。
优选的，所述齿轮传动系统包括一个主动轮与两个从动轮。
优选的，所述齿轮传动系统通过电机驱动。
优选的，所述驱动装置为伸缩油缸。
优选的，两个所述收纳式台架位于所述方台的不同高度。
优选的，两个所述收纳式台架位于所述方台的不同侧壁。
本发明的有益效果是：
1、针对背景技术第1点，将仰拱栈桥、仰拱台车、喷湿机的一部分功能集成起来，通过栈桥带动模板移动，在栈桥上实现了合模、脱模、浇注衬砌、喷射等功能。
2、针对背景技术第2点，在栈桥带动模板移动的基础上，配套性的设置了驱动装置、支撑块、连杆进行合模、脱模。
3、针对背景技术提出的第3点，在栈桥带动模板移动的同时，采用了斜拉方式对悬臂前桥进行牵拉，大大缓解了抬升油缸的压力。
4、针对背景技术提出的第4点，采用了可收纳旋转式台架，台架上有可收纳的护栏，大大增强了安全性，提高了空间利用率，节省了成本提高了效率。
5、针对背景技术提出的第5点，采用了两段式轨道以及轨道轮、滚轮相互配合的方式，大大增强了稳定性。
6、针对背景技术提出的第6点，在前桥下方设置了混凝土板，使得混凝土模板浇注更加方便高效。
注：上述设计不分先后，每一条都使得本发明相对现有技术具有区别和显著的进步。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明整体正视图
图2是本发明栈桥系统结构图
图3是本发明行走系统结构图
图4是本发明栈桥行走步骤图
图5是本发明隧道施工方法流程图
图中，附图标记如下：
1、模板2、驱动装置3、支撑块4、连杆5、仰拱层6、混凝土空间7、行走系统8、底座9、主桥10、方台11、工作台12、牵引爪13、牵引杆14、牵引轮15、收纳式台架16、收纳式护栏17、前桥18、斜坡19、后桥20、牵引绳卡口21、混凝土板22、第一支架23、滚轮24、轨道轮25、牵引件26、链条27、缓冲垫28、第二支架29、限位台30、支撑柱31、轨道。
具体实施方式
如图所示：一种隧道施工方法，通过隧道施工设备实现该方法，所述隧道施工设备包括模板、驱动装置、支撑块、连杆、行走系统、底座、主桥、方台、支撑柱、工作台、牵引爪、牵引杆、牵引轮、收纳式台架、收纳式护栏、前桥、斜坡、后桥、牵引绳卡口、混凝土板；所述底座上设有前桥油缸与后桥油缸；其中所述行走系统包括轨道、第一支架、滚轮、轨道轮、牵引件、链条、缓冲垫、第二支架、限位台；所述施工方法包括衬砌方法、混凝土浇注方法、喷头切换方法；
如图所示：其中所述主桥上方设有所述方台，所述方台上方设有所述支撑柱，所述支撑柱上方设有所述工作台，所述工作台上方沿三个方向分别延伸出一个牵引杆，所述牵引杆上设有线槽，所述线槽中布置有浇注管线，所述牵引杆上方设置有牵引爪，所述牵引爪与所述模板相连，带动所述模板移动，所述浇注管线连接模板上设有的浇注孔；
如图所示：所述支撑柱上开有两个槽，每个槽中容纳一个牵引轮，所述牵引轮与所述牵引绳卡口之间通过钢丝绳连接，以对所述前桥进行牵引；所述方台侧壁上部开有容纳槽以容纳所述收纳式台架，所述收纳式台架通过旋转动作展开或收纳，所述收纳式台架上表面设有收纳式护栏，所述收纳式护栏可收纳入所述收纳式台架上表面；当所述收纳式台架与所述收纳式护栏都展开时，操作工人可临近所述模板通过模板上设置的浇注孔进行浇注；
如图所示：所述模板两侧下端内部设有驱动装置驱使模板合模或脱模，所述驱动装置下部设有所述支撑块，两侧的支撑块通过连杆连接从而构成整体，稳定的支撑在所述仰拱层上；
如图5所示：所述衬砌方法包括：所述驱动装置驱使模板合模，所述方台上设有阶梯，操作工人通过阶梯登上方台，旋转所述收纳式台架使其展开临近所述模板，操作工人通过模板上设置的浇注孔进行浇注衬砌；所述线槽中的浇注管线自动通过模板上的浇注孔进行衬砌；所述模板上设有传感器，当传感器感测到浇注完毕时，报警提示浇注完毕；所述驱动装置驱使模板脱模；
所述喷头切换方法包括：使牵引爪脱离所述模板，在线槽中的浇注管线末端连接喷洒头以适应拱顶喷射工况；
如图所示：所述主桥下方设置有底座与行走系统，所述主桥一端设置有所述前桥，另一端设置有所述后桥，所述前桥另一端设置有所述斜坡，所述前桥分为左前桥与右前桥，左右前桥下方各设有一块混凝土板，所述混凝土板可拆卸的设置在所述前桥上，工作时所述前桥搭设在仰拱层与混凝土空间上方；
如图5所示：所述混凝土浇注方法包括：拆卸下所述混凝土板，铺设在待浇注的位置，混凝土车移动到所述前桥的上方进行混凝土浇注，浇注完成后，将所述混凝土板连接到所述前桥上；
所述行走系统的轨道下方设置缓冲垫，轨道的上方设有第一支架、第二支架，第一支架中架设有两个所述滚轮，第二支架中架设有两个所述滚轮，所述滚轮的下方设置有所述轨道轮，所述轨道的两端设置有所述限位台；所述牵引件通过所述链条带动所述滚轮与所述轨道轮运动。
所述收纳式台架至少有两个。所述牵引件为齿轮传动系统。所述齿轮传动系统包括一个主动轮与两个从动轮。所述齿轮传动系统通过电机驱动。所述驱动装置为伸缩油缸。两个所述收纳式台架位于所述方台的不同高度。两个所述收纳式台架位于所述方台的不同侧壁。
如图4所示：所述栈桥行走的步骤如下：a.通过顶升油缸举起栈桥，栈桥提升；b.通过驱动机构驱动栈桥前移；c.栈桥前移完成后，通过顶升油缸提起轨道；d.通过驱动结构驱动所述轨道前移，完成一个位移循环。
上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (8)

1.一种隧道施工方法，其特征在于：通过隧道施工设备实现该方法，所述隧道施工设备包括模板、驱动装置、支撑块、连杆、行走系统、底座、主桥、方台、支撑柱、工作台、牵引爪、牵引杆、牵引轮、收纳式台架、收纳式护栏、前桥、斜坡、后桥、牵引绳卡口、混凝土板；所述底座上设有前桥油缸与后桥油缸；其中所述行走系统包括轨道、第一支架、滚轮、轨道轮、牵引件、链条、缓冲垫、第二支架、限位台；
所述施工方法包括衬砌方法、混凝土浇注方法、喷头切换方法；
其中所述主桥上方设有所述方台，所述方台上方设有所述支撑柱，所述支撑柱上方设有所述工作台，所述工作台上方沿三个方向分别延伸出一个牵引杆，所述牵引杆上设有线槽，所述线槽中布置有浇注管线，所述牵引杆上方设置有牵引爪，所述牵引爪与所述模板相连，带动所述模板移动，所述浇注管线连接模板上设有的浇注孔；
所述支撑柱上开有两个槽，每个槽中容纳一个牵引轮，所述牵引轮与所述牵引绳卡口之间通过钢丝绳连接，以对所述前桥进行牵引；所述方台侧壁上部开有容纳槽以容纳所述收纳式台架，所述收纳式台架通过旋转动作展开或收纳，所述收纳式台架上表面设有收纳式护栏，所述收纳式护栏可收纳入所述收纳式台架上表面；当所述收纳式台架与所述收纳式护栏都展开时，操作工人可临近所述模板通过模板上设置的浇注孔进行浇注；
所述模板两侧下端内部设有驱动装置驱使模板合模或脱模，所述驱动装置下部设有所述支撑块，两侧的支撑块通过连杆连接从而构成整体，稳定的支撑在仰拱层上；
所述衬砌方法包括：所述驱动装置驱使模板合模，所述方台上设有阶梯，操作工人通过阶梯登上方台，旋转所述收纳式台架使其展开临近所述模板，操作工人通过模板上设置的浇注孔进行浇注衬砌；所述线槽中的浇注管线自动通过模板上的浇注孔进行浇注衬砌；所述模板上设有传感器，当传感器感测到浇注完毕时，报警提示浇注完毕；所述驱动装置驱使模板脱模；
所述喷头切换方法包括：使牵引爪脱离所述模板，在线槽中的浇注管线末端连接喷头以适应拱顶喷射工况；
所述主桥下方设置有底座与行走系统，所述主桥一端设置有所述前桥，另一端设置有所述后桥，所述前桥另一端设置有所述斜坡，所述前桥分为左前桥与右前桥，左右前桥下方各设有一块混凝土板，所述混凝土板可拆卸的设置在所述前桥上，工作时所述前桥搭设在仰拱层与混凝土空间上方；
所述混凝土浇注方法包括：拆卸下所述混凝土板，铺设在待浇注的位置，混凝土车移动到所述前桥的上方进行混凝土浇注，浇注完成后，将所述混凝土板连接到所述前桥上；
所述行走系统的轨道下方设置缓冲垫，轨道的上方设有第一支架、第二支架，第一支架中架设有两个所述滚轮，第二支架中架设有两个所述滚轮，所述滚轮的下方设置有所述轨道轮，所述轨道的两端设置有所述限位台；所述牵引件通过所述链条带动所述滚轮与所述轨道轮运动。
2.根据权利要求1所述的一种隧道施工方法，其特征在于：所述收纳式台架至少有两个。
3.根据权利要求1所述的一种隧道施工方法，其特征在于：所述牵引件为齿轮传动系统。
4.根据权利要求3所述的一种隧道施工方法，其特征在于：所述齿轮传动系统包括一个主动轮与两个从动轮。
5.根据权利要求3所述的一种隧道施工方法，其特征在于：所述齿轮传动系统通过电机驱动。
6.根据权利要求1所述的一种隧道施工方法，其特征在于：所述驱动装置为伸缩油缸。
7.根据权利要求2所述的一种隧道施工方法，其特征在于：两个所述收纳式台架位于所述方台的不同高度。
8.根据权利要求2所述的一种隧道施工方法，其特征在于：两个所述收纳式台架位于所述方台的不同侧壁。
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