CN112982308B - 一种渠道混凝土衬砌施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种渠道混凝土衬砌施工方法，属于渠道施工的技术领域，其施工步骤为:开挖渠道；在渠道一侧的地面上固定一条导向线；从渠道的一端铺设导轨，使导轨的走向与导向线的走向一致；将衬砌机放入渠道内，并使衬砌机的导向轮与铺设好的导轨配合，然后开始对渠道进行衬砌，直至衬砌机移动至渠道末端，完成渠道的衬砌。导向线施工人员铺设导轨时建立基准，方便将导轨调整到与导向线走向一致的状态，从而令导轨的铺设方向与渠道的设计尺寸之间误差较小，相应的提高了衬砌机在渠道内移动时的直线度和对渠道的衬砌质量。

Description

一种渠道混凝土衬砌施工方法

技术领域

本申请涉及渠道施工的领域，尤其是涉及一种渠道混凝土衬砌施工方法。

背景技术

渠道衬砌机是一种用于在渠道内侧壁衬砌混凝土的施工设备，以代替人工衬砌渠道，提高衬砌渠道的施工效率。

在使用衬砌机对渠道进行衬砌工作时，需要在渠道两侧铺设导轨，令衬砌机上的导向轮配合在导轨上移动，以为衬砌机在渠道内的移动起到导向作用。然而，由于导轨的长度并非是无限制的，导轨的长度无法与渠道长度一致，因此一般采用两根导轨相互配合，将两根导轨拼接在一起，使衬砌机在两个导轨上移动，当衬砌机上的导向轮从后方的导轨移动到前方的导轨上后，再将后方的导轨向前移动至前方，以此往复拼接，使衬砌机的导向轮能够保持在导轨中移动。

但每一次放置导轨时会产生较大的位置误差，使衬砌机在渠道中移动的直线度精度较差，影响渠道的衬砌质量。

发明内容

为了提高衬砌机导轨铺设时的定位精度，使衬砌机在渠道内移动的直线度精度更好，本申请提供一种渠道混凝土衬砌施工方法。

本申请提供的一种渠道混凝土衬砌施工方法采用如下的技术方案：

一种渠道混凝土衬砌施工方法，施工步骤为：

S1、开挖渠道、并对渠道内侧壁做平整处理；

S2、在渠道一侧的地面上固定一条导向线，令导向线的走向与渠道的设计方向一致；

S3、从渠道的一端铺设两节导轨，并在导轨与导向线之间设置定位机构，使导轨的走向与导向线的走向一致；

S4、将衬砌机放入渠道内，并使衬砌机的导向轮与铺设好的导轨配合，然后开始对渠道进行衬砌；

S5、当衬砌机的导轮从后方的导轨上移动到前方的导轨上时，将后方的导轨拆下并移动到前方，且重复步骤S3，调整好导轨的走向；

S6、重复步骤S5，直至衬砌机移动至渠道末端，完成渠道的衬砌。

通过采用上述技术方案，由于导向线被拉紧后的直线度较高，导向线更容易的调整至渠道的设计尺寸的走向，并在定位机构的配合下使导轨能够根据导向线的走向进行调整，从而使每一段导轨铺设在渠道一侧时的定位精度较高，而且在开挖渠道时产生的施工误差对导轨的定位精度影响也较小，从而使衬砌机在渠道内移动时的直线度精度较高，进而提高了对渠道的衬砌质量。

可选的，所述定位机构包括底座、固设在底座上的支撑轴、至少两个固设在导轨上的定位杆以及设在底座上的调节组件；所述导轨的底面转动连接在支撑轴上，所述调节组件用于带动导轨绕支撑轴的轴线转动；两个所述定位杆分别位于导轨长度方向的两端，所述定位杆的顶端开设有向下凹陷的定位槽，定位槽的宽度大于导向线的直径，所述导向线穿设在定位槽中。

通过采用上述技术方案，导向线与定位杆上的定位槽的配合，并在两点定位一条直线的原理下，使导轨的两端同时被定位，从而实现将导轨定位至沿导向线长度方向摆放的功能，而导轨与底板之间的转动，可以在定位槽和导向线位置不对应时调整导轨与导向线的相对角度，方便找到定位槽和导向线相对应的位置。

可选的，在步骤S3中，调整导轨与导向线的相对位置时，先将底板放置在地面上，并使导向线置于所述定位槽中，然后使用调节组件调整导轨的角度，令导向线位于定位槽的中间部位，使导向线均不与任一个定位槽的两个侧壁接触。

通过采用上述技术方案，当导向线不于任一个定位槽的侧壁接触时，此时导向线处于不受力的状态，施工人员即可通过观察导向线与定位槽配合的位置是否受力变形来判断导轨的相对位置，在导向线不受力时，证明导轨两端的定位槽与导向线的间距一致，此时导轨位置即可确定，进一步提高定位精度。

可选的，在步骤S2中固定导向线时，先在渠道两端一侧的地面上均固设一个立杆，导向线的两端分别与两个立杆固定。

通过采用上述技术方案，在两点定位一条直线的原理下，两个立杆与渠道的相对位置确定后，导向线的位置也随之确定，施工效率较高。

可选的，其中一个所述立杆上转动连接有绕线轮，所述绕线轮与立杆之间设有卷簧和锁定机构，所述卷簧为绕线轮提供一个将导向线收回方向转动的力矩，所述锁定机构使绕线轮无法自行做将导向线收回方向的转动。

通过采用上述技术方案，绕线轮将导向线置于立杆上，使导向线和两个立杆集成在一起，便于携带，且施工时直接拉开两个立杆即可，在施工结束后，拔出立杆，然后打开锁定机构，卷簧即可带动绕向轮自行转动而令导向线收回，使用方便。

可选的，在步骤S2中固定导向线时，先将未设有绕线轮的立杆固定到地面上，然后向渠道另一端拉动设有绕线轮的立杆，使导向线自行从绕线轮上展开，移动到渠道末端后调整好立杆位置并固定。

通过采用上述技术方案，将未设有绕线轮的立杆固定后，再固定设有绕线轮的立杆时，可以调整设有绕线轮的立杆位置，从而调整整条导向线的位置，施工更加便捷。

可选的，两个立杆位置均固定好之后，打开锁定机构，使绕线轮在卷簧的作用下将转动，拉动导向线移动，直至两个立杆之间的导向线处于绷紧的状态后将锁定机构关闭。

通过采用上述技术方案，使导向线在卷簧的作用下自行绷紧，不易出现导向线中间部位下垂而影响其定位精度的现象。

可选的，所述锁定机构包括套设在立杆上与其固定连接的棘轮、转动连接在绕线轮靠近棘轮一侧的解锁轴、固设在解锁轴上并与棘轮啮合的棘爪以及设在解锁轴和绕线轮之间的扭簧，所述扭簧处于被压缩的状态，所述扭簧使棘爪保持与棘轮啮合的状态。

通过采用上述技术方案，当两个立杆的间距增大而使导向线从绕线轮上被拉出时，绕线轮带动棘爪绕着棘轮的轴线转动，此时棘爪会带动解锁轴转动而不被棘轮所限制，使绕线轮能够顺畅的在立杆上转动；反之，卷簧带动绕线轮反省转动时，棘爪则受到棘轮的限制而无法移动，即绕线轮无法转动，从而使导向线无法收回，转动解锁轴，使棘爪与棘轮脱离后，绕线轮即可被盘簧的带动下转动，实现回收导向线的功能。

可选的，设有所述绕线轮的立杆上固设有罩壳，绕线轮和锁定机构均位于所述罩壳内部，所述罩壳上开设有导向孔，所述导向线穿设在导向孔内滑动。

通过采用上述技术方案，罩壳可以保护其内部的绕线轮、锁定机构和导向线不易损坏，导向孔时导向线从绕线轮上被拉出时的相对位置不便，进一步提高导向线的定位精度。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过在渠道一侧固定导向线的方式，为施工人员铺设导轨时建立基准，且导轨在定位机构的作用下，方便将导轨调整到与导向线走向一致的状态，从而令导轨的铺设方向与渠道的设计尺寸之间误差较小，相应的提高了衬砌机在渠道内移动时的直线度，提高对渠道的衬砌质量；

2.采用导轨两端的定位槽和导向线配合的方式，并在两点定位一条直线的原理下，使导轨相对于导向线的定位精度更好，调节导轨位置时也更加方便，施工效率较高；

3.同样在两点定位同一条直线的原理下，使用两个立杆固定导向线的方式，不但施工便捷，而且导向线能够在卷簧的作用下自行绷紧，不易出现下垂变形的现象，进一步提高对导轨的定位精度。

附图说明

图1是表示本申请实施例中渠道衬砌施工过程的结构示意图。

图2是表示导向线与两个立杆连接关系的结构示意图。

图3是表示绕线立杆中绕线轮和锁定机构位置关系的局部剖视图。

图4是表示导轨、定位机构和导向线连接关系的局部视图。

图5是表示轨道和底板连接关系的局部剖视图。

附图标记说明：1、导向线；2、立杆；21、绕线立杆；22、拉线立杆；3、绕线轮；4、卷簧；5、锁定机构；51、棘轮；52、解锁轴；53、棘爪；54、扭簧；6、罩壳；61、导向孔；7、导轨；71、连接套筒；72、导向块；8、定位机构；81、底板；811、弧形滑槽；83、定位杆；831、定位槽；84、调节组件；841、支撑板；842、螺杆；843、驱动块；844、手轮；9、衬砌机；91、导向轮。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种渠道混凝土衬砌施工方法，施工步骤如下：

S1、开挖渠道

根据渠道的设计尺寸，在地面上测量标记后，使用挖掘机配合对应渠道形状的挖斗，在地面上沿着标记开挖渠道，并对挖好的渠道内侧壁进行表面以及渠道两侧的地面进行平整处理。

S2、固定导向线1

参照图1，在渠道两侧的地面上方均固定一条导向线1，令导向线1与渠道走向的设计尺寸一致，为后续在渠道两侧地面上铺设导轨7时建立基准。导向线1选用尼龙线，尼龙线具有结构强度高、耐拉伸、使用寿命长的优点。

参照图1，导向线1的两端均设有一个立杆2，呈圆柱状杆，立杆2的底端呈针尖状结构，两个立杆2的底端分别插入渠道两端位置的地面上固定，从而将导向线1固定在地面上方；在两点定位一条直线的原理下，令两个立杆2的相对位置与设计尺寸一致时，导向线1相对于渠道设计尺寸的定位精度也就较高，从而确保了导向线1与渠道之间的相对位置关系。

参照图2和图3，其中一个立杆2设有绕线轮3、卷簧4和锁定机构5，且为了后续便于描述，将该立杆2命名为绕线立杆21、另一个立杆2命名为拉线立杆22。

参照图3，绕线轮3呈竖直设置的套筒状结构，绕线轮3的轴线与绕线立杆21的轴线重合，且绕线轮3套在绕线立杆21上与其转动连接，导向线1远离拉线立杆22的一端缠绕在绕线轮3上，当拉线立杆22和绕线立杆21的间距增加使，拉线立杆22会将导向线1从绕线轮3上拉出，并驱动绕线轮3转动。

参照图3，卷簧4固定在绕线轮3底端和绕线立杆21之间，锁定机构5设置在绕线轮3顶端和绕线立杆21之间，当导向线1从绕线轮3上被拉出而带动绕线轮3转动时，卷簧4会被绕线轮3的转动而压缩蓄力，使卷簧4为绕线轮3产生一个带动导向线1回卷的力矩，而锁定机构5则用于使绕线轮3无法做自行回卷的转动。

在固定导向线1时，先将拉线立杆22固定到地面上，然后向渠道的另一端拉动绕线立杆21，此时导向线1会逐渐的从绕线轮3上被拉出，当绕线立杆21移动至指定位置后直接插入地面中固定，导向线1随即被固定到底面上方。但此时导向线1可能会因为被拉伸时的长度过大而呈松弛的状态，只需打开锁定机构5，使绕线轮3能够被卷簧4的带动下回卷导向线1，令导向线1多出的部分回卷到绕线轮3上，导向线1即可调整到绷紧的状态，不易出现下垂变形的现象，提高其定位精度。

参照图3，锁定机构5包括棘轮51、解锁轴52、棘爪53和扭簧54，棘轮51位于绕线轮3的上方，棘轮51套设在绕线立杆21上与其固定连接，解锁轴52转动连接在绕线轮3的顶端，解锁轴52位于棘轮51径向的一侧，棘爪53固定在解锁轴52上，棘爪53与棘轮51啮合在一起，扭簧54置于棘爪53和绕向轮之间，且扭簧54处于蓄力状态，使棘爪53保持与棘轮51啮合的状态。

当导向线1从绕线轮3上被拉出时，绕线轮3带动棘爪53绕着棘轮51的轴线转动，此时棘爪53会带动解锁轴52转动而不被棘轮51所限制，使绕线轮3能够顺畅的在立杆2上转动；反之，卷簧4带动绕线轮3反省转动时，棘爪53则受到棘轮51的限制而无法移动，即绕线轮3无法转动，从而使导向线1无法收回，转动解锁轴52，使棘爪53与棘轮51脱离后，绕线轮3即可被盘簧的带动下转动，实现回收导向线1的功能。

参照图2和图3，由于导向线1从绕向轮上被拉出时的位置相对于绕线立杆21是不确定的，也会影响到导向线1的定位精度，因此在绕线立杆21上还固设有罩壳6，罩壳6为内部中空的壳体结构，绕线轮3、卷簧4和锁定机构5均置于罩壳6内部，罩壳6靠近拉线立杆22一侧的侧壁上开设有导向孔61，导向孔61的直径与导向线1的直径一直，导向线1穿设在导向孔61内滑动。

在导向孔61的作用下，使导向线1从绕线立杆21上移出的位置相对于绕线立杆21而言是一定的，从而保证了导向线1的定位精度，同时罩壳6也为其内部的绕线轮3、卷簧4、锁定机构5和导向线1起到保护作用。

S3、铺设导轨7

参照图1和图4，在渠道的一端两侧的底面上铺设导轨7，渠道每一侧采用两段导轨7相互拼接在一起，并且每一个导轨7上均设有定位机构8，定位机构8用于将导轨7和导向线1配合，使导轨7能够准确的沿着导向线1的方向铺设。

参照图4和图5，定位机构8包括底板81、支撑轴、两个定位杆83和两个调节组件84。底板81为水平设置的长方形板，支撑轴固设在底板81的顶面，支撑轴的轴线与底板81垂直，导轨7的底面中心处固设有连接套筒71，连接套筒71套设在支撑轴上与其转动连接，使导轨7能够在底板81上绕支撑轴轴线转动。两个定位杆83均安装在导轨7远离渠道一侧的侧壁上，且两个定位杆83分别位于导轨7沿自身长度方向的两端，定位杆83为竖直设置的圆杆，定位杆83的底端通过阻尼轴与导轨7铰接；定位杆83的顶端开设有向下凹陷形成的定位槽831，且定位槽831沿导向线1长度方向的两侧均呈开口状，定位槽831的宽度大于导向线1直径1mm，使导向线1能够穿设到定位槽831中。两个调节组件84均安装在底板81上，且两个调节组件84均位于导轨7远离渠道的一侧，两个调节组件84分别与导轨7沿自身长度方向的两端相配合，使两个调节组件84能够驱动导轨7绕支撑轴的轴线转动。

在铺设导轨7时，先将底板81平放到地面上，然后使定位杆83上的定位槽831与导向线1配合，使导向线1从定位槽831的顶部开口置于定位槽831中，由于导轨7的位置并非沿着导向线1的长度方向摆放，会使定位槽831的侧壁与导向线1接触，导向线1与定位槽831侧壁接触的位置因受力而变形。

然后再使用调节组件84使导轨7转动，以调节导轨7和导向线1之间的相对角度，并观察导向线1受力变形的部位，直至导向线1不与定位槽831的两个侧壁接触，即导向线1处于不受力的状态，导轨7两端的定位杆83位置均与导向线1位置相对应，并在两点定位一条直线的原理下，导轨7的两端同时被定位，从而将导轨7调整到沿导向线1长度方向摆放的功能。

参照图4，调节组件84包括支撑板841、螺杆842、和驱动块843；支撑板841固设在底板81上，支撑板841与底板81相互垂直，螺杆842的轴线与支撑板841垂直，螺杆842贯穿支撑板841与其螺纹连接，螺杆842穿过支撑板841的一端向导轨7一侧延伸、另一端固设有手轮844，驱动块843固设在螺杆842靠近导轨7的一端，且驱动块843远离螺杆842的侧壁呈球面形状，驱动块843的球面抵接在导轨7远离渠道一侧的侧壁上。

由于两个调节组件84中的驱动块843同时抵接在导轨7的两端，对导轨7的两侧同时限位，使导轨7无法自行转动，只能通过调整两个驱动块843与导轨7的相对位置，即可实现调整导轨7与导向线1之间角度的功能，结构简单实用，而驱动块843的球面，使驱动块843与导轨7之间的相对移动更加顺畅，摩擦较小。

S4、放置衬砌机9

将衬砌机9放入渠道内，并使衬砌机9的导向轮91与铺设好的导轨7配合，然后开始对渠道进行衬砌，衬砌过程中向衬砌机9内均匀送入混凝土料，并时刻观察衬砌机9的移动状态，对衬砌后渠道内侧壁表面不平整处采用人工的方式刮平。

参照图4和图5，由于衬砌机9的导向轮91在导轨7中移动时，导轨7需要承受衬砌机9的部分重力，紧靠支撑轴无法保持导辊的稳定，因此，在导轨7沿自身长度方向的两端底面上均固设一个导向块72，并在底座对应的位置开设弧形滑槽812，弧形滑槽812的弯曲轴线与支撑轴的轴线重合，导向块72嵌于对应的弧形滑槽812中滑动。两个导向块72为导轨7的两端增加支撑力，使导向轮91移动时更加稳定，也不会干涉调节导轨7角度时导轨7的转动。

S5、转移导轨7

当衬砌机9的导向轮91从后方的导轨7上移动到前方的导轨7上时，将后方的导轨7拆下并移动到前方，且重复步骤S3，调整好导轨7的走向，使其与前一个导轨7拼接好的同时也沿着导向线1的走向放置。

S6、重复步骤S5，直至衬砌机9移动至渠道末端，完成渠道的衬砌，并再次使用吊机将衬砌机9从渠道中垂直吊起，使衬砌机9吊起的过程中不与衬砌好的渠道内侧壁产生剐蹭。

最后按照先拆除导轨7、后拆除导向线1的方式，先转动定位杆83，令导向线1从定位槽831中脱出，再将导轨7全部拆除，随后拆除导向线1。拆除导向线1时直接将两个立杆2从地面上拔出，然后转动解锁轴52，令解锁轴52带动棘爪53转动与棘轮51脱离，卷簧4带动绕线轮3将导向线1回卷，直至所有的导向线1全部收回，便于对导向线1的携带。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种渠道混凝土衬砌施工方法，其特征在于，施工步骤如下：

S1、开挖渠道、并对渠道内侧壁做平整处理；

S2、在渠道一侧的地面上固定一条导向线(1)，令导向线(1)的走向与渠道的设计方向一致；

S3、从渠道的一端铺设两节导轨(7)，并在导轨(7)与导向线(1)之间设置定位机构(8)，使导轨(7)的走向与导向线(1)的走向一致；

S4、将衬砌机(9)放入渠道内，并使衬砌机(9)的导向轮(91)与铺设好的导轨(7)配合，然后开始对渠道进行衬砌；

S5、当衬砌机(9)的导轮从后方的导轨(7)上移动到前方的导轨(7)上时，将后方的导轨(7)拆下并移动到前方，且重复步骤S3，调整好导轨(7)的走向；

S6、重复步骤S5，直至衬砌机(9)移动至渠道末端，完成渠道的衬砌；

所述定位机构(8)包括底座、固设在底座上的支撑轴、至少两个固设在导轨(7)上的定位杆(83)以及设在底座上的调节组件(84)；所述导轨(7)的底面转动连接在支撑轴上，所述调节组件(84)用于带动导轨(7)绕支撑轴的轴线转动；两个所述定位杆(83)分别位于导轨(7)长度方向的两端，所述定位杆(83)的顶端开设有向下凹陷的定位槽(831)，定位槽(831)的宽度大于导向线(1)的直径，所述导向线(1)穿设在定位槽(831)中，调整导轨(7)与导向线(1)的相对位置时，先将底板(81)放置在地面上，并使导向线(1)置于所述定位槽(831)中，然后使用调节组件(84)调整导轨(7)的角度，令导向线(1)位于定位槽(831)的中间部位，使导向线(1)均不与任一个定位槽(831)的两个侧壁接触。

2.根据权利要求1所述的一种渠道混凝土衬砌施工方法，其特征在于：在步骤S2中固定导向线(1)时，先在渠道两端一侧的地面上均固设一个立杆(2)，导向线(1)的两端分别与两个立杆(2)固定。

3.根据权利要求2所述的一种渠道混凝土衬砌施工方法，其特征在于：其中一个所述立杆(2)上转动连接有绕线轮(3)，所述绕线轮(3)与立杆(2)之间设有卷簧(4)和锁定机构(5)，所述卷簧(4)为绕线轮(3)提供一个将导向线(1)收回方向转动的力矩，所述锁定机构(5)使绕线轮(3)无法自行做将导向线(1)收回方向的转动。

4.根据权利要求3所述的一种渠道混凝土衬砌施工方法，其特征在于：在步骤S2中固定导向线(1)时，先将未设有绕线轮(3)的立杆(2)固定到地面上，然后向渠道另一端拉动设有绕线轮(3)的立杆(2)，使导向线(1)自行从绕线轮(3)上展开，移动到渠道末端后调整好立杆(2)位置并固定。

5.根据权利要求4所述的一种渠道混凝土衬砌施工方法，其特征在于：两个立杆(2)位置均固定好之后，打开锁定机构(5)，使绕线轮(3)在卷簧(4)的作用下将转动，拉动导向线(1)移动，直至两个立杆(2)之间的导向线(1)处于绷紧的状态后将锁定机构(5)关闭。

6.根据权利要求3所述的一种渠道混凝土衬砌施工方法，其特征在于：所述锁定机构(5)包括套设在立杆(2)上与其固定连接的棘轮(51)、转动连接在绕线轮(3)靠近棘轮(51)一侧的解锁轴(52)、固设在解锁轴(52)上并与棘轮(51)啮合的棘爪(53)以及设在解锁轴(52)和绕线轮(3)之间的扭簧(54)，所述扭簧(54)处于被压缩的状态，所述扭簧(54)使棘爪(53)保持与棘轮(51)啮合的状态。

7.根据权利要求6所述的一种渠道混凝土衬砌施工方法，其特征在于：设有所述绕线轮(3)的立杆(2)上固设有罩壳(6)，绕线轮(3)和锁定机构(5)均位于所述罩壳(6)内部，所述罩壳(6)上开设有导向孔(61)，所述导向线(1)穿设在导向孔(61)内滑动。

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