CN114046156A - 一种隧道衬砌检修台车及结构病害修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隧道衬砌检修台车及结构病害修复方法，包括台车框架、台车框架底部两侧对称设有横梁，横梁底面设有行走动力系统，上面设有滑轨；并且在台车框架上设有多个与隧道形状适配的折叠式弧形钢支撑机构、缩放式弧形检修支撑机构及弧形轨道车检修机构，缩放式弧形检修支撑机构及弧形轨道车检修机构与滑轨滑动连接。本发明结构简单，操作灵活便捷、可操作性强，通过各部件的相互配合，且多个部件的工作形态可以灵活切换，可对隧道衬砌任意位置的结构病害进行修复，可大幅提高隧道衬砌结构病害修复的工作效率，缩短施工周期，减少财力和时间投入，实用性强。

Description

一种隧道衬砌检修台车及结构病害修复方法

技术领域

本发明涉及一种隧道衬砌检修台车及结构病害修复方法，属于隧道结构病害检修技术领域。

背景技术

现有的隧道多采用复合式衬砌，其中二次衬砌作为隧道结构的最后一道防线，其质量水平对隧道运营安全的重要性极大。但是，工程中存在着因混凝土材料不合格、混凝土浇筑施工不当等因素导致二次衬砌出现强度不足、蜂窝麻面或骨料离析严重、结构厚度不足等质量缺陷问题。同时，受隧道运营环境的影响，长期工作的混凝土结构也存在着碳化、开裂或网裂等病害情况。一旦二次衬砌出现上述情况，若不能及时有效的处治与修复，必然会对隧道结构可靠性留下安全隐患。

针对隧道二次衬砌病害问题，较简单且运用最多的修复措施是进行结构表层补强加固或结构裂缝注浆加固，此种方法在病害较轻的情况下有不错的修复效果，但无法有效应对结构病害相对严重的情况。另外一种更为保守的措施是将病害部位的混凝土结构拆除重建，此种方案可相对彻底的根治结构病害问题，但拆除过程的施工难度较大，施工风险较高。目前针对二次衬砌结构拆换施工领域尚缺少专业化的施工辅助台车，导致二次衬砌拆换施工的效率较低、可操作性较差，且存在着较大的施工安全隐患。鉴于上述考虑，研究一种隧道衬砌检修台车及结构病害修复方法已经成为工程界亟待解决的问题。

发明内容

鉴于此，本发明的目的是提供一种隧道衬砌检修台车及结构病害修复方法，可以克服现有技术的不足。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种隧道衬砌检修台车，包括台车框架、台车框架底部两侧对称设有横梁，横梁底面设有行走动力系统，上面设有滑轨；并且在台车框架上设有多个与隧道形状适配的折叠式弧形钢支撑机构、缩放式弧形检修支撑机构及弧形轨道车检修机构，缩放式弧形检修支撑机构及弧形轨道车检修机构与滑轨滑动连接。

前述行走动力系统、折叠式弧形钢支撑机构、缩放式弧形检修支撑机构及弧形轨道车检修机构均与远程遥控器电信相连。

还包括伸缩式扩大基础，所述伸缩式扩大基础为多组且对称设置在台车框架、折叠式弧形钢支撑机构两侧底部及横梁底面中部和两端。

前述台车框架包括多个与隧道形状相似的门架，所述门架包括相对布置在前端和后端的前门架和后门架，在前门架和后门架中间设有中门架，且前门架、中门架和后门架通过横杆相互连接在一起。

前述滑轨为至少两道沿隧道纵向布置在横梁上，其对称设置在台车框架左右侧的横梁顶面；缩放式弧形检修支撑机构及弧形轨道车检修机构分别设置在不同的滑轨上，且弧形轨道车检修机构半径稍小于缩放式弧形检修支撑机构，使两者在空间上错开，实现相互交错移动。

前述折叠式弧形钢支撑机构为至少两套设置，折叠式弧形钢支撑机构包括多段弧形钢支撑梁，其搭接在一起构成与隧道内壁相适配的拱形结构，每段弧形钢支撑梁均通过伸缩调节机构与门架相连；在弧形钢支撑梁上设有监测元器件，所述监测元器件为压力盒、应力计或任一一种用于衬砌结构受力监测的设备。

前述缩放式弧形检修支撑机构为至少两套设置；缩放式弧形检修支撑机构包括与隧道形状适配的底部弧形钢梁，底部弧形钢梁底端设有与滑轨滑动连接的第二遥控轨道车；在底部弧形钢梁上布设有多段顶部钢梁垫板，多段顶部钢梁垫板外侧面所构成的轮廓面为与隧道内壁相适配的拱形结构，每段顶部钢梁垫板均通过剪刀式升降支撑与底部弧形钢梁连接。

前述弧形轨道车检修机构包括与隧道形状适配的弧形轨，弧形轨底端设有与滑轨滑动连接的第一遥控轨道车；在弧形轨上设有可沿弧形轨移动的升降式平台天车，升降式平台天车可搭载衬砌结构检测装置、衬砌结构拆除装置、混凝土浇筑装置或任一一种隧道衬砌检修装置。

一种隧道结构病害修复方法，其包括以下步骤：

s1、通过肉眼观测或其他手段初步确定隧道衬砌结构病害范围，通过远程遥控器控制行走动力系统，驱动处于合拢收缩状态的检修台车自行移动至相应位置；

s2、通过弧形轨道车检修机构搭载相应的衬砌结构检测装置对隧道衬砌结构进行二次检测，进一步确定衬砌结构病害段落及病害深度等参数，进而确定需要拆换的衬砌结构范围；

s3、折叠式弧形钢支撑机构由合拢收缩状态切换为扩展支撑状态，固定支撑在衬砌结构病害前后端头外围处；

s4、将检修台车长度范围内的衬砌结构病害段划分为多个拆除分区段，采用分区跳段拆除方式进行衬砌结构病害范围的逐段拆除，直至整个检修台车固定支撑范围内的衬砌结构全部拆除完成后，采用标号比原设计混凝土强度提高一级的微膨胀混凝土进行整段拆除区域的混凝土浇筑施工；

s5、在拆换完成衬砌结构表面涂刷涂料，使得新浇筑混凝土与旧混凝土表面一致。

前述步骤s4中衬砌结构病害的拆、换步骤包括：

s4.1、将衬砌结构病害划分为多个拆除分区段，每一个拆除分区段的长度为1～1.5m，采用缩放式弧形检修支撑机构交替支撑每一个拆除分区段，并通过弧形轨道车检修机构搭载相应的衬砌结构拆除装置对拆除分区段进行跳段拆除，直至整个检修台车固定支撑范围内的衬砌结构全部拆除完成，

针对配筋混凝土结构采用高压射水法冲刷混凝土到内层钢筋暴露出来即停止，

针对素混凝土结构采用高压水冲法、静态破碎或切割拆除方式进行衬砌结构拆除；

s4.2、清除松动的混凝土碎块，对混凝土表面进行凿毛处理；并对暴露出来的二衬钢筋进行加固修复处理；

s4.3、采用处于半支撑状态的缩放式弧形检修支撑机构将拼装式模板顶死在二次衬砌外表面封闭结构拆除区域，通过升降式平台天车搭载混凝土泵送设备，对结构拆除区域进行泵送混凝土浇筑施工；

s4.5、当混凝土强度达到一定强度后进行拆模,

当混凝土强度达到15MPa以上，使缩放式弧形检修支撑机构由半支撑状态调整至收缩状态，进行逐块拆除模板；

s4.6、拆模后及时进行洒水养护，养护时间不少于14天，混凝土强度达到24MPa以上，方可挪移检修台车至与之间隔的下一段衬砌结构缺陷段落进行衬砌结构的拆换工作。

与现有技术比较，本发明公开的一种隧道衬砌检修台车及结构病害修复方法，其包括台车框架、台车框架底部两侧对称设有横梁，横梁底面设有行走动力系统，上面设有滑轨；并且在台车框架上设有多个与隧道形状适配的折叠式弧形钢支撑机构、缩放式弧形检修支撑机构及弧形轨道车检修机构，缩放式弧形检修支撑机构及弧形轨道车检修机构与滑轨滑动连接。工作时，首先通过肉眼观测或其他手段初步确定隧道衬砌结构病害范围，通过弧形轨道车检修机构搭载相应的衬砌结构检测装置对隧道衬砌结构进行二次检测，确定需要拆换的衬砌结构范围，并通过折叠式弧形钢支撑机构固定支撑在衬砌结构病害前后端头外围处，以便于在衬砌结构范围内进行拆换操作；拆换时，将检修台车长度范围内的衬砌结构病害段划分为多个拆除分区段，采用两道弧形轨道车检修机构交替支撑每一个拆除分区段，且采用弧形轨道车检修机构搭载相应的衬砌结构拆除装置按分区跳段拆除方式进行衬砌结构病害范围的逐段拆除，直至整个检修台车固定支撑范围内的衬砌结构全部拆除完成；再采用标号比原设计混凝土强度提高一级的微膨胀混凝土进行整段拆除区域的混凝土浇筑施工，即可快速完成折叠式弧形钢支撑机构支撑区域的衬砌结构病害修复。修复过程中各部件的有效配合使用，可应对绝大部分隧道结构病害问题，其中所述的弧形轨道车检修机构可灵活搭载的衬砌结构检测设备、衬砌结构拆除设备、混凝土泵送设备等，可实现二次衬砌病害全方位检测、衬砌结构机械化拆除及混凝土遥控式浇筑等功能，从而大幅提高结构检修工作的施工可操作性及施工效率，所述的折叠式弧形钢支撑机构和弧形轨道车检修机构通过伸缩形态变化，可实现多重临时支撑加固、移动式快速支撑等功能，可有效降低衬砌结构拆换的施工风险。

本发明的有益效果是：

（1）本发明结构简单，操作灵活便捷、可操作性强，通过各部件的相互配合，且多个部件的工作形态可以灵活切换，可对隧道衬砌任意位置的结构病害进行修复，适用范围广，实用性强；

（2）本发明功能完善，折叠式弧形钢支撑机构、缩放式弧形检修支撑机构及弧形轨道车检修机构相互配合，可实现多重临时支撑加固、隧道衬砌病害快速检测、移动式快速支撑、衬砌结构拆除、结构支模浇筑等实用性功能，可大幅提高隧道衬砌病害修复的工作效率，缩短施工周期，减少财力和时间投入，施工效率高，安全可靠性好；

（3）本发明采用分区跳段拆除、整体模筑混凝土的方式进行衬砌结构病害范围的段落拆换，结合多重临时支撑加固措施及针对性的结构拆换方案，可有效减小衬砌结构拆除时对相邻衬砌段落的施工扰动，且修复后的二次衬砌不易产生收缩裂缝，相比于常规的表层加固方法，对结构病害的根治能力更强；

（4）本发明在修复过程中，可不破坏原有的钢筋结构及防排水系统，拆除后的结构恢复过程相对容易，相比于现有的衬砌拆除方案，对原有结构的破坏性较小，隧道结构的修复效果更佳。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为本发明的结构示意图。

图2为台车框架1的结构示意图。

图3为伸缩式扩大基础8的结构示意图。

图4为行走动力系统3的结构示意图。

图5为折叠式弧形钢支撑机构5与台车框架1的连接结构示意图。

图6为图5中前门架1011或后门架1013与折叠式弧形钢支撑机构5的连接结构示意图。

图7为缩放式弧形检修支撑机构6、弧形轨道车检修机构7与台车框架1的连接结构示意图。

图8为缩放式弧形检修支撑机构6的结构示意图。

图9为图8中顶部钢梁垫板603与底部弧形钢梁601的连接结构示意图。

图10为弧形轨道车检修机构7的结构示意图。

图11为图10中升降式平台天车703的结构示意图。

图12为工作中折叠式弧形钢支撑机构5合拢收缩状态示意图。

图13为工作中折叠式弧形钢支撑机构5扩展支撑状态示意图。

图14为工作中缩放式弧形检修支撑机构6合拢收缩状态示意图。

图15为工作中缩放式弧形检修支撑机构6完全扩展支撑状态示意图。

图16为工作中缩放式弧形检修支撑机构6半支撑状态示意图。

图17为按多个拆换分区段进行衬砌结构拆除的流程图一。

图18为按多个拆换分区段进行衬砌结构拆除的流程图二。

图19为按多个拆换分区段进行衬砌结构拆除的流程图三。

图20为对衬砌结构拆除区进行封模浇注的示意图。

具体实施方式

以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

如图1-图11所示，一种隧道衬砌检修台车，包括台车框架1、台车框架1底部两侧对称设有横梁2，横梁2底面设有行走动力系统3，上面设有滑轨4；并且在台车框架1上设有多个与隧道形状适配的折叠式弧形钢支撑机构5、缩放式弧形检修支撑机构6及弧形轨道车检修机构7，缩放式弧形检修支撑机构6及弧形轨道车检修机构7与滑轨4滑动连接。

所述行走动力系统3、折叠式弧形钢支撑机构5、缩放式弧形检修支撑机构6及弧形轨道车检修机构7均与远程遥控器电信相连。

还包括伸缩式扩大基础8，所述伸缩式扩大基础8为多组且对称设置在台车框架1、折叠式弧形钢支撑机构（5）两侧底部及横梁2底面中部和两端，作为检修台车工作时的支撑基础。

所述的伸缩式扩大基础8包括扩大支撑板801，扩大支撑板801通过液压油缸802与台车框架1及横梁2底面固连，液压油缸802的液压控制系统可通过远程遥控器控制，实现液压油缸802伸缩动作，进而实现扩大支撑板801支撑地面或缩回。

所述台车框架1包括多个与隧道形状相似的门架101，门架101之间通过若干均布的横杆102相互连接在一起。所述门架101由多根连接杆通过刚性或焊接连接方式组装成与隧道形状相似的结构。

优选地，所述门架101包括相对布置在前端和后端的前门架1011和后门架1013，在前门架1011和后门架1013中间设有中门架1012，且前门架1011、中门架1012和后门架1013通过横杆102相互连接在一起。

在台车框架1两侧对称设置有多个不同高度的工作平台103。

所述行走动力系统3为两组以上均布在横梁2底面，用于检修台车的支撑及移动。具体地，行走动力系统3为三组对称设置在台车框架1左右侧的横梁2底面中部和两端。

行走动力系统3包括与可远程遥控的动力仓301，动力仓301通过连接传动杆302与滚轮机构303相连，可通过远程遥控器进行动力仓301控制，实现行走动力系统3的行走动作。

所述折叠式弧形钢支撑机构5为至少两套设置，分别通过伸缩调节机构502与前门架1011和后门架1013连接。

所述伸缩调节机构502可以为可远程遥控的电动千斤顶。

所述折叠式弧形钢支撑机构5包括多段弧形钢支撑梁501，其搭接在一起构成与隧道内壁相适配的拱形结构，每段弧形钢支撑梁501均通过伸缩调节机构502与前门架1011或后门架1013相连。

在弧形钢支撑梁501上设有监测元器件503，所述监测元器件503为压力盒、应力计或任一一种用于衬砌结构受力监测的设备。

所述弧形钢支撑梁501为三段设置，包括顶部弧形钢支撑梁5011，在顶部弧形钢支撑梁5011两侧对称设有侧部弧形钢支撑梁5012，在顶部弧形钢支撑梁5011两端及侧部弧形钢支撑梁5012上端设有相匹配的搭接槽形结构5013，使顶部弧形钢支撑梁5011与两侧的侧部弧形钢支撑梁5012通过搭接槽形结构5013组合成封闭的弧形钢支撑梁，可作为隧道衬砌的环向支撑结构；顶部弧形钢支撑梁5011设置在前门架1011或后门架1013顶部，通过四个竖直千斤顶与前门架1011或后门架1013机械连接；侧部弧形钢支撑梁5012通过两个水平千斤顶与前门架1011或后门架1013机械连接，通过伸缩调节机构502实现弧形钢支撑梁501的扩展支撑状态及合拢收缩状态的切换，当弧形钢支撑梁501为扩展支撑状态时，其作为隧道衬砌结构拆换段落前后端头的临时环向加固支撑，同时，所述监测元器件503可根据具体需要选择压力盒、应力计等，进行衬砌结构受力实时监测；当弧形钢支撑梁501为合拢收缩状态时，检修台车可在隧道内进行纵向移动。弧形钢支撑梁501在扩展支撑状态时，其底部的伸缩式扩大基础为伸出支地状态，实现辅助支撑；而弧形钢支撑梁501在合拢收缩状态时，其底部的伸缩式扩大基础为收缩状态，便于移动。

所述滑轨4为至少两道沿隧道纵向布置在横梁2上，其对称设置在台车框架1左右侧的横梁2顶面，分内外侧布置；缩放式弧形检修支撑机构6位于外侧滑轨，弧形轨道车检修机构7位于内侧滑轨并沿相应的滑轨实现交错滑移。

所述缩放式弧形检修支撑机构6为至少两套设置。

所述缩放式弧形检修支撑机构6包括与隧道形状适配的底部弧形钢梁601，底部弧形钢梁601底端设有与滑轨4滑动连接的第二遥控轨道车602；在底部弧形钢梁601上布设有多段顶部钢梁垫板603，相邻段落的顶部钢梁垫板603之间留有便于伸缩运动的间隙；多段顶部钢梁垫板603外侧面所构成的轮廓面为与隧道内壁相适配的拱形结构，每段顶部钢梁垫板603均通过可远程遥控的剪刀式升降支撑604与底部弧形钢梁601连接；可通过远程遥控器控制第二遥控轨道车602实现缩放式弧形检修支撑机构6沿滑轨4滑动，同时控制剪刀式升降支撑604的机械变形实现径向缩放，进而实现顶部钢梁垫板603在完全扩展支撑状态、半支撑状态和合拢收缩状态三种工作状态上的切换。当顶部钢梁垫板603处于收缩状态时，检修台车可在隧道内进行纵向移动；当顶部钢梁垫板603处于半支撑状态时，可与拼装式模板9配合实现支模浇筑混凝土的施工操作；当顶部钢梁垫板603处于完全扩展支撑状态时，其与隧道衬砌结构密贴，可作为临时环向支撑使用。

所述弧形轨道车检修机构7半径稍小于缩放式弧形检修支撑机构6，使两者在空间上错开，实现相互交错移动。

所述弧形轨道车检修机构7包括与隧道形状适配的弧形轨701，弧形轨701底端设有与滑轨4滑动连接的第一遥控轨道车702；在弧形轨701上设有可沿弧形轨701移动的升降式平台天车703，升降式平台天车703可搭载衬砌结构检测装置、衬砌结构拆除装置、混凝土浇筑装置或任一一种隧道检修装置。可通过远程遥控器进行第一遥控轨道车702控制，使其沿滑轨4移动，进行隧道检修工作。

所述弧形轨701为两道设置，升降式平台天车703设置在两道弧形轨上，确保移动平稳性更好，提高检修精度。

所述的升降式平台天车703包括轮架7031，在轮架7031中部设有升降式设备搭载平台7032，两侧对称设有与可远程遥控的驱动电机7033相连的动力滚轮7034，及与动力滚轮7034配合使用的从动滚轮7035；在弧形轨701上设有齿形结构7011，主动滚轮7034和从动滚轮7035相对位于弧形轨701上部和下部，且通过齿形结构7011与弧形轨701匹配安装；可通过远程遥控器控制驱动电机7033为动力滚轮7034提供动力，实现升降式平台天车703沿弧形轨701滑移；所述升降式设备搭载平台7032通过能远程遥控的电动千斤顶机构7036与轮架7031滑动连接；通过电动千斤顶机构7036的伸缩可实现升降式设备搭载平台7032的升降运动。

如图12-图20所示，基于上述检修台车的隧道结构病害修复方法，其包括如下步骤：

s1、通过肉眼观测或其他手段初步确定隧道衬砌结构病害范围，通过远程遥控器控制行走动力系统3，驱动处于合拢收缩状态的检修台车自行移动至相应位置；

s2、通过弧形轨道车检修机构7搭载相应的衬砌结构检测装置对隧道衬砌结构进行二次检测，进一步确定衬砌结构病害段落及病害深度等参数，进而确定需要拆换的衬砌结构范围；

s3、折叠式弧形钢支撑机构5由合拢收缩状态切换为扩展支撑状态，固定支撑在衬砌结构病害前后端头外围处；

s4、将检修台车长度范围内的衬砌结构病害段划分为多个拆除分区段，采用分区跳段拆除方式进行衬砌结构病害范围的逐段拆除，直至整个检修台车固定支撑范围内的衬砌结构全部拆除完成后，采用标号比原设计混凝土强度提高一级的微膨胀混凝土进行整段拆除区域的混凝土浇筑施工；

s5、在拆换完成衬砌结构表面涂刷涂料，使得新浇筑混凝土与旧混凝土表面一致。

在整个衬砌结构拆换过程加强相关段落的监控量测工作，若发现监测数据有异常变化，应立即停止施工，查明原因并进行相应的处治施工，确保整体结构安全的前提下，方可恢复衬砌结构拆换施工。

步骤s2中，通过弧形轨道车检修机构7的升降式平台天车703上搭载结构检测装置，通过第一遥控轨道车702控制其沿滑轨4移动，而升降式平台天车703可沿弧形轨701环向滑移，同时升降式平台天车703可实现升降结构检测装置，使得结构检测装置可以到达隧道衬砌结构轮廓线范围的任一位置，进行全方位检测。

所述结构检测装置为地质雷达天线，通过地质雷达天线对相应位置的衬砌结构病害情况进行二次检测，进一步确定衬砌结构病害范围，并进而确定需要拆换的衬砌结构范围。

步骤s3中，使检修台车移动至需拆换的衬砌段落位置，伸缩式扩大基础8伸长着地，折叠式弧形钢支撑机构5切换至扩展支撑状态，环向加固支撑顶紧需进行衬砌拆换的二次衬砌两端头部位，从而有效预防拆换施工对相邻结构段落的不利影响。此时，整个检修台车固定就位，即提供了必要的临时环向加固支撑功能，又提供了衬砌结构拆换施工所需的施工作业平台，且检修台车下部还留有供相关车辆通行的施工通道。

可通过监测元器件503监测隧道衬砌结构的受力情况，为施工提供必要的监测数据。

步骤s4中，

两道缩放式弧形检修支撑机构6滑移调整至待拆除分区段的前后侧，使其由合拢收缩状态调整至完全扩展支撑状态，作为待拆除分区段的临时环向加固支撑，进而弧形轨道车检修机构7滑动调整至待拆除分区段，借助搭载的结构拆除设备进行该分区段结构拆除工作；

当一个拆换分区段的拆除完成，且结构变形稳定后，缩放式弧形检修支撑机构6由全支撑状态调整至收缩状态，并与弧形轨道车检修机构7一同纵移到下一段与之相间隔的待拆除分区段进行结构拆除施工；依次类推，直至整个检修台车固定支撑范围内的衬砌结构全部拆除完成。

具体地，衬砌结构病害的拆、换步骤包括：

s4.1、将检修台车长度范围内的衬砌结构病害段划分为多个拆除分区段，每一个拆除分区段的长度为1～1.5m，采用缩放式弧形检修支撑机构6交替支撑每一个拆除分区段，采用弧形轨道车检修机构7相应的衬砌结构拆除装置对拆除分区段进行跳段拆除，直至整个检修台车固定支撑范围内的衬砌结构全部拆除完成；

根据隧道衬砌结构类型，选择搭载不同的拆出设备进行待拆除分区段的衬砌结构拆除：

隧道衬砌为钢筋混凝土结构的情况：通过升降式平台天车703搭载高压射水设备，采用高压水冲法冲刷拆除带缺陷的衬砌结构，逐层冲洗混凝土至内层钢筋暴露后停止；冲刷拆除过程中，通过第一遥控轨道车702控制其沿滑轨4移动调整纵向冲刷位置，而升降式平台天车703可沿弧形轨701环向滑移调整环向冲刷位置，同时升降式平台天车703可实现升降调整高压射水设备喷头与衬砌结构的径向间距；

隧道衬砌为素混凝土结构的情况：采用高压水冲法进行衬砌结构拆除，或采用静态破碎、切割拆除等方式进行衬砌结构拆除，采用高压水冲法时，通过升降式平台天车703搭载高压射水设备进行衬砌结构拆除；采用静态破碎拆除时，通过升降式平台天车703搭载静态液压破碎机进行衬砌结构拆除；当采用切割拆除拆除时，通过升降式平台天车703搭载混凝土切割机进行衬砌结构拆除；

s4.2、清除松动的混凝土碎块，并对混凝土表面进行凿毛处理；对暴露出来的二衬钢筋进行修复处理，具体包括除锈、绑扎固定、焊接加强钢筋或其它钢筋加固处理；

必要时可采用植筋的方式植入连接加强筋；

s4.3、为对拆换分区段进行封模浇注，

采用拼装式模板9封闭结构拆除区域，通过升降式平台天车703搭载混凝土泵送设备，对结构拆除区域进行泵送混凝土浇筑施工；

两道弧形轨道车检修机构7由全扩展支撑状态调整至半支撑状态，并将拼装式模板9顶死在二次衬砌外表面，确保拼装式模板在混凝土浇筑过程中不移位、变形；

混凝土应采用微膨胀混凝土，且其混凝土强度宜较原混凝土结构提高一个等级，泵送期间应用振捣设备确保混凝土浇筑密实；

s4.5、当混凝土强度达到一定强度后进行拆模,

优选地，当混凝土强度达到15MPa以上，将拼装式模板9拆除；此时，两道弧形轨道车检修机构7由半支撑状态调整至合拢收缩状态，进行逐块拆除模板；

拆模后应及时进行洒水养护，养护时间不少于14天，混凝土强度达到24MPa以上，方可挪移检修台车至与之间隔的下一段衬砌结构缺陷段落进行衬砌结构的拆换工作。

步骤s5中，混凝土表面可涂刷涂料，使得新浇筑混凝土与旧混凝土表面一致，以达到整体美观的效果。所述涂料由白水泥、灰水泥、乳胶配成接近周围混凝土的颜色。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式保密的限制，任何未脱离本发明技术方案内容、依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种隧道衬砌检修台车，其特征在于：包括台车框架（1）、台车框架（1）底部两侧对称设有横梁（2），横梁（2）底面设有行走动力系统（3），上面设有滑轨（4）；并且在台车框架（1）上设有多个与隧道形状适配的折叠式弧形钢支撑机构（5）、缩放式弧形检修支撑机构（6）及弧形轨道车检修机构（7），缩放式弧形检修支撑机构（6）及弧形轨道车检修机构（7）与滑轨（4）滑动连接。

2.根据权利要求1所述的隧道衬砌检修台车，其特征在于：所述行走动力系统（3）、折叠式弧形钢支撑机构（5）、缩放式弧形检修支撑机构（6）及弧形轨道车检修机构（7）均与远程遥控器电信相连。

3.根据权利要求1或2所述的隧道衬砌检修台车，其特征在于：还包括伸缩式扩大基础（8），所述伸缩式扩大基础（8）为多组且对称设置在台车框架（1）、折叠式弧形钢支撑机构（5）两侧底部及横梁（2）底面中部和两端。

4.根据权利要求3所述的隧道衬砌检修台车，其特征在于：所述台车框架（1）包括多个与隧道形状相似的门架（101），所述门架（101）包括相对布置在前端和后端的前门架（1011）和后门架（1013），在前门架（1011）和后门架（1013）中间设有中门架（1012），且前门架（1011）、中门架（1012）和后门架（1013）通过横杆（102）相互连接在一起。

5.根据权利要求3所述的隧道衬砌检修台车，其特征在于：所述滑轨（4）为至少两道沿隧道纵向布置在横梁（2）上，其对称设置在台车框架（1）左右侧的横梁（2）顶面；缩放式弧形检修支撑机构（6）及弧形轨道车检修机构（7）分别设置在不同的滑轨上，且弧形轨道车检修机构（7）半径稍小于缩放式弧形检修支撑机构（6），使两者在空间上错开，实现相互交错移动。

6.根据权利要求4所述的隧道衬砌检修台车，其特征在于：所述折叠式弧形钢支撑机构（5）为至少两套设置，折叠式弧形钢支撑机构（5）包括多段弧形钢支撑梁（501），其搭接在一起构成与隧道内壁相适配的拱形结构，每段弧形钢支撑梁（501）均通过伸缩调节机构（502）与门架（101）相连；

在弧形钢支撑梁（501）上设有监测元器件（503），所述监测元器件（503）为压力盒、应力计或任一一种用于衬砌结构受力监测的设备。

7.根据权利要求5所述的隧道衬砌检修台车，其特征在于：所述缩放式弧形检修支撑机构（6）为至少两套设置；缩放式弧形检修支撑机构（6）包括与隧道形状适配的底部弧形钢梁（601），底部弧形钢梁（601）底端设有与滑轨（4）滑动连接的第二遥控轨道车（602）；在底部弧形钢梁（601）上布设有多段顶部钢梁垫板（603），多段顶部钢梁垫板（603）外侧面所构成的轮廓面为与隧道内壁相适配的拱形结构，每段顶部钢梁垫板（603）均通过剪刀式升降支撑（604）与底部弧形钢梁（601）连接。

8.根据权利要求5所述的隧道衬砌检修台车，其特征在于：所述弧形轨道车检修机构（7）包括与隧道形状适配的弧形轨（701），弧形轨（701）底端设有与滑轨（4）滑动连接的第一遥控轨道车（702）；在弧形轨（701）上设有可沿弧形轨（701）移动的升降式平台天车（703），升降式平台天车（703）可搭载衬砌结构检测装置、衬砌结构拆除装置、混凝土浇筑装置或任一一种隧道衬砌检修装置。

9.一种隧道结构病害修复方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1、通过肉眼观测或其他手段初步确定隧道衬砌结构病害范围，通过远程遥控器控制行走动力系统（3），驱动处于合拢收缩状态的检修台车自行移动至相应位置；

s2、通过弧形轨道车检修机构（7）搭载相应的衬砌结构检测装置对隧道衬砌结构进行二次检测，进一步确定衬砌结构病害段落及病害深度等参数，进而确定需要拆换的衬砌结构范围；

s3、折叠式弧形钢支撑机构（5）由合拢收缩状态切换为扩展支撑状态，固定支撑在衬砌结构病害前后端头外围处；

s4、将检修台车长度范围内的衬砌结构病害段划分为多个拆除分区段，采用分区跳段拆除方式进行衬砌结构病害范围的逐段拆除，直至整个检修台车固定支撑范围内的衬砌结构全部拆除完成后，采用标号比原设计混凝土强度提高一级的微膨胀混凝土进行整段拆除区域的混凝土浇筑施工；

s5、在拆换完成衬砌结构表面涂刷涂料，使得新浇筑混凝土与旧混凝土表面一致。

10.根据权利要求9所述的隧道结构病害修复方法，其特征在于，步骤s4中衬砌结构病害的拆、换步骤包括：

s4.1、将衬砌结构病害划分为多个拆除分区段，每一个拆除分区段的长度为1～1.5m，采用缩放式弧形检修支撑机构（6）交替支撑每一个拆除分区段，并通过弧形轨道车检修机构（7）搭载相应的衬砌结构拆除装置对拆除分区段进行跳段拆除，直至整个检修台车固定支撑范围内的衬砌结构全部拆除完成，

针对配筋混凝土结构采用高压射水法冲刷混凝土到内层钢筋暴露出来即停止，

针对素混凝土结构采用高压水冲法、静态破碎或切割拆除方式进行衬砌结构拆除；

s4.2、清除松动的混凝土碎块，对混凝土表面进行凿毛处理；并对暴露出来的二衬钢筋进行加固修复处理；

s4.3、采用处于半支撑状态的缩放式弧形检修支撑机构（6）将拼装式模板（9）顶死在二次衬砌外表面封闭结构拆除区域，通过升降式平台天车（703）搭载混凝土泵送设备，对结构拆除区域进行泵送混凝土浇筑施工；

s4.5、当混凝土强度达到一定强度后进行拆模,

当混凝土强度达到15MPa以上，使缩放式弧形检修支撑机构（6）由半支撑状态调整至收缩状态，进行逐块拆除模板；

s4.6、拆模后及时进行洒水养护，养护时间不少于14天，混凝土强度达到24MPa以上，方可挪移检修台车至与之间隔的下一段衬砌结构缺陷段落进行衬砌结构的拆换工作。

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