CN114183171A - 超大断面隧道混凝土养护系统 - Google Patents

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CN114183171A CN202111299700.1A CN202111299700A CN114183171A CN 114183171 A CN114183171 A CN 114183171A CN 202111299700 A CN202111299700 A CN 202111299700A CN 114183171 A CN114183171 A CN 114183171A
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刘国生
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冯徐兵
宁德旭
谭国强
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Abstract

本发明公开了一种超大断面隧道混凝土养护系统，包括：养护轨道、连接所述养护轨道的滑动装置、连接所述滑动装置的喷淋装置。其中，喷淋装置包括弧形的喷淋管道，喷淋管道沿隧道的弧形方向设置且与滑动装置连接，喷淋管道上布置有若干喷淋单元，在喷淋管道通入液体时，喷淋单元对隧道面进行喷淋。本发明的超大断面隧道混凝土养护系统中，通过将养护轨道固定连接在已经浇筑完成的混凝土隧道面上，再将喷淋管道与养护轨道连接，以沿着已经浇筑完成的混凝土隧道面进行喷淋，实现全自动喷淋作业，代替人工在养护台架上行走进行喷淋，不仅降低了劳动力而且能够有效的避免人工操作的安全隐患。

Description

超大断面隧道混凝土养护系统
技术领域
本发明属于隧道养护施工技术领域，具体涉及一种超大断面隧道混凝土养护系统。
背景技术
在隧道施工中，随着开挖对周围地层原有的平衡造成破坏，容易引起坑道变形或坍塌。为了保护围岩的稳定性，在隧道开挖的过程中通常沿着隧道洞身周边进行混凝土衬砌以修建支护结构，从而保证隧道施工的安全性。而混凝土浇筑后若不及时进行保养，混凝土中的水分会很快蒸发而造成混凝土脱水的现象，从而导致混凝土表面出现脱落或收缩变形而出现裂痕，最终影响结构的稳定性，在超大断面隧道施工中，由于断面较大，若衬砌结构不稳定将很容易发生坍塌，因而在超大断面隧道施工中，需要在混凝土衬砌后进行养护。
传统的隧道混凝土养护采用型钢焊接而成的养护台架、依赖人工在养护台架上行走以进行洒水养护。由于养护台架的焊接部位较多，而超大断面隧道施工的断面较大，在隧道混凝土养护过程中需要依靠机械推力多次移动养护台架以根据隧道混凝土的浇筑情况进行养护，焊接部位容易脱焊变形而存在安全隐患。
因此，亟需一种能够降低养护过程中安全隐患的超大断面隧道混凝土养护系统。
发明内容
本发明的目的是解决至少上述的缺陷，并提供以后将说明的优点。
本发明的另外一个目的是，针对传统隧道钢筋、混凝土施工过程中需要现场对钢筋作业平台和二衬台车进行拼装耗时较长影响施工进度的问题，提供一种能够快速完成拼装的超大断面隧道混凝土养护系统。
为了实现本发明的这些目的和其他优点，现提供一种超大断面隧道混凝土养护系统，包括：养护轨道、连接所述养护轨道的滑动装置、连接所述滑动装置的喷淋装置。
其中，所述养护轨道包括若干沿着隧道的长度方向平行设置的C型钢槽，所述C型钢槽的开口朝下、顶部通过膨胀螺栓与已浇筑完成的混凝土隧道面固定。
所述滑动装置连接在所述C型钢槽内，并沿着所述C型钢槽的长度方向移动。
所述喷淋装置包括弧形的喷淋管道，喷淋管道沿隧道的弧形方向设置且与滑动装置连接，喷淋管道上布置有若干喷淋单元，在喷淋管道通入液体时，喷淋单元对隧道面进行喷淋。
上述方案中，首先本发明的超大断面隧道混凝土养护系统中，通过将养护轨道固定连接在已经浇筑完成的混凝土隧道面上，再将喷淋管道与养护轨道连接，以沿着已经浇筑完成的混凝土隧道面进行喷淋，实现全自动喷淋作业，代替人工在养护台架上行走进行喷淋，不仅降低了劳动力而且能够有效的避免人工操作的安全隐患。
其次，本发明的超大断面隧道混凝土养护系统中由于养护轨道沿着隧道面设置、喷淋装置沿着养护轨道移动，整个养护系统均靠近隧道面，从而使得隧道内有足够的空间满足浇筑作业。
最后，本发明的超大断面隧道混凝土养护系统能够通过控制滑动装置的滑动以带动喷淋管道沿着隧道面进行喷淋，能够相对人工喷淋更加均匀；在使用的过程中，还可根据温湿度条件调节滑动装置的滑动速度，以控制喷淋量，从而能够更好的完成喷淋工作。
优选的是，所述喷淋装置还包括喷淋池，喷淋池通过泵体向喷淋管道供水；所述喷淋池设置有两个，两个喷淋池分别设置在隧道的两侧，所述喷淋管道的两端向下伸延并连接至所述泵体。
优选的是，所述滑动装置设置为主动驱动的滑动装置，其包括：步进电机和匹配至所述C型钢槽的轴承架，所述轴承架可滑动设置在所述C型钢槽内，所述步进电机与所述轴承架连接以驱动轴承架沿着所述C型钢槽的长度方向移动。
上述方案中，轴承架具体包括轴承和连接架，轴承可以是单个或多个；当只有单个轴承时，轴承的直径大于C型钢槽的开口宽度，连接架连接在轴承的下方并伸出C型钢槽的开口以连接喷淋装置；当有两个轴承时，连接架为T形连接架，连接架的两端分别连接两个轴承，第三段向下伸出C型钢槽的开口以连接喷淋装置。
优选的是，所述滑动装置设置为主动驱动的滑动装置，其包括：步进电机和匹配至所述C型钢槽的轴承架，所述轴承架可滑动设置在所述C型钢槽内，所述步进电机与所述轴承架连接以驱动轴承架沿着所述C型钢槽的长度方向移动。
优选的是，相邻两个所述C型钢槽之间的直线距离小于1.5m；所述喷淋管道的弧度与隧道断面的弧度相同，或两者之间的偏差小于1.5cm。
优选的是，所述喷淋管道包括喷淋管道，所述喷淋单元包括连接在所述喷淋管道上的多个变形管和与多个变形管连接的喷头；所述喷淋管道横跨所述养护轨道并通过钢环依次连接至多个所述轴承架，以将所述喷淋管道连接至所述养护轨道；所述变形管的一端连接在所述喷淋管道上，所述喷头连接在所述变形管的另一端上，改变变形管的形状以使得喷头朝向隧道内壁，从而向已浇筑完成的混凝土喷淋养护。
优选的是，所述喷淋池为水箱或水盒或水桶或水槽构成的封闭或非完全封闭的池体结构，所述喷淋池的上表面或侧壁上开设水源出水口，泵体的进水口分别通过管道连接至所述水源出水口以将泵体与所述喷淋池连通。
优选的是，所述喷淋池的底部设有移动机构，所述移动机构包括移动轮和驱动所述移动轮行走的第二步进电机；其中，所述第二步进电机与所述步进电机的信号端连接，以使得所述第二步进电机与所述步进电机同步运行。
优选的是，所述喷头为铜制的4分雾化喷头或铜制的6分雾化喷头。
优选的是，所述C型钢槽包括钢槽本体和与所述钢槽本体配合的连接块。
其中，所述钢槽本体具体包括：顶板、连接在顶板两侧的侧板、分别与侧板连接的底板；所述顶板和底板平行，且两个底板113之间具有间隙，以使得钢槽本体11的底部开口；所述侧板分别与所述顶板和所述底板垂直，所述顶板的长度小于比所述侧板的长度，以使所述钢槽本体的两端形成U形口。
所述连接块的宽度与所述U形口的宽度匹配，连接块的长度大于U形口的长度，当所述连接块与所述钢槽本体连接时，所述连接块嵌合在所述U形口并伸出以使所述C型钢槽的两端形成凸起。
所述连接块通过调节螺栓固定至隧道内壁，且调节螺栓向下超出连接块而形成养护轨道端头限位进而防止滑动装置脱出；当需要进行两端养护轨道接驳时，向上缩短调节螺栓至不与滑动装置碰撞接触，使得滑动装置能够在两端养护轨道之间滑动。
上述方案中，通过连接块的设置能够更快速的将两段C型钢槽连接，以提高C型钢槽固定的工作效率。同时，连接块的设置能够使得喷淋管道更顺畅的在两段C型钢槽之间移动。连接块通过调节螺栓固定至隧道内壁，通过改变调节螺栓自身的长度或将调节螺栓向隧道内壁拧紧以减少调节螺栓伸出连接块的长度来实现对滑动装置的限制，更加方便易实现，相对于另外添加限位装置更节省成本。
优选的是，所述喷淋管道通过构架与左右两侧的喷淋池连成整体，所述构架包括：左构件和右构件；左构件和右构件的两端分别连接喷淋池与喷淋管道，且左构件和右构件构成的夹角结构关于喷淋管道的弧形中线对称。
上述方案中，通过构架将喷淋管道和喷淋池连成整体，在喷淋行走的过程中防止喷淋池和喷淋管道移动速度不同步的问题。
本发明的优点：
首先，首先本发明的超大断面隧道混凝土养护系统中，通过将养护轨道固定连接在已经浇筑完成的混凝土隧道面上，再将喷淋管道与养护轨道连接，以沿着已经浇筑完成的混凝土隧道面进行喷淋，实现全自动喷淋作业，代替人工在养护台架上行走进行喷淋，不仅降低了劳动力而且能够有效的避免人工操作的安全隐患。
其次，本发明的超大断面隧道混凝土养护系统中由于养护轨道沿着隧道面设置、喷淋装置沿着养护轨道移动，整个养护系统均靠近隧道面，从而使得隧道内有足够的空间满足浇筑作业。
还有，本发明的超大断面隧道混凝土养护系统能够通过控制滑动装置的滑动以带动喷淋管道沿着隧道面进行喷淋，能够相对人工喷淋更加均匀；在使用的过程中，还可根据温湿度条件调节滑动装置的滑动速度，以控制喷淋量，从而能够更好的完成喷淋工作。
还有，本发明的超大断面隧道混凝土养护系统通过连接块的设置能够更快速的将两段C型钢槽连接，以提高C型钢槽固定的工作效率。同时，连接块的设置能够使得喷淋管道更顺畅的在两段C型钢槽之间移动。连接块通过调节螺栓固定至隧道内壁，通过改变调节螺栓自身的长度或将调节螺栓向隧道内壁拧紧以减少调节螺栓伸出连接块的长度来实现对滑动装置的限制，更加方便易实现，相对于另外添加限位装置更节省成本。
最后，本发明的超大断面隧道混凝土养护系统通过构架将喷淋管道和喷淋池连成整体，在喷淋行走的过程中防止喷淋池和喷淋管道移动速度不同步的问题。
附图说明
图1为本发明的超大断面隧道混凝土养护系统的结构示意图；
图2为本发明的超大断面隧道混凝土养护系统中C型钢槽、滑动装置和喷淋装置的连接结构示意图；
图3为本发明的超大断面隧道混凝土养护系统的另外一种结构示意图；
图4为本发明的超大断面隧道混凝土养护系统实施例2中C型钢槽、滑动装置和喷淋装置的连接的结构示意图；
图5为本发明的超大断面隧道混凝土养护系统中C型钢槽的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
实施例1
如图1～图2所示，一种超大断面隧道混凝土养护系统，包括：
养护轨道1、连接所述养护轨道1的滑动装置2、连接所述滑动装置2的喷淋装置3。
其中，所述养护轨道1包括若干沿着隧道的长度方向平行设置的C型钢槽10，所述C型钢槽10的开口朝下、顶部通过膨胀螺栓与已浇筑完成的混凝土隧道面固定。
所述滑动装置2连接在所述C型钢槽10内，并沿着所述C型钢槽10的长度方向移动。
所述喷淋装置3包括弧形的喷淋管道30，喷淋管道30沿隧道的弧形方向设置且与滑动装置2连接，喷淋管道30上布置有若干喷淋单元31，在喷淋管道30通入液体时，喷淋单元31对隧道面进行喷淋。
该实施例的方案，首先将养护轨道1固定连接在已经浇筑完成的混凝土隧道面a上，再将喷淋管道30与养护轨道1连接，以沿着已经浇筑完成的混凝土隧道面进行喷淋，实现全自动喷淋作业，代替人工在养护台架上行走进行喷淋，不仅降低了劳动力而且能够有效的避免人工操作的安全隐患。
其次，本发明的超大断面隧道混凝土养护系统中由于养护轨道沿着隧道面设置、喷淋装置沿着养护轨道移动，整个养护系统均靠近隧道面，从而使得隧道内有足够的空间满足浇筑作业。
最后，本发明的超大断面隧道混凝土养护系统能够通过控制滑动装置的滑动以带动喷淋管道沿着隧道面进行喷淋，能够相对人工喷淋更加均匀；在使用的过程中，还可根据温湿度条件调节滑动装置的滑动速度，以控制喷淋量，从而能够更好的完成喷淋工作。
实施例2
如图3～图5所示，一种超大断面隧道混凝土养护系统，包括：养护轨道1、连接所述养护轨道1的滑动装置2、连接所述滑动装置2的喷淋装置3。
其中，所述养护轨道1包括若干沿着隧道的长度方向平行设置的C型钢槽10，所述C型钢槽10的开口朝下、顶部通过膨胀螺栓与已浇筑完成的混凝土隧道面固定。
所述滑动装置2连接在所述C型钢槽10内，并沿着所述C型钢槽10的长度方向移动。
所述喷淋装置3包括弧形的喷淋管道30，喷淋管道30沿隧道的弧形方向设置且与滑动装置2连接，喷淋管道30上布置有若干喷淋单元31，在喷淋管道30通入液体时，喷淋单元31对隧道面进行喷淋。
进一步的，所述喷淋装置3还包括喷淋池32，喷淋池32通过泵体33向喷淋管道30供水；所述喷淋池32设置有两个，两个喷淋池32分别设置在隧道的两侧，所述喷淋管道30的两端向下伸延并连接至所述泵体33。
进一步的，所述滑动装置2设置为主动驱动的滑动装置，其包括：步进电机21和匹配至所述C型钢槽10的轴承架22，所述轴承架22可滑动设置在所述C型钢槽10内，所述步进电机21与所述轴承架22连接以驱动轴承架22沿着所述C型钢槽10的长度方向移动。轴承架22具体包括轴承221和连接架222，轴承可以是单个或多个；当只有单个轴承时，轴承的直径大于C型钢槽的开口宽度，连接架连接在轴承的下方并伸出C型钢槽的开口以连接喷淋装置；当有两个轴承时，连接架为T形连接架，连接架的两端分别连接两个轴承，第三段向下伸出C型钢槽的开口以连接喷淋装置。
进一步的，相邻两个所述C型钢槽10之间的直线距离小于1.5m；所述喷淋管道30的弧度与隧道断面的弧度相同，或两者之间的偏差小于1.5cm。
进一步的，所述喷淋单元31包括连接在所述喷淋管道30上的多个变形管311和与多个变形管311连接的喷头312；所述喷淋管道30横跨所述养护轨道1并通过钢环依次连接至多个所述轴承架22，以将所述喷淋管道30连接至所述养护轨道1；所述变形管311的一端连接在所述喷淋管道30上，所述喷头312连接在所述变形管311的另一端上，改变变形管311的形状以使得喷头312朝向隧道内壁，从而向已浇筑完成的混凝土喷淋养护。
进一步的，所述喷淋池32为水箱或水盒或水桶或水槽构成的封闭或非完全封闭的池体结构，所述喷淋池32的上表面或侧壁上开设水源出水口，泵体33的进水口贯穿所述水源出水口并连接至所述喷淋池32，以将泵体33与所述喷淋池32连通。
进一步的，所述喷淋池32的底部设有移动机构4，所述移动机构4包括移动轮和驱动所述移动轮行走的第二步进电机；其中，所述第二步进电机与所述步进电机的信号端连接，以使得所述第二步进电机与所述步进电机同步运行。
进一步的，所述喷头312为铜制的4分雾化喷头或铜制的6分雾化喷头。
进一步的，所述C型钢槽10包括钢槽本体11和与所述钢槽本体11配合的连接块12。其中，所述钢槽本体11具体包括：顶板111、连接在顶板111两侧的侧板112、分别与侧板112连接的底板113；所述顶板111和底板113平行，且两个底板113之间具有间隙，以使得钢槽本体11的底部开口；所述侧板112分别与所述顶板111和所述底板113垂直，所述顶板111的长度小于比所述侧板112的长度，以使所述钢槽本体11的两端形成U形口。
所述连接块12的宽度与U形口的宽度匹配，连接块12的长度大于U形口的长度，当所述连接块12与所述钢槽本体11连接时，所述连接块12嵌合在U形口并伸出以使所述C型钢槽10的两端形成凸起。
所述连接块12通过调节螺栓固定至隧道内壁，且调节螺栓向下超出连接块而形成养护轨道1端头限位进而防止滑动装置脱出；当需要进行两段养护轨道1接驳时，向上缩短调节螺栓至不与滑动装置碰撞接触，使得滑动装置能够在两端养护轨道之间滑动。
进一步的，所述喷淋管道30通过构架5与左右两侧的喷淋池32连成整体，所述构架5包括：左构件51和右构件52；左构件51和右构件52的两端分别连接喷淋池32与喷淋管道30，且左构件51和右构件52构成的夹角结构关于喷淋管道30的弧形中线b对称。
该实施例的方案，在实施例1的基础上，首先将钢槽本体通过膨胀螺栓固定在隧道内壁上，然后将连接块嵌合在钢槽本体的两端形成U形口处并用调节螺栓将连接块也固定在隧道内壁上，且调节螺栓向下超出连接块而形成养护轨道端头限位进而防止滑动装置脱出。当完成该段隧道的喷淋作业后，取另一段钢槽本体连接在连接块凸出的位置，以将两段钢槽本体连接，再通过改变调节螺栓自身的长度或将调节螺栓向隧道内壁拧紧以减少调节螺栓伸出连接块的长度以使得滑动装置能够从第一段钢槽本体向第二段钢槽本体滑动。
其次，通过构架将喷淋管道和喷淋池连成整体，在喷淋行走的过程中防止喷淋池和喷淋管道移动速度不同步的问题。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此，在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (10)

1.一种超大断面隧道混凝土养护系统，其特征在于，包括：养护轨道、连接所述养护轨道的滑动装置、连接所述滑动装置的喷淋装置；
其中，所述养护轨道包括若干沿着隧道的长度方向平行设置的C型钢槽，所述C型钢槽的开口朝下、顶部通过膨胀螺栓与已浇筑完成的混凝土隧道面固定；
所述滑动装置连接在所述C型钢槽内，并沿着所述C型钢槽的长度方向移动；
所述喷淋装置包括弧形的喷淋管道，喷淋管道沿隧道的弧形方向设置且与滑动装置连接，喷淋管道上布置有若干喷淋单元，在喷淋管道通入液体时，喷淋单元对隧道面进行喷淋。
2.如权利要求1所述的超大断面隧道混凝土养护系统，其特征在于，所述喷淋装置还包括喷淋池，喷淋池通过泵体向喷淋管道供水；所述喷淋池设置有两个，两个喷淋池分别设置在隧道的两侧，所述喷淋管道的两端向下伸延并连接至所述泵体。
3.如权利要求1所述的超大断面隧道混凝土养护系统，其特征在于，所述滑动装置设置为主动驱动的滑动装置，其包括：步进电机和匹配至所述C型钢槽的轴承架，所述轴承架可滑动设置在所述C型钢槽内，所述步进电机与所述轴承架连接以驱动轴承架沿着所述C型钢槽的长度方向移动。
4.如权利要求1所述的超大断面隧道混凝土养护系统，其特征在于，相邻两个所述C型钢槽之间的直线距离小于1.5m；
所述喷淋管道的弧度与隧道断面的弧度相同，或两者之间的偏差小于1.5cm。
5.如权利要求3所述的超大断面隧道混凝土养护系统，其特征在于，所述喷淋单元包括连接在所述喷淋管道上的多个变形管和与多个变形管连接的喷头；
所述喷淋管道横跨所述养护轨道并通过钢环依次连接至多个所述轴承架，以将所述喷淋管道连接至所述养护轨道；
所述变形管的一端连接在所述喷淋管道上，所述喷头连接在所述变形管的另一端上，改变变形管的形状以使得喷头朝向隧道内壁，从而向已浇筑完成的混凝土喷淋养护。
6.如权利要求1所述的超大断面隧道混凝土养护系统，其特征在于，所述喷淋池为水箱或水盒或水桶或水槽构成的封闭或非完全封闭的池体结构，所述喷淋池的上表面或侧壁上开设水源出水口，泵体的进水口分别通过管道贯穿所述水源出水口并连接至所述喷淋池，以将泵体与所述喷淋池连通。
7.如权利要求1所述的超大断面隧道混凝土养护系统，其特征在于，所述喷淋池的底部设有移动机构，所述移动机构包括移动轮和驱动所述移动轮行走的第二步进电机；
其中，所述第二步进电机与所述步进电机的信号端连接，以使得所述第二步进电机与所述步进电机同步运行。
8.如权利要求5所述的超大断面隧道混凝土养护系统，其特征在于，所述喷头为铜制的4分雾化喷头或铜制的6分雾化喷头。
9.如权利要求1所述的超大断面隧道混凝土养护系统，其特征在于，所述C型钢槽包括钢槽本体和与所述钢槽本体配合的连接块；
其中，所述钢槽本体具体包括：顶板、连接在顶板两侧的侧板、分别与侧板连接的底板；所述顶板和底板平行，且两个底板113之间具有间隙，以使得钢槽本体11的底部开口；所述侧板分别与所述顶板和所述底板垂直，所述顶板的长度小于比所述侧板的长度，以使所述钢槽本体的两端形成U形口；
所述连接块的宽度与U形口的宽度匹配，连接块的长度大于U形口的长度，当所述连接块与所述钢槽本体连接时，所述连接块嵌合在U形口并伸出以使所述C型钢槽的两端形成凸起；
所述连接块通过调节螺栓固定至隧道内壁，且调节螺栓向下超出连接块而形成养护轨道端头限位进而防止滑动装置脱出；当需要进行两端养护轨道接驳时，向上缩短调节螺栓至不与滑动装置碰撞接触，使得滑动装置能够在两端养护轨道之间滑动。
10.如权利要求9所述的超大断面隧道混凝土养护系统，其特征在于，所述喷淋管道通过构架与左右两侧的喷淋池连成整体，所述构架包括：左构件和右构件；左构件和右构件的两端分别连接喷淋池与喷淋管道，且左构件和右构件构成的夹角结构关于喷淋管道的弧形中线对称。
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