CN114263477B - 一种地铁隧道衬砌施工装置及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地铁隧道衬砌施工装置及其施工方法，所述施工装置包括支撑架和模板，所述支撑架上焊接有多个加强筋，每个所述加强筋的另一端和模板相互连接，所述支撑架的底端设有用于便于支撑架移动的轨道组件，所述支撑架上设有鼓风机，所述模板的外表层面安装有与之贴合且相匹配的气囊，所述气囊的中心处和鼓风机连通的，所述支撑架上还连接有安装板。本发明通过鼓风机、气囊、模板、连接柱、移动块、轨道、安装板、转动柱、供料辊等结构的相互作用，使得对衬砌面养护更加的便利，同时增加了养护的效果，降低了衬砌面的开裂和损坏程度。

Description

一种地铁隧道衬砌施工装置及其施工方法

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，尤其涉及一种地铁隧道衬砌施工装置及其施工方法。

背景技术

隧道衬砌是指支持和维护隧道的长期稳定和耐久性的永久结构物。其作用是：支持和维护隧道的稳定；保持列车运行所需需的空间；防止围岩的风化；解除地下水的影响等。因此，隧道衬砌必须有足够强度、耐久性和一定的抗冻、抗渗和抗侵蚀性。

目前地铁隧道在二次衬砌之后存在养护不方便，导致衬砌的强度不足，容易使得内面出现裂缝和损坏。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中以下缺点，目前地铁隧道在二次衬砌之后存在养护不方便，导致衬砌的强度不足，容易使得内面出现裂缝和损坏，而提出的一种地铁隧道衬砌施工方法及其施工装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

1、一种地铁隧道衬砌施工方法，包括如下步骤：

S1，隧道衬砌台车模板及支架具有足够的强度、刚度和稳定性，模板台车加工完成，并经调试断面尺寸等达到设计要求；

S2，待初期支护沉降稳定后，对初期支护净空进行检测，保证衬砌厚度，对喷射混凝土基面进行认真的检查，不得有钢筋凸出的管件等尖锐突出物，隧道基面不得有明水，若有明水，应采用措施封堵或引撑。

S3，环向排水管采用φ50双壁打孔波纹管外裹无纺布，每板衬砌中部位置设置一环直接与纵向波纹管采用三通进行连接，集中出水点视水量大小加密设置；纵向每侧设置一条外裹无纺布打孔波纹管，纵向波纹管与仰拱环向波纹管采用三通进行连接并直接引入中心排水沟内，纵向盲管安设时纵向坡度必须与线路坡度一致，且每隔1m固定一次，确保在浇筑混凝土时盲管位置不会发生变化；

S4,无纺布铺设要松紧适度，使之能紧贴在喷射混凝土表面，避免过紧被撕裂或过松形成蓄水点；

防水板铺设要松紧适度，使之能与无纺布充分接合并紧贴在喷射混凝土表面，避免过紧被撕裂或过松形成人为蓄水点，两幅防水板搭接宽度不小于15cm，防水板接缝采用自动双缝热熔焊机进行焊接，每条焊缝宽度为2cm，焊接后两条缝间留一条空气道，用于空气检测器检测焊接。

S5，钢筋绑扎时必须对注浆管周边的混凝土垫块进行加密，防止在浇筑过程中因为钢筋变形对注浆管挤压破坏，在二次衬砌拱顶端头模板封堵时使用专门加工的端头模板，该端头模板在一侧割槽，槽内通过注浆管与排气管，防止端模挤压损坏注浆管；

S6，灌筑边拱混凝土时，由下向上对称灌筑，两侧同时或交替进行，边墙部位混凝土采取埋管式浇注，由液压泵直接顶压入模，挤压顶升式浇注，拱部先采取退出式浇注，最后用压入式封顶，混凝土用附着式振捣器和插入式振捣器联合捣固，安排专人负责，保证混凝土内部密实，外部光滑；

S7，台车就位后锁定卡轨器把台车固定在轨道上，然后通过交替启动竖向油缸和侧向油缸，使模板立于设计位置,台车在调整高度前进行打磨并刷脱模剂,台车净空尺寸经测量达到要求后进行加固锁定，锁紧竖、横向千斤顶，安装加固支撑，保证台车定位稳固；

S8，对台车上的模板进行检查，并且检查气囊是否完好，将养护膜拉出绕在拉辊上,然后对衬砌表面进行养护；

S9，当混凝土强度到达一定数值之后拆除养护装置，养护完成。

一种应用于地铁隧道衬砌施工方法的施工装置，所述施工装置包括支撑架和模板，所述支撑架上焊接有多个加强筋，每个所述加强筋的另一端和模板相互连接，所述支撑架的底端设有用于便于支撑架移动的轨道组件，所述支撑架上设有鼓风机，所述模板的外表层面安装有与之贴合且相匹配的气囊，所述气囊的中心处和鼓风机连通的，所述支撑架上还连接有安装板，所述安装板上通过第一伺服电机安装有转动柱，所述转动柱的一端还转动连接有夹持辊，所述夹持辊位于气囊的上表面，所述模板的一端对称安装有装配板，两个所述装配板之间转动连接有供料辊，所述供料辊上裹设有养护膜本体

优选的，所述轨道组件包括铺设在地面上的轨道，所述轨道内安装有移动块，所述移动块和支撑架之间通过螺栓连接，所述移动块和轨道之间安装有多个滑动轮。

优选的，所述支撑架的两侧还等间距设有多个连接柱，每个所述连接柱背离支撑架的一端安装在模板的内侧壁上。

优选的，所述夹持辊背离转动柱的一端安装有呈L形的设置的金属片，其中所述金属片长的部分紧贴在夹持辊上。

优选的，所述模板上还开设有安装槽，所述安装槽内安装有顶出气囊，所述顶出气囊和气囊连通，所述安装槽的内侧壁上固定连接有多个弹簧，每个所述弹簧的一端安装有切刀。

优选的，所述转动柱包括第一转动子柱和第二转动子柱，所述第一转动子柱内设有内螺纹槽，所述内螺纹槽内螺纹连接有螺纹杆，所述螺纹杆的一端安装有第二伺服电机，所述第二伺服电机安装在第二转动子柱内。

优选的，所述金属片为铜片、铁片、铝片等中的一个或者多个组合而成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过鼓风机、气囊、模板、连接柱、移动块、轨道、安装板、转动柱、供料辊等结构的相互作用，使得对衬砌面养护更加的便利，同时增加了养护的效果，降低了衬砌面的开裂和损坏程度。

附图说明

图1为本发明提出的施工装置的正面立体结构示意图；

图2为图1中A的局部放大结构示意图；

图3为转动柱的局部放大结构示意图。

图中：1支撑架、2鼓风机、3气囊、4模板、5连接柱、6移动块、7轨道、8安装板、9转动柱、10供料辊、11夹持辊、12切刀、13装配板、14顶出气囊、15弹簧、16螺纹杆、17、第二转动子柱、18第一转动子柱。

实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例

一种地铁隧道衬砌施工方法，包括如下步骤：

S1，隧道衬砌台车模板及支架具有足够的强度、刚度和稳定性，模板台车加工完成，并经调试断面尺寸等达到设计要求；

S2，待初期支护沉降稳定后，对初期支护净空进行检测，保证衬砌厚度，对喷射混凝土基面进行认真的检查，不得有钢筋凸出的管件等尖锐突出物，隧道基面不得有明水，若有明水，应采用措施封堵或引撑。

S3，环向排水管采用φ50双壁打孔波纹管外裹无纺布，每板衬砌中部位置设置一环直接与纵向波纹管采用三通进行连接，集中出水点视水量大小加密设置；纵向每侧设置一条外裹无纺布打孔波纹管，纵向波纹管与仰拱环向波纹管采用三通进行连接并直接引入中心排水沟内，纵向盲管安设时纵向坡度必须与线路坡度一致，且每隔1m固定一次，确保在浇筑混凝土时盲管位置不会发生变化。

S4,无纺布铺设要松紧适度，使之能紧贴在喷射混凝土表面，避免过紧被撕裂或过松形成蓄水点。

防水板铺设要松紧适度，使之能与无纺布充分接合并紧贴在喷射混凝土表面，避免过紧被撕裂或过松形成人为蓄水点，两幅防水板搭接宽度不小于15cm，防水板接缝采用自动双缝热熔焊机进行焊接，每条焊缝宽度为2cm，焊接后两条缝间留一条空气道，用于空气检测器检测焊接。

S5，钢筋绑扎时必须对注浆管周边的混凝土垫块进行加密，防止在浇筑过程中因为钢筋变形对注浆管挤压破坏，在二次衬砌拱顶端头模板封堵时使用专门加工的端头模板，该端头模板在一侧割槽，槽内通过注浆管与排气管，防止端模挤压损坏注浆管。

S6，灌筑边拱混凝土时，由下向上对称灌筑，两侧同时或交替进行，边墙部位混凝土采取埋管式浇注，由液压泵直接顶压入模，挤压顶升式浇注，拱部先采取退出式浇注，最后用压入式封顶，混凝土用附着式振捣器和插入式振捣器联合捣固，安排专人负责，保证混凝土内部密实，外部光滑。

S7，台车就位后锁定卡轨器把台车固定在轨道上，然后通过交替启动竖向油缸和侧向油缸，使模板立于设计位置,台车在调整高度前进行打磨并刷脱模剂,台车净空尺寸经测量达到要求后进行加固锁定，锁紧竖、横向千斤顶，安装加固支撑，保证台车定位稳固。

S8，对台车上的模板进行检查，并且检查气囊是否完好，将养护膜拉出绕在拉辊上,然后对衬砌表面进行养护。

S9，当混凝土强度到达一定数值之后拆除养护装置，养护完成。

参考图1-3，一种应用于地铁隧道衬砌施工方法的施工装置，施工装置包括支撑架1和模板4，支撑架1上焊接有多个加强筋，每个加强筋的另一端和模板4相互连接，支撑架1的底端设有用于便于支撑架1移动的轨道组件，支撑架1上设有鼓风机2，模板4的外表层面安装有与之贴合且相匹配的气囊3，气囊3的中心处和鼓风机2连通的，支撑架1上还连接有安装板8，安装板8上通过第一伺服电机安装有转动柱9，转动柱9的一端还转动连接有夹持辊11，夹持辊11位于气囊3的上表面，模板4的一端对称安装有装配板13，两个装配板13之间转动连接有供料辊10，供料辊10上裹设有养护膜本体。

当开始进行养护的时候，将养护膜本体的一端绕在夹持辊11上，然后启动第一伺服电机带动整个转动柱9转动，这样可以将养护膜本体覆盖在模板4上表面，这样可以对衬砌表面进行养护，接着通电启动鼓风机2，将空气鼓入气囊3中，使其膨胀，让养护膜本体充分与衬砌表面接触，提高养护效果。

轨道组件包括铺设在地面上的轨道7，轨道7内安装有移动块6，移动块6和支撑架1之间通过螺栓连接，移动块6和轨道7之间安装有多个滑动轮，将轨道7铺设在地面上然后将带有滑动轮的移动块6放入轨道7中使其滑动，然后将支撑架1安装在移动块6上，这样可以便于支撑架1和模板4的移动，方便施工。

支撑架1的两侧还等间距设有多个连接柱5，每个连接柱5背离支撑架1的一端安装在模板4的内侧壁上，通过多个连接柱5可以增加支撑架1和模板4之间的稳定性和支撑力。

夹持辊11背离转动柱9的一端安装有呈L形的设置的金属片，其中金属片长的部分紧贴在夹持辊11上，金属片为铜片、铁片、铝片等中的一个或者多个组合而成，金属片紧紧贴在夹持辊11上，当需要夹持养护膜本体的时候，向上抬起金属片，将养护膜本体放在金属片下方，然后放开金属片，这样就可以将养护膜本体夹持住。

模板4上还开设有安装槽，安装槽内安装有顶出气囊14，顶出气囊14和气囊3连通，安装槽的内侧壁上固定连接有多个弹簧15，每个弹簧15的一端安装有切刀12，当养护膜本体覆盖模板4的时候，且气囊3逐渐膨胀的时候，气流进入顶出气囊14中逐渐膨胀，挤压切刀12，切刀12将养护膜本体切断。

实施例

与实施例一不同的是，转动柱9包括第一转动子柱18和第二转动子柱17，第一转动子柱18内设有内螺纹槽，内螺纹槽内螺纹连接有螺纹杆16，螺纹杆16的一端安装有第二伺服电机，第二伺服电机安装在第二转动子柱17内，第一转动子柱18的底端是和第一伺服电机连接的，利用第二伺服电机的驱动，使得增加第二转动子柱17和第一转动子柱18之间的距离，从而改变整个转动柱9的长度，这样可以根据隧道的直径大小改变转动柱9的大小，增加适应范围。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种地铁隧道衬砌施工装置，所述施工装置包括支撑架（1）和模板（4），其特征在于,所述支撑架（1）上焊接有多个加强筋，每个所述加强筋的另一端和模板（4）相互连接，所述支撑架（1）的底端设有用于便于支撑架（1）移动的轨道组件，所述支撑架（1）上设有鼓风机（2），所述模板（4）的外表层面安装有与之贴合且相匹配的气囊（3），所述气囊（3）的中心处和鼓风机（2）连通的，所述支撑架（1）上还连接有安装板（8），所述安装板（8）上通过第一伺服电机安装有转动柱（9），所述转动柱（9）的一端还转动连接有夹持辊（11），所述夹持辊（11）位于气囊（3）的上表面，所述模板（4）的一端对称安装有装配板（13），两个所述装配板（13）之间转动连接有供料辊（10），所述供料辊（10）上裹设有养护膜本体；

所述模板（4）上还开设有安装槽，所述安装槽内安装有顶出气囊（14），所述顶出气囊（14）和气囊（3）连通，所述安装槽的内侧壁上固定连接有多个弹簧（15），每个所述弹簧（15）的一端安装有切刀（12）；

所述转动柱（9）包括第一转动子柱（18）和第二转动子柱（17），所述第一转动子柱（18）内设有内螺纹槽，所述内螺纹槽内螺纹连接有螺纹杆（16），所述螺纹杆（16）的一端安装有第二伺服电机，所述第二伺服电机安装在第二转动子柱（17）内。

2.根据权利要求1所述的一种地铁隧道衬砌施工装置，其特征在于，所述轨道组件包括铺设在地面上的轨道（7），所述轨道（7）内安装有移动块（6），所述移动块（6）和支撑架（1）之间通过螺栓连接，所述移动块（6）和轨道（7）之间安装有多个滑动轮。

3.根据权利要求2所述的一种地铁隧道衬砌施工装置，其特征在于，所述支撑架（1）的两侧还等间距设有多个连接柱（5），每个所述连接柱（5）背离支撑架（1）的一端安装在模板（4）的内侧壁上。

4.根据权利要求2所述的一种地铁隧道衬砌施工装置，其特征在于，所述夹持辊（11）背离转动柱（9）的一端安装有呈L形的设置的金属片，其中所述金属片长的部分紧贴在夹持辊（11）上。

5.根据权利要求4所述的一种地铁隧道衬砌施工装置，其特征在于，所述金属片为铜片、铁片、铝片中的一个或者多个组合而成。

6.一种使用如权利要求1所述的地铁隧道衬砌施工装置的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，隧道衬砌台车模板及支架具有强度、刚度和稳定性，模板台车加工完成，并经调试断面尺寸达到设计要求；

S2，待初期支护沉降稳定后，对初期支护净空进行检测，保证衬砌厚度，对喷射混凝土基面进行认真的检查，不得有钢筋凸出的管件尖锐突出物，隧道基面不得有明水，若有明水，应采用措施封堵或引撑；

S3，环向排水管采用φ50双壁打孔波纹管外裹无纺布，每板衬砌中部位置设置一环直接与纵向波纹管采用三通进行连接，集中出水点视水量大小加密设置；纵向每侧设置一条外裹无纺布打孔波纹管，纵向波纹管与仰拱环向波纹管采用三通进行连接并直接引入中心排水沟内，纵向盲管安设时纵向坡度必须与线路坡度一致，且每隔1m固定一次，确保在浇筑混凝土时盲管位置不会发生变化；

S4,无纺布铺设要松紧适度，使之能紧贴在喷射混凝土表面，避免过紧被撕裂或过松形成蓄水点；

防水板铺设要松紧适度，使之能与无纺布充分接合并紧贴在喷射混凝土表面，避免过紧被撕裂或过松形成人为蓄水点，两幅防水板搭接宽度不小于15cm，防水板接缝采用自动双缝热熔焊机进行焊接，每条焊缝宽度为2cm，焊接后两条缝间留一条空气道，用于空气检测器检测焊接；

S5，钢筋绑扎时必须对注浆管周边的混凝土垫块进行加密，防止在浇筑过程中因为钢筋变形对注浆管挤压破坏，在二次衬砌拱顶端头模板封堵时使用端头模板，该端头模板在一侧割槽，槽内通过注浆管与排气管，防止端模挤压损坏注浆管；

S6，灌筑边拱混凝土时，由下向上对称灌筑，两侧同时或交替进行，边墙部位混凝土采取埋管式浇注，由液压泵直接顶压入模，挤压顶升式浇注，拱部先采取退出式浇注，最后用压入式封顶，混凝土用附着式振捣器和插入式振捣器联合捣固，安排专人负责，保证混凝土内部密实，外部光滑；

S7，台车就位后锁定卡轨器把台车固定在轨道上，然后通过交替启动竖向油缸和侧向油缸，使模板立于设计位置,台车在调整高度前进行打磨并刷脱模剂,台车净空尺寸经测量达到要求后进行加固锁定，锁紧竖、横向千斤顶，安装加固支撑，保证台车定位稳固；

S8，对台车上的模板进行检查，并且检查气囊是否完好，将养护膜拉出绕在拉辊上,然后对衬砌表面进行养护；

S9，当混凝土强度到达规定数值之后拆除养护装置，养护完成。

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