CN114704294A - 一种引水隧洞施工过程中的隧洞快速支承系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种引水隧洞施工过程中的隧洞快速支承系统，包括轨道装置和在可在轨道装置上行走的简易台车，所述简易台车上设有用于隧洞支护混凝土浇筑的钢模板，其特征在于：所述轨道装置包括第一轨道和第二轨道，所述第一轨道和第二轨道设在隧洞的两侧，所述简易台车包括台车分部，所述台车分部的横向尺寸小于隧洞宽度尺寸的二分之一，所述台车分部靠近隧洞轴线的一侧设有连接部，所述连接部用于与其他台车分部的连接部连接，所述台车分部可绕连接部相对另一台车分部旋转，以这样的方式使得所述台车分部从第一轨道或第二轨道转移至另一轨道上。本发明的隧洞快速支承系统可以连续进行作业，边掘进，边支承浇筑混凝土。本发明还包括上述隧洞快速支承系统的快速支承方法。

Description

一种引水隧洞施工过程中的隧洞快速支承系统和方法

技术领域

本发明涉及一种引水隧洞施工过程中的隧洞快速支承系统，本发明还涉及包括上述隧洞快速支承系统的快速支承方法。

背景技术

隧洞开挖后，坑道周围地层原有平衡遭到破坏，引起坑道变形或崩塌。为了保护围岩的稳定性，确保安全，隧洞必须有足够强度的支承结构。常用的衬砌形式包括喷混凝土衬砌、喷锚衬砌及多数情况下采用复合式衬砌。在引水隧洞中，需要及时进行隧洞的支承，通常采用钢筋混凝土的方式进行支承，在支承的模筑混凝土的浇筑过程中，需要使用台车或简易台车，不足的是现有的台车在整个隧洞的断面上进行浇筑，浇筑结束后需要等待混凝土完全成型拆模后，台车才能继续移动至下一段进行作业，同时台车及其支撑系统占用隧洞的净高，使得大型机械或运土车通行困难，影响隧洞的掘进速度。

发明内容

本发明的目的是提供一种可连续作业的隧洞快速支承系统，本发明的目的还包括提供一种上述隧洞快速支承系统的快速支承方法。

本发明通过将组成简易台车的台车分部的横向尺寸设置成小于隧洞宽度尺寸的二分之一，台车分部靠近隧洞轴线的一侧设有连接部，其他台车分部可以通过连接部旋转，以这样的方式使得所述台车分部在两个轨道间转移，从而使得后方的台车分部转移至前方进行支承作业，位于不同轨道间的台车分部可以间隔一定的距离，大型机械或运土车可以从该通道通行，从而实现隧洞的连续快速支承。

为此，本发明的一种引水隧洞施工过程中的隧洞快速支承系统，包括轨道装置和在可在轨道装置上行走的简易台车，所述简易台车上设有用于隧洞支护混凝土浇筑的钢模板，所述轨道装置包括第一轨道和第二轨道，所述第一轨道和第二轨道设在隧洞的两侧，所述简易台车包括台车分部，所述台车分部的横向尺寸小于隧洞宽度尺寸的二分之一，所述台车分部靠近隧洞轴线的一侧设有连接部，所述连接部用于与其他台车分部的连接部连接，所述台车分部可绕连接部相对另一台车分部旋转，以这样的方式使得所述台车分部从第一轨道或第二轨道转移至另一轨道上。

进一步的，所述台车分部包括横向支撑杆和纵向支撑杆，所述横向支撑杆的长度可调节用以调整台车分部的横向尺寸。

进一步的，所述台车分部包括用于在轨道上行走的轮轨系统和无轨轮式系统，所述无轨轮式系统包括带有转向装置的无轨轮和升降装置，所述升降装置用以调整无轨轮的高度。

进一步的，所述轮轨系统设有升降装置用以调节轨道轮的高度。

进一步的，所述台车分部包括可升降底座，所述可升降底座用于支撑台车分部的主体结构。

进一步的，所述第一轨道和第二轨道的上表面与地面平齐。

进一步的，所述连接部包括连接环，所述连接环设在用以相互连接的两个台车分部的边沿上，所述连接部设有通过穿过连接环的中心孔使得两个连接环连接的连接杆，所述连接杆固定在其中一个台车分部上，所述连接杆的长度是可调的使得当所述连接杆穿过相互配合的两个连接环时使两个台车分部连接，当所述连接杆从连接环中退出时，台车分部分离。

本发明包括隧洞快速支承系统的快速支承方法，包括以下步骤：

(1)将所述台车分部通过轨道移动至第一轨道和第二轨道的预定位置，进行支承隧洞壁施工并浇注模筑混凝土；将一或若干台车分部连接成一个施工组，不同轨道的施工组之间预留通行通道；

(2)所述台车分部浇注模筑混凝土后，停留至混凝土成型；

(3)隧洞壁进行支撑和模筑混凝土浇注的同时，继续隧洞的掘进，土石方通过预留的通行通道运出；

(4)掘进一处后，将轨道后方拆模后的或新的目标台车分部通过在第一轨道和第二轨道之间转移，移动至施工组前方的目前区域进行支承和混凝土的浇注。

进一步的，所述步骤(4)包括将目标台车分部通过连接部与相邻的台车分部连接，调节目标台车分部的无轨轮式系统的无轨轮使得目标台车分部的轨道轮与轨道分离，使用转向装置并驱动目标台车分部绕连接部相对相邻的台车分部旋转至另一轨道上方，调节目标台车分部的无轨轮式系统的无轨轮高度使得轨道轮作用于轨道，将所述目标台车分部沿轨道向前移动至与该施工组最前方的台车分部平齐，并与该相邻台车分部连接并完成轨道转移至目标区域。

进一步的，所述相邻台车分部调节可升降底座与地面接触进行支撑，使得当所述步骤(4)目标台车分部与相邻台车分部连接进行轨道转移时支撑台车分部。

本发明的有益效果为：

(1)本发明的简易台车包括台车分部，两个台车分部通过连接部可以组合形成一个完成隧洞全断面的模筑混凝土施工的简易台车。

(2)本发明的台车分部可以在隧洞一侧单独使用进行混凝土的浇筑，后方的台车分部通过连接部在轨道间转移使得后方台车分部越过因混凝土成型期间停留的台车分部至前方进行施工，使得前方区域可以及时进行支承混凝土浇筑，隧洞该侧的混凝土浇筑完成后，再对另一侧进行混凝土浇筑。

(3)本发明的实施例中，台车分部的尺寸可调，用于台车分部通过连接部进行轨道转移时，台车分部通过尺寸调节使得其横向尺寸缩短，使得旋转时台车分部形状和尺寸与隧洞壁配合而顺利完成转移。

附图说明

图1为实现本发明的一种简易台车实施例的示意图；

图2为连接部的一种实施例的示意图；

图3为图2的俯视图；

图4为台车分部通过连接部连接的正视示意图；

图5为台车分部跨轨道移动的俯视示意图；

图6为隧洞两侧分别设立施工组时的俯视示意图。

附图标记说明：1、简易台车；2、台车分部；201、连接端；202、横向支撑杆；203、竖向支撑杆；204、斜向支撑杆；205、无轨轮；206、升降装置；207、轨道轮；208、可升降底座；3、钢模板；4、第一轨道；5、第二轨道；6、连接部；601、连接环；602、连接杆；603、中心孔；7、通行通道；8、掌子面；9、运土车；10、螺栓。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

参照图1到图6所示，本发明的一种引水隧洞施工过程中的隧洞快速支承系统，包括轨道装置和可在轨道装置上行走的简易台车1，简易台车1上设有用于隧洞支护混凝土浇筑的钢模板3，轨道装置包括第一轨道4和第二轨道5，第一轨道4和第二轨道5设在隧洞的两侧，简易台车1包括台车分部2，台车分部2的横向尺寸小于隧洞宽度尺寸的二分之一，台车分部2靠近隧洞轴线的一侧设有连接部6，连接部6用于与其他台车分部2连接，台车分部2可绕连接部6相对另一台车分部旋转，以这样的方式使得台车分部2从第一轨道4或第二轨道5转移至另一轨道上。在本实施例中，钢模板3上设有混凝土喷口，简易台车1上设有混凝土喷枪和输送管道，第一轨道4和第二轨道5各设有两条配套的轨道，台车分部2上设置的钢模板3与隧洞半边的形状匹配，台车分部2靠近隧洞中心一侧为连接端201，连接端201的两侧设有连接部6的组件，连接部6的组件包括连接环601，连接环601设在用以相互连接的两个台车分部2的连接侧两端的边沿上，连接部6设有可穿过连接环601的中心孔603对两个连接环601进行连接的连接杆602，连接杆602固定在其中一个台车分部2上，连接杆602的长度是可调的，使得当连接杆602穿过相互配合的两个连接环601时使两个台车分部2连接，当连接杆602从连接环601中退出时，台车分部2分离，连接杆602可以通过液压装置驱动，在其他一些实施例中，连接部6也可以包括用以旋转连接的轴以及固定两个台车分部2的紧固件及孔，紧固件可以为螺栓10。两个台车分部2以隧洞中心线为轴镜像对称连接可以形成一个对一段隧洞完整进行施工的简易台车1，当两个台车分部2以垂直于隧洞轴线的面镜像对称连接时也可以形成一个简易台车1。

在上述实施例中，参照图1所示，台车分部2包括横向支撑杆202和竖向支撑杆203，横向支撑杆202的长度可调节用以调整台车分部2的横向尺寸，在本实施例中横向支撑杆202为长度可调的支撑杆，如伸缩杆，竖向支撑杆203与横向支撑杆202固定，斜向支撑杆204与横向支撑杆202固定，竖向支撑杆203上可设有调节槽，斜向支撑杆204通过在调节槽中移动并固定改变横向支撑杆202的长度，当台车分部2进行施工作业时，将斜向支撑杆204通过螺栓或其他紧固件与竖向支撑杆203固定。在其他一些实施例中，也可以在横向支撑杆202上安装液压装置或电动装置用以调节横向支撑杆202的长度，通过调节横向支撑杆202的尺寸调节台车分部2的横向尺寸，使得当台车分部2进行跨轨道转移时，台车分部2的钢模板3不会与隧洞壁发生碰撞或接触。

在上述实施例中，参照图1所示，台车分部2包括用于在轨道上行走的轮轨系统和无轨轮式系统，无轨轮式系统包括带有转向装置的无轨轮205和升降装置206，升降装置206用以调整无轨轮205的高度。当台车分部2在轨道上移动时，使用与轨道接触的轨道轮207进行移动，当台车分部2进行跨轨道转移时，轨道轮207需要与轨道分离，此时无轨轮式系统的无轨轮205通过升降装置206下降与地面接触直至轨道轮207与轨道分离，通过控制驱动系统驱动无轨轮205转向移动，完成旋转和跨轨道移动，当台车分部的轨道轮207移动至目标轨道上方时，通过升降装置206收起无轨轮205，而轨道轮207则重新与轨道配合进行移动。

在上述实施例中，通过调节无轨轮205的方式使得轨道轮207与轨道脱离会在一定程度上使得台车分部2的整体高度升高，需要通过调节钢模板3来进行相应调整。参照图1所示，轮轨系统设有升降装置206用以调节轨道轮207的高度，本实施例可以通过调节轨道轮207和无轨轮205的方式来使得台车分部2高度不增加的情况下使轨道轮207与轨道完成脱离。

在上实施例中，参照图1所示，台车分部2包括可升降底座208，可升降底座208用于支撑台车分部2的主体结构。在本实施例中，台车分部2的高宽比与传统简易台车1相比更大，设置底座有利于台车分部2主体结构的稳定；其次，在台车分部2的跨轨道转移过程中，其中相邻的台车分部2通常正在实施作业，而台车分部的跨轨道转移过程与相邻的台车分部进行连接，并以其连接部6为轴进行旋转，相邻的台车分部2会受到一定的作用力，因此当台车分部2进行施工作业时，将底座下降形成支撑，可以保证施工过程和台车分部2跨轨道转移过程中的稳定，避免影响施工质量。

在上述实施例中，参照图1所示，第一轨道4和第二轨道5的上表面与地面平齐，便于台车分部2的跨轨道转移和其他机械的通行。

本发明还包括上述隧洞快速支承系统的快速支承方法，包括以下步骤：

(1)将台车分部2通过轨道移动至第一轨道4和第二轨道5的预定位置，进行支承隧洞壁施工并浇注模筑混凝土；将一或若干台车分部2连接成一个施工组，与同一施工组的其他不同轨道的施工组之间预留通行通道7；

(2)台车分部2浇注模筑混凝土后，停留至混凝土成型；

(3)隧洞壁进行支撑和模筑混凝土浇注的同时，继续隧洞的掘进，土石方通过预留的通行通道7运出；

(4)掘进一处，掌子面8向前推移后，将轨道后方拆模后的或新的目标台车分部2通过在第一轨道4和第二轨道5之间转移，移动至施工组前方的目标区域进行初期支承和混凝土的浇注。

在上述实施例中，参照图5、图6所示，将两台车分部2分别设在第一轨道4和第二轨道5的预定位置进行施工作业时，可以将后方的台车分部2通过跨轨道的移动转移至正在施工的台车分部2的前方进行支撑和混凝土浇筑作业，此时可以将同一侧的若干台车分部2进行连接形成一个大的施工组，该施工组也可以视为一个完整的简易台车1，隧洞两侧的两个施工组或两个简易台车1间留有供运土车9或机械通过的通行通道7，后方混凝土成型后进行拆模的台车分部2可以不断与该简易台车1断开并跨轨道移动至简易台车1的前方并进行连接形成新的简易台车1来实现简易台车1动态的前进，快速完成隧洞的支承和模筑混凝土的浇注，实现掘进一处，支承一处。

在上述实施例中，参照图5、图6所示，步骤(4)包括将目标台车分部2通过连接部6与相邻的台车分部2连接，调节目标台车分部2的无轨轮式系统的无轨轮205使得目标台车分部2的轨道轮207与轨道分离，使用转向装置并驱动目标台车分部2绕连接部6相对相邻的台车分部2旋转至另一轨道上方，调节目标台车分部2的无轨轮式系统的无轨轮205高度使得轨道轮207作用于轨道，将目标台车分部2沿轨道向前移动至与该施工组最前方的台车分部2平齐，并与该相邻台车分部2连接并完成轨道转移至目标区域。移动至目标区域后，参照图6所示，台车分部2可与简易台车1通过紧固件或其他连接方式完成主体的连接，即台车分部2沿隧洞长度方向进行连接。

在上述实施例中，参照图1所示，相邻台车分部2调节可升降底座208与地面接触进行支撑，使得当步骤(4)目标台车分部2与相邻台车分部2连接进行轨道转移时支撑台车分部2。

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上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是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介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种引水隧洞施工过程中的隧洞快速支承系统，包括轨道装置和在可在轨道装置上行走的简易台车，所述简易台车上设有用于隧洞支护混凝土浇筑的钢模板，其特征在于：所述轨道装置包括第一轨道和第二轨道，所述第一轨道和第二轨道设在隧洞的两侧，所述简易台车包括台车分部，所述台车分部的横向尺寸小于隧洞宽度尺寸的二分之一，所述台车分部靠近隧洞轴线的一侧设有连接部，所述连接部用于与其他台车分部的连接部连接，所述台车分部可绕连接部相对另一台车分部旋转，以这样的方式使得所述台车分部从第一轨道或第二轨道转移至另一轨道上。

2.根据权利要求1所述的一种引水隧洞施工过程中的隧洞快速支承系统，其特征在于：所述台车分部包括横向支撑杆和纵向支撑杆，所述横向支撑杆的长度可调节用以调整台车分部的横向尺寸。

3.根据权利要求2所述的一种引水隧洞施工过程中的隧洞快速支承系统，其特征在于：所述台车分部包括用于在轨道上行走的轮轨系统和无轨轮式系统，所述无轨轮式系统包括带有转向装置的无轨轮和升降装置，所述升降装置用以调整无轨轮的高度。

4.根据权利要求3所述的一种引水隧洞施工过程中的隧洞快速支承系统，其特征在于：所述轮轨系统设有升降装置用以调节轨道轮的高度。

5.根据权利要求1到4任意一项所述的一种引水隧洞施工过程中的隧洞快速支承系统，其特征在于：所述台车分部包括可升降底座，所述可升降底座用于支撑台车分部的主体结构。

6.根据权利要求1到4任意一项所述的一种引水隧洞施工过程中的隧洞快速支承系统，其特征在于：所述第一轨道和第二轨道的上表面与地面平齐。

7.根据权利要求4所述的一种引水隧洞施工过程中的隧洞快速支承系统，其特征在于：所述连接部包括连接环，所述连接环设在用以相互连接的两个台车分部的边沿上，所述连接部设有通过穿过连接环的中心孔使得两个连接环连接的连接杆，所述连接杆固定在其中一个台车分部上，所述连接杆的长度是可调的使得当所述连接杆穿过相互配合的两个连接环时使两个台车分部连接，当所述连接杆从连接环中退出时，台车分部分离。

8.一种包括权利要求7所述的隧洞快速支承系统的快速支承方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)将所述台车分部通过轨道移动至第一轨道和第二轨道的预定位置，进行支承隧洞壁施工并浇注模筑混凝土；将一或若干台车分部连接成一个施工组，不同轨道的施工组之间预留通行通道；

(2)所述台车分部浇注模筑混凝土后，停留至混凝土成型；

(3)隧洞壁进行支撑和模筑混凝土浇注的同时，继续隧洞的掘进，土石方通过预留的通行通道运出；

(4)掘进一处后，将轨道后方拆模后的或新的目标台车分部通过在第一轨道和第二轨道之间转移，移动至施工组前方的目前区域进行支承和混凝土的浇注。

9.根据权利要求8所述的一种隧洞快速支承系统的快速支承方法，其特征在于：所述步骤(4)包括将目标台车分部通过连接部与相邻的台车分部连接，调节目标台车分部的无轨轮式系统的无轨轮使得目标台车分部的轨道轮与轨道分离，使用转向装置并驱动目标台车分部绕连接部相对相邻的台车分部旋转至另一轨道上方，调节目标台车分部的无轨轮式系统的无轨轮高度使得轨道轮作用于轨道，将所述目标台车分部沿轨道向前移动至与该施工组最前方的台车分部平齐，并与该相邻台车分部连接并完成轨道转移至目标区域。

10.根据权利要求9所述的一种隧洞快速支承系统的快速支承方法，其特征在于：所述相邻台车分部调节可升降底座与地面接触进行支撑，使得当所述步骤(4)目标台车分部与相邻台车分部连接进行轨道转移时支撑台车分部。

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