CN114876515A - 一种快速浇筑隧道的二衬台车 - Google Patents

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CN114876515A CN202210589640.5A CN202210589640A CN114876515A CN 114876515 A CN114876515 A CN 114876515A CN 202210589640 A CN202210589640 A CN 202210589640A CN 114876515 A CN114876515 A CN 114876515A
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邱志雄
彭文泽
尹道林
徐腾辉
刘敏
张磊
徐光烈
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China Railway 11th Bureau Group Co Ltd
Fourth Engineering Co Ltd of China Railway 11th Bureau Group Co Ltd
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Abstract

本发明公开的属于隧道工程施工技术领域，具体为一种快速浇筑隧道的二衬台车，其包括：台车车架，顶端贴合有初衬支护拱架；无轨行走组件，安装在台车车架的下方；可伸缩钢端模，台车车架一端端头安装由软搭接连接，另一端设置有可伸缩钢端模，且可伸缩钢端模通过铰链与台车车架连接；双泵逐层全仓布料组件，安装在台车车架上，所述双泵逐层全仓布料组件的出料口分布在台车车架的两侧，且两侧的出料口出料速度相同。该一种快速浇筑隧道的二衬台车，能够通过双泵逐层全仓同时布料进行衬砌浇筑，可一次接管直到浇筑完成，不用更换泵管，仅需工人轻松操作阀门即可，且可伸缩钢端模通过铰链连接，拆除安装十分方便。

Description

一种快速浇筑隧道的二衬台车
技术领域
本发明涉及隧道工程施工技术领域，具体为一种快速浇筑隧道的二衬台车。
背景技术
随着囯民经济的日益繁荣，科学进步的日新月异，隧道在我囯各种交通线路中占的比重日益增大。隧道属于地下线性工程建筑，施工难度系数较大，技术标准高，隐蔽性较强，一旦出现质量问题后期维修难度极大，因此隧道施工受到了越来越多的关注。而对隧道结构安全性起决定作用的二次衬砌实体质量也越来越多引起重视。隧道内水文地质条件复杂，若二衬混凝土抗渗性能较差，则会出现渗漏，再加上腐蚀作用不断加强，隧道稳定性逐渐减弱，最终导致隧道坍塌。
隧道属于地下线性工程建筑，施工难度系数较大，技术标准高，隐蔽性较强，一旦出现质量问题后期维修难度极大，因此隧道施工受到了越来越多的关注。而对隧道结构安全性起最终决定作用的二次衬砌实体质量也越来越多的引起重视，二衬台车也成为衬砌混凝土浇筑的一种重要机械设备。
当前主要采取物理和化学的方法防止二衬混凝土渗水，物理方法主要通过铺设防水板或者涂装防水涂料，形成一道隔水层，一旦防水板出现破损，防水层将失效；化学方法则是通过在混凝土材料中添加防水剂、使用改性基材等，依靠的是混凝土自防水性能。目前，二衬混凝土浇筑施工采取逐窗浇筑、逐层振捣、逐板注浆的方式。因浇筑时间较长，拱部混凝土浇筑时，底部混凝土已初凝。受混凝土重力及流动性的影响，后浇筑混凝土会对先浇筑混凝土造成挤压破坏，使得混凝土在硬化过程中产生微裂缝，影响混凝土后期的抗渗性能。如若不从工艺上解决由于浇筑方式导致二衬混凝土内部损伤及裂缝存在的问题，以上防水措施一旦破坏，渗漏水问题依然存在。
以往的二衬台车是由门架、轨道行走系统、模板、液压系统、浇筑系统组成，台车刚度小、爬坡能力弱、模板刚度低，逐窗、逐层人工转换混凝土泵管、振捣时间较长，导致浇筑时间也变长；拱顶多孔垂直浇筑封顶工艺易堵管、浇筑口模板易变形、拱顶易出现空洞。由于传统二衬台车行走逐窗、逐层人工转换混凝土泵管，导致浇筑时间也变长，且需要频繁更换泵管；同时端头模板木模加固不牢靠，易跑模漏浆，在拆除安装止水带时不方便。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种快速浇筑隧道的二衬台车，旨在解决现有的二衬台车行走逐窗、逐层人工转换混凝土泵管，导致浇筑时间也变长，且需要频繁更换泵管；同时端头模板木模加固不牢靠，易跑模漏浆，在拆除安装止水带时不方便的技术问题。
为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：
一种快速浇筑隧道的二衬台车，其包括：
台车车架，顶端贴合有初衬支护拱架；
无轨行走组件，安装在台车车架的下方；
可伸缩钢端模，台车车架一端端头安装由软搭接连接，另一端设置有可伸缩钢端模，且可伸缩钢端模通过铰链与台车车架连接；
双泵逐层全仓布料组件，安装在台车车架上，所述双泵逐层全仓布料组件的出料口分布在台车车架的两侧，且两侧的出料口出料速度相同；
高频平板振动器，安装在台车车架上设置的各个出料口之间；
自动插入式振捣装置，沿纵向布置在台车车架拱顶及拱部两侧；
排气防脱空兼带模注浆装置，设置在台车车架的拱顶部位。
作为本发明所述的一种快速浇筑隧道的二衬台车的优选方案，其中：所述二衬台车浇筑速度的计算公式为：
Figure BDA0003664582110000021
其中：a为每小时浇筑方量，b为台车计算浇筑速度，c为围岩平均厚度，为安全台车按大于V的浇筑速度设计台车结构，并进行验算；
(1)侧模载荷标准值：
新浇注混凝土对模板侧面的压力标准值的计算公式如下：
F＝0.22×rc×t0×β1×β2×V1/2
F＝rc×H
取两者中的较小值，得到最大压力数值d；
有效压力高度h＝F/rc，当达到高度h时侧压力达到最大值，之后不再变化；
其中：F为新浇混凝土对模板的最大侧压力；rc为混凝土的重量密度；t0为新浇混凝土的初凝时间；V为混凝土的浇注速度；H为混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度；β1为外加剂影响修正系数；β2为混凝土坍落度影响修正系数；h为有效压力高度；
倾倒混凝土载荷值：2.0KN/m2；
振捣混凝土时产生的载荷标准值：4.0KN/m2；
恒荷载安全系数取1.2，活荷载安全系数取1.4；
新浇注混凝土对模板侧压力设计值的计算公式为；
P1＝d×1.2+(4+2)×1.4；
(2)顶模载荷
顶部混凝土按最大厚度为e；
顶部混凝土自重压强标准值的计算公式为：Q1＝em×25KN/m3；
顶部混凝土总压力的计算公式为P2＝Q1+d。
(3)将各项数值带入软件Midas Gen中计算，建立模型，获取结果。
作为本发明所述的一种快速浇筑隧道的二衬台车的优选方案，其中：所述无轨行走组件包括行走机构、第一油缸、第二油缸和支座，四个所述第一油缸分别安装在台车的前端两侧和后端两侧，所述第一油缸的输出端安装有支座，所述台车的底部前端和后端分别安装有行走机构和第二油缸，所述第二油缸的输出端连接有行走机构。
作为本发明所述的一种快速浇筑隧道的二衬台车的优选方案，其中：所述可伸缩钢端模的下端两侧均通过铰链活动连接有环向法兰，且可伸缩钢端模与铰链的连接端活动连接，所述环向法兰连接在台车车架上，所述可伸缩钢端模的上端两侧连接有共四个销轴，四个所述销轴两个一组与弯杆活动连接，两个所述弯杆的一端连接有压紧方管，所述压紧方管卡扣连接有U型卡扣与玻璃板组成的卡槽，所述U型卡扣安装在隧道初砌壁上，所述玻璃板安装在可伸缩钢端模的上模一侧，所述玻璃板与初期支护之间设置有背贴式止水带和防水板，所述U型卡扣与压紧方管贴合的一侧安装有木楔，所述可伸缩钢端模的下端与可伸缩钢端模的上端之间安装有中埋式止水带。
作为本发明所述的一种快速浇筑隧道的二衬台车的优选方案，其中：所述双泵逐层全仓布料组件包括地泵、主输送泵管、主料斗、分料斗、溜桶、滑槽和出料口，两个所述地泵分别设置在台车车架的前方和后方，所述地泵通过主输送泵管连接有主料斗，所述主料斗通过主输送泵管的两个分支连接有两个分料斗，所述分料斗通过主输送泵管的两个次分支连接有两个溜桶，所述溜桶的底端通过主输送泵管连接有三个滑槽，且三个滑槽交错等距的连接在主输送泵管的两侧，所述滑槽上安装有分流槽挡板，所述滑槽的末端均连接有出料口。
作为本发明所述的一种快速浇筑隧道的二衬台车的优选方案，其中：所述高频平板振动器单侧同层间串联，并且整体电性连接有控制柜，第一排所述高频平板振动器位于仰拱与二衬纵向施工缝上1.5m处，且相邻高频平板振动器的环向间距为2m。
作为本发明所述的一种快速浇筑隧道的二衬台车的优选方案，其中：所述自动插入式振捣装置位于拱顶部位的设置在台车车架钢模板与拱顶进料口之间及相邻拱顶进料口之间，且位于拱部两侧部位的设置在环向上距拱顶进料口为1.8m位置处，所述自动插入式振捣装置安装时使自动插入式振捣装置的起始位顶部与台车车架钢模板表面平齐。
作为本发明所述的一种快速浇筑隧道的二衬台车的优选方案，其中：所述排气防脱空兼带模注浆装置包括带模注浆管、模板、固定法兰、连接钢管、球阀、注浆连接头、可拆卸法兰、紧固螺栓和压力表，所述带模注浆管通过模板安装在台车车架的拱顶位置，所述带模注浆管通过可拆卸法兰和紧固螺栓连接有模板上安装的固定法兰，所述带模注浆管的底端连接有连接钢管，所述连接钢管的内部下部安装有球阀，所述连接钢管的底端连接有注浆连接头，所述连接钢管的外部下部安装有压力表。
本发明的有益效果如下：无轨液压传动行走，传动功率大、平稳、低速、控制精度高、有液压锁等过载保护能力，改变了传统台车电机驱动在隧道坡度大时电机驱动在低速运行时会产生振动和爬行现象，消除台车下滑失稳的隐患。单人操作实现台车整体平移、偏移、调头等功能。双泵逐层全仓同时布料采进行衬砌浇筑，可一次接管直到浇筑完成，不用更换泵管，仅需工人轻松操作阀门即可，克服了传统跳窗浇筑导致混凝土离析、产生“人”字坡冷缝的弊端，同时，有效提高了二衬混凝土浇筑的实体质量和外观质量，并减少了泵送浇筑换管施工工序，降低了劳动强度，节约了浇筑时间。在台车各层布料口之间设置气动式高频平板振动器，单侧同层间串联在一起，整体采用控制柜控制，可实现二衬混凝土全自动集中振捣。结合插入式振捣，可有效保证混凝土的密实。台车已衬端安装10公分软搭接模板，防止接缝处漏浆、错台、顶裂，使接缝更加平顺美观。二衬台车端头设置合页式钢端模及配备可伸缩式钢板挡头模，既可确保中埋钢板腻子止水带居中，起到防水效果，又能提高端模刚度，不受混凝土挤压破坏跑模，不漏浆。单斜孔冲顶装置，实现单斜孔带压反向浇筑封顶工艺，可改进传统隧道拱顶浇筑工艺的不足，避免形成拱顶“气腔”，确保拱部混凝土密实；
该一种快速浇筑隧道的二衬台车，能够通过双泵逐层全仓同时布料进行衬砌浇筑，可一次接管直到浇筑完成，不用更换泵管，仅需工人轻松操作阀门即可，且可伸缩钢端模通过铰链连接，拆除安装十分方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明的正视图
图2为本发明脱模状态下的正视图；
图3为本发明台车下部的侧视图；
图4为本发明初砌台车天窗的展开图；
图5为本发明排气防脱空兼带模注浆装置的剖视图；
图6为本发明可伸缩钢端模安装在台车端头上的剖视图；
图7为本发明可伸缩钢端模安装在台车端头上的正视图；
图8为本发明台车内双泵逐层全仓布料组件的正视图；
图9为本发明台车内双泵逐层全仓布料组件的侧视图；
图10为本发明台车内双泵逐层全仓布料组件的俯视图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
100 台车车架 200 无轨行走组件
210 行走机构 220 第一油缸
230 第二油缸 240 支座
300 可伸缩钢端模 310 铰链
320 环向法兰 330 销轴
340 弯杆 350 压紧方管
360 U型卡扣 370 玻璃板
380 背贴式止水带 390 防水板
391 木楔 392 中埋式止水带
400 双泵逐层全仓布料组件 410 地泵
420 主输送泵管 430 主料斗
440 分料斗 450 溜桶
460 滑槽 470 出料口
500 高频平板振动器 600 自动插入式振捣装置
700 排气防脱空兼带模注浆装置 710 带模注浆管
720 模板 730 固定法兰
740 连接钢管 750 球阀
760 注浆连接头 770 可拆卸法兰
780 紧固螺栓 790 压力表
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提供一种快速浇筑隧道的二衬台车，能够通过双泵逐层全仓同时布料进行衬砌浇筑，可一次接管直到浇筑完成，不用更换泵管，仅需工人轻松操作阀门即可，且可伸缩钢端模300通过铰链310连接，拆除安装十分方便；
实施例1
请参阅图1-图10：
台车车架100，顶端贴合有初衬支护拱架；
无轨行走组件200，安装在台车车架100的下方；
可伸缩钢端模300，台车车架100一端端头安装由软搭接连接，另一端设置有可伸缩钢端模300，且可伸缩钢端模300通过铰链310与台车车架100连接；
双泵逐层全仓布料组件400，安装在台车车架100上，所述双泵逐层全仓布料组件400的出料口470分布在台车车架100的两侧，且两侧的出料口470出料速度相同；
高频平板振动器500，安装在台车车架100上设置的各个出料口470之间；
自动插入式振捣装置600，沿纵向布置在台车车架100拱顶及拱部两侧；
排气防脱空兼带模注浆装置700，设置在台车车架100的拱顶部位。
在具体的使用时，门架、模板720系统通过安装在两侧纵梁底部的无轨行走系统实现纵向移动，台车前后两端安装顶伸及平移油缸实现台车的横移及台车高度的升降；通过双泵逐层全仓布料组件400，台车顶部两侧主料斗430固定在台车中间位置，通过主输送泵管420连接分料斗440，分料斗440再通过溜桶450、滑槽460逐层进入各层窗口，并通过出料口470喷出，二次衬砌混凝土通过地泵410泵管直接接入主料斗430，通过调节“三通”分流槽挡板，控制混凝土流向分流串筒、经分滑槽460导流至一级工作窗口；关闭分流串筒流向一级分滑槽460方向挡板，导流混凝土至二级工作窗口；调节“三通”分流槽挡板，导流混凝土至三级工作窗口；在台车各层布料口之间设置高频平板振动器500，二衬台车钢模板720的背面两侧布置高频平板振动器500，单侧环向三排，第一排高频平板振动器500位于仰拱与二衬纵向施工缝上1.5m处，单侧同层间串联在一起，整体采用控制柜控制；台车一端端头安装由橡胶板、密封半圆橡胶而成的软搭接跟面板连接，另一端设置可伸缩钢端模300，通过铰链310跟台车车架100的环向法兰320连接。
实施例2
请再次参阅图1-图10：
当需要计算台车的安全性时，为保证60立方米每小时浇筑方量，以12米台车计算浇筑速度高度方向，围岩平均厚度按0.7m计算，则浇筑速度
Figure BDA0003664582110000081
为安全起见本台车按4m/h的浇筑速度设计台车结构，并进行验算。
荷载计算
以衬砌厚度70cm，一版衬砌12m为基础进行计算，一次性浇筑混凝土方量为300.6m3。
(1)侧模荷载
侧模载荷标准值：
新浇注混凝土对模板720侧面的压力标准值：
F＝0.22×rc×t0×β1×β2×V12＝0.22×25×6×1.2×1.15×312＝78.9KN/m2
F＝rc×H＝25×10.8＝270KN/m2
取两者中的较小值，故最大压力为78.8KN/m2
有效压力高度h＝F/rc＝78.8/25＝3.15m，即混泥土浇筑高度达到3.15m时，侧压力达到最大值，之后不再变化。
其中：F——新浇混凝土对模板720的最大侧压力；
rc——混凝土的重量密度；
t0——新浇混凝土的初凝时间；
V——混凝土的浇注速度；
H——混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度；
β1——外加剂影响修正系数；
β2——混凝土坍落度影响修正系数；
h——有效压力高度。
倾倒混凝土载荷值：2.0KN/m2
振捣混凝土时产生的载荷标准值：4.0KN/m2
恒荷载安全系数取1.2，活荷载安全系数取1.4
新浇注混凝土对模板720侧压力设计值：
P1＝78.8×1.2+(4+2)×1.4＝102.96KN/m2＝0.103MPa
(2)顶模载荷
顶部混凝土按最大厚度为1m。
顶部混凝土自重压强标准值：Q1＝1m*25KN/m3＝25KN/m2
顶部混凝土总压力P2＝78.9+25＝103.9KN/m2＝0.104MPa
本次计算采用商业有限元软件Midas Gen计算，建立模型如下所示。
智能二衬台车模型
按0.104MPa混凝土压力值进行验算，验算结果如下：
台车面板最大组合应力为45MPa<215MPa，满足使用要求。
台车面板最大组合位移为7.63mm<24mm，满足使用要求。
台车支架最大组合应力为209.6MPa<215MPa，满足使用要求。
台车支架最大剪应力为89.9MPa<125MPa，满足使用要求。
台车支架最大组合位移为7.63mm<24mm，满足使用要求。
台车面板最大组合应力为10.1MPa<215MPa，满足使用要求。
台车面板最大组合位移为3mm。
台车支架最大组合应力为56MPa<215MPa，满足使用要求。
台车支架最大剪应力为19MPa<125MPa，满足使用要求。
台车支架最大组合位移为3mm。
由以上验算结果可知，本台车可保证60立方米每小时浇筑方量的情况下，结构安全可靠。
实施例三
请再次参阅图1-图10：
所述无轨行走组件200包括行走机构210、第一油缸220、第二油缸230和支座240，四个所述第一油缸220分别通过螺栓连接在台车的前端两侧和后端两侧，所述第一油缸220的输出端通过螺栓连接有支座240，所述台车的底部前端和后端分别通过螺栓连接有行走机构210和第二油缸230，所述第二油缸230的输出端连接有行走机构210；
无轨行走单次步进距离1.5米，行走系统配备遥控器，可单人操作实现台车整体平移、偏移、调头等功能，具体工作步骤如下：
S1、伸出第一油缸220，带动支座240顶起台车车架100，使行走机构210远离地面，收缩第二油缸230到最小行程；
S2、收缩第一油缸220，带动支座240离开地面，同时行走机构210落在地面上；
S3、伸出第二油缸230，让台车在行走机构210上滑动一个第二油缸230的行程；
S4、伸出第一油缸220，使行走机构210远离地面，然后收缩第二油缸230到最小行程，完成循环。
实施例4
请再次参阅图1-图10：
所述可伸缩钢端模300的下端两侧均通过铰链310旋转连接有环向法兰320，且可伸缩钢端模300与铰链310的连接端旋转连接，所述环向法兰320连接在台车车架100上，所述可伸缩钢端模300的上端两侧连接有共四个销轴330，四个所述销轴330两个一组与弯杆340滑动连接，两个所述弯杆340的一端连接有压紧方管350，所述压紧方管350卡扣连接有U型卡扣360与玻璃板370组成的卡槽，所述U型卡扣360嵌入连接在隧道初砌壁上，所述玻璃板370粘合连接在可伸缩钢端模300的上模一侧，所述玻璃板370与初期支护之间设置有背贴式止水带380和防水板390，所述U型卡扣360与压紧方管350贴合的一侧粘合连接有木楔391，所述可伸缩钢端模300的下端与可伸缩钢端模300的上端之间嵌入连接有中埋式止水带392。
实施例5
请再次参阅图1-图10：
所述双泵逐层全仓布料组件400包括地泵410、主输送泵管420、主料斗430、分料斗440、溜桶450、滑槽460和出料口470，两个所述地泵410分别设置在台车车架100的前方和后方，所述地泵410通过主输送泵管420连接有主料斗430，所述主料斗430通过主输送泵管420的两个分支连接有两个分料斗440，所述分料斗440通过主输送泵管420的两个次分支连接有两个溜桶450，所述溜桶450的底端通过主输送泵管420连接有三个滑槽460，且三个滑槽460交错等距的连接在主输送泵管420的两侧，所述滑槽460上嵌入连接有分流槽挡板，所述滑槽460的末端均连接有出料口470；
由下至上分层连续浇筑，双灌注孔冲顶，实现各部位均匀入料；单台地泵410排量不小于40m3/h，可满足5h浇筑1板衬砌300.6m3需求；
二次衬砌混凝土通过地泵410泵管直接接入主料斗430，通过调节“三通”分流板挡板，控制混凝土流向分流串筒、经分滑槽460导流至一级工作窗口；关闭分流串筒流向一级分滑槽460方向挡板，导流混凝土至二级工作窗口；调节“三通”分流槽挡板，导流混凝土至三级工作窗口；更换泵管，进行冲顶施工；振捣、封窗；逐级、及时清洗各级滑槽460。
实施例6
请再次参阅图1-图10：
所述高频平板振动器500单侧同层间串联，并且整体电性连接有控制柜，第一排所述高频平板振动器500位于仰拱与二衬纵向施工缝上1.5m处，且相邻高频平板振动器500的环向间距为2m；
启动电控箱，在隧道二衬浇筑混凝土前，打开气体压缩机电源进行压缩空气，当气压达到8kg/cm2时，电控箱自动切断气体压缩机电源，停止压缩空气。进入电控箱操作台的气动振捣系统操作界面，在混凝土浇筑至高频气动振捣器位置前，启动进行气动振捣。待气动振捣结束后，进入电控箱操作台的插入振捣系统操作界面设置好插入深度，当混凝土浇筑上起拱线时，启动进行插入式振捣。
实施例7
请再次参阅图1-图10：
所述自动插入式振捣装置600位于拱顶部位的设置在台车车架100钢模板720与拱顶进料口之间及相邻拱顶进料口之间，且位于拱部两侧部位的设置在环向上距拱顶进料口为1.8m位置处，所述自动插入式振捣装置600安装时使自动插入式振捣装置600的起始位顶部与台车车架100钢模板720表面平齐；
插入式振捣操作预先设置好振捣时间及插入深度，当二衬混凝土浇筑到拱部高频振捣棒位置时，在操作台的插入振捣系统中点击拱部插入振捣棒顶升按钮，气体压缩机的气动阀打开，气体压缩机气缸中的气体通过气管直接给顶升气缸柱推力，推动滑道钢板在顶升滑槽460中上升，将高频振捣棒顶升至二衬混凝土中，当高频振捣棒插入混凝土深度达到设置插入深度时，高频振捣棒自动停止顶升。接通至高频振捣棒，高频振捣棒进行振动，当振捣时间达到设定时间继电开关断开，高频振捣棒电源直接断开，振捣停止，然后控制操作插入式高频振捣棒顶部下降至与二衬台车钢模板720表面平齐；
实施例7
请再次参阅图1-图10：
在台车拱顶部位设置6个带模注浆管710，可实现排气、溢浆防脱空、带模注浆等功能，拱部混凝土冲顶时，密闭空间内空气可从排气孔排出；在带模注浆孔插入带十字丝RPC管顶着拱顶初支，通过溢浆可判定混凝土是否灌注饱满；在混凝土终凝后利用该孔带模注浆，不仅能起到空洞充填作用，且能起到弥补或修复二衬混凝土的缺陷的作用，能有效防止拱顶出现脱空现象，提高衬砌混凝土整体质量。
台车定位装端模浇筑砼前，将综合管从二衬台车拱顶的综合管预留口插入，并确保排气溢浆注浆齿顶贴在防水板390层上。溢浆孔一是用于防止二衬浇筑空间密封受压，气泡无法顺利排出，造成的混凝土蜂窝麻面；二是溢浆孔顶部顶住防水板390，防止拱顶防水板390塌落；三是验证二衬厚度是否达标，若5个溢浆孔均流出浆液，说明混凝土已经浇筑饱满；四是若发现拱顶有空洞或不密实时，可从溢浆孔进行补注浆，无需另外打孔。
纵向注浆管设于拱顶模筑衬砌外緣，防水板390内侧，纵向注浆管孔径Φ20mm～Φ30mm，采用胶质软管或PVC管，管身布设梅花型溢浆孔，孔径2mm～3mm，纵向间距≤30cm，在防水板390铺设完成后，采用胶粘于防水板390内侧，结合施工缝布置，注浆管8～10m一段，两端分别与预设的Φ20镀锌钢管注浆口连接，镀锌钢管注浆口应突出衬砌内缘3～5m，以便于连接。
回填注浆应采用微膨胀性的水泥浆液，有特殊要求的地段可采用强度高、流动性好的自流平水泥浆。自流平水泥浆基砂浆3min后的流动度为不小于260mm，30min后的流动度为不小于240mm。
注浆顺序沿线路上坡方向进行，注浆过程中要时刻观察注浆压力和流量的变化。
注浆前，先对注浆设备注水，进行润管，之后通过试注浆，确定相应的注浆参数。
灌浆结束标准。达到下列标准之一者可视为该孔灌浆结束：在设计灌浆压力下，注入量不大于5L/min，延续灌注15min后；漏浆严重，采取间歇性、低压、浓浆灌浆，经反复多次(3次以上)仍不能恢复注浆的，宜采取加入速凝剂的特殊方法结束灌浆；注浆时，附近待注孔的拱顶孔渗浆，经反复停、注，仍然漏浆的。
灌浆孔和检查孔施工检查结束后，将注浆管外露部分由手持切割机割除，使用M10水泥砂浆将管孔封填密实，并修整平顺，结束脱空处理工作。
如若规定压力下不进浆，采用0.5～1.0MPa压力冲压，调整浆液配比，l：2稀释，压灌5～10min，使局部堵塞部分冲压畅通，以达到浆液灌注到孔周围，并充实脱空处。用正常灌浆压力与配比灌到不吸浆为止，然后持续灌注5min即可停灌封孔。
灌浆过程中如果吸浆量较大，则采用更浓的水灰比与间歇灌浆方式综合进行，间歇灌浆一般停灌待凝2—3h后再灌。
灌注前面孔时，注意观察后面孔，如有冒浆现象，用木塞临时封堵，待灌至规定压力，持续灌注5min后即可封孔并移孔灌注下一孔。灌浆过程中发生串浆。如果串浆孔具备条件可采用同时进行灌注，一泵一孔。否则必须将串浆孔堵塞，待灌浆孔灌浆结束后，对串浆孔再进行通孔、冲洗，而后继续灌浆。
灌浆工作因故中断时按下述原则进行处理：及早恢复灌浆，否则立即冲洗孔，而后恢复灌浆，若无法冲洗或冲洗无效，则用凿子将该孔弄通，而后恢复灌浆；恢复灌浆时，采用开灌配比水泥浆进行灌注，如果注人率与中断前相近，改用中断前水灰比级的水泥浆继续灌注；恢复灌浆后，如果注人率与中断前相比减少很多，且在较短时间停止吸浆，则必须采取补救措施；吸浆量大、灌浆难以结束地段，采用低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆或掺加速凝剂、回填等方法处理。
拱顶经地质雷达或敲击检测合格后，注浆管外露部位使用角磨机切割打磨平整。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种快速浇筑隧道的二衬台车，包括：
台车车架(100)，顶端贴合有初衬支护拱架；
无轨行走组件(200)，安装在台车车架(100)的下方；
可伸缩钢端模(300)，台车车架(100)一端端头安装由软搭接连接，另一端设置有可伸缩钢端模(300)，且可伸缩钢端模(300)通过铰链(310)与台车车架(100)连接；
双泵逐层全仓布料组件(400)，安装在台车车架(100)上，所述双泵逐层全仓布料组件(400)的出料口(470)分布在台车车架(100)的两侧，且两侧的出料口(470)出料速度相同；
高频平板振动器(500)，安装在台车车架(100)上设置的各个出料口(470)之间；
自动插入式振捣装置(600)，沿纵向布置在台车车架(100)拱顶及拱部两侧；
排气防脱空兼带模注浆装置(700)，设置在台车车架(100)的拱顶部位。
2.根据权利要求1所述的一种快速浇筑隧道的二衬台车，其特征在于：所述二衬台车浇筑速度的计算公式为：
Figure FDA0003664582100000011
其中：a为每小时浇筑方量，b为台车计算浇筑速度，c为围岩平均厚度，为安全台车按大于V的浇筑速度设计台车结构，并进行验算；
(1)侧模载荷标准值：
新浇注混凝土对模板(720)侧面的压力标准值的计算公式如下：
F＝0.22×rc×t0×β1×β2×V1/2
F＝rc×H
取两者中的较小值，得到最大压力数值d；
有效压力高度h＝F/rc，当达到高度h时侧压力达到最大值，之后不再变化；
其中：F为新浇混凝土对模板(720)的最大侧压力；rc为混凝土的重量密度；t0为新浇混凝土的初凝时间；V为混凝土的浇注速度；H为混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度；β1为外加剂影响修正系数；β2为混凝土坍落度影响修正系数；h为有效压力高度；
倾倒混凝土载荷值：2.0KN/m2；
振捣混凝土时产生的载荷标准值：4.0KN/m2；
恒荷载安全系数取1.2，活荷载安全系数取1.4；
新浇注混凝土对模板(720)侧压力设计值的计算公式为；
P1＝d×1.2+(4+2)×1.4；
(2)顶模载荷
顶部混凝土按最大厚度为e；
顶部混凝土自重压强标准值的计算公式为：Q1＝em×25KN/m3；
顶部混凝土总压力的计算公式为P2＝Q1+d。
(3)将各项数值带入软件Midas Gen中计算，建立模型，获取结果。
3.根据权利要求1所述的一种快速浇筑隧道的二衬台车，其特征在于：所述无轨行走组件(200)包括行走机构(210)、第一油缸(220)、第二油缸(230)和支座(240)，四个所述第一油缸(220)分别安装在台车的前端两侧和后端两侧，所述第一油缸(220)的输出端安装有支座(240)，所述台车的底部前端和后端分别安装有行走机构(210)和第二油缸(230)，所述第二油缸(230)的输出端连接有行走机构(210)。
4.根据权利要求3所述的一种快速浇筑隧道的二衬台车，其特征在于：所述可伸缩钢端模(300)的下端两侧均通过铰链(310)活动连接有环向法兰(320)，且可伸缩钢端模(300)与铰链(310)的连接端活动连接，所述环向法兰(320)连接在台车车架(100)上，所述可伸缩钢端模(300)的上端两侧连接有共四个销轴(330)，四个所述销轴(330)两个一组与弯杆(340)活动连接，两个所述弯杆(340)的一端连接有压紧方管(350)，所述压紧方管(350)卡扣连接有U型卡扣(360)与玻璃板(370)组成的卡槽，所述U型卡扣(360)安装在隧道初砌壁上，所述玻璃板(370)安装在可伸缩钢端模(300)的上模一侧，所述玻璃板(370)与初期支护之间设置有背贴式止水带(380)和防水板(390)，所述U型卡扣(360)与压紧方管(350)贴合的一侧安装有木楔(391)，所述可伸缩钢端模(300)的下端与可伸缩钢端模(300)的上端之间安装有中埋式止水带(392)。
5.根据权利要求1所述的一种快速浇筑隧道的二衬台车，其特征在于：所述双泵逐层全仓布料组件(400)包括地泵(410)、主输送泵管(420)、主料斗(430)、分料斗(440)、溜桶(450)、滑槽(460)和出料口(470)，两个所述地泵(410)分别设置在台车车架(100)的前方和后方，所述地泵(410)通过主输送泵管(420)连接有主料斗(430)，所述主料斗(430)通过主输送泵管(420)的两个分支连接有两个分料斗(440)，所述分料斗(440)通过主输送泵管(420)的两个次分支连接有两个溜桶(450)，所述溜桶(450)的底端通过主输送泵管(420)连接有三个滑槽(460)，且三个滑槽(460)交错等距的连接在主输送泵管(420)的两侧，所述滑槽(460)上安装有分流槽挡板，所述滑槽(460)的末端均连接有出料口(470)。
6.根据权利要求1所述的一种快速浇筑隧道的二衬台车，其特征在于：所述高频平板振动器(500)单侧同层间串联，并且整体电性连接有控制柜，第一排所述高频平板振动器(500)位于仰拱与二衬纵向施工缝上1.5m处，且相邻高频平板振动器(500)的环向间距为2m。
7.根据权利要求1所述的一种快速浇筑隧道的二衬台车，其特征在于：所述自动插入式振捣装置(600)位于拱顶部位的设置在台车车架(100)钢模板(720)与拱顶进料口之间及相邻拱顶进料口之间，且位于拱部两侧部位的设置在环向上距拱顶进料口为1.8m位置处，所述自动插入式振捣装置(600)安装时使自动插入式振捣装置(600)的起始位顶部与台车车架(100)钢模板(720)表面平齐。
8.根据权利要求1所述的一种快速浇筑隧道的二衬台车，其特征在于：所述排气防脱空兼带模注浆装置(700)包括带模注浆管(710)、模板(720)、固定法兰(730)、连接钢管(740)、球阀(750)、注浆连接头(760)、可拆卸法兰(770)、紧固螺栓(780)和压力表(790)，所述带模注浆管(710)通过模板(720)安装在台车车架(100)的拱顶位置，所述带模注浆管(710)通过可拆卸法兰(770)和紧固螺栓(780)连接有模板(720)上安装的固定法兰(730)，所述带模注浆管(710)的底端连接有连接钢管(740)，所述连接钢管(740)的内部下部安装有球阀(750)，所述连接钢管(740)的底端连接有注浆连接头(760)，所述连接钢管(740)的外部下部安装有压力表(790)。
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