CN115467688A - 拖移伸缩式隧道衬砌模板车及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于一种拖移伸缩式隧道衬砌模板车及其施工方法,包括移动拖挂车，移动拖挂车上设有伸缩支柱机构、伸缩框架总成、液压伸缩支撑总成和辅助系统，伸缩支柱机构位于移动拖挂车的纵向中部上，液压伸缩支撑总成位于伸缩框架总成与伸缩支柱机构之间,辅助系统位于移动拖挂车上，所述的伸缩框架总成外侧面上设有可调节模板总成；方法包括衬砌模板车的侧边下框架和侧边上框架及顶框架和顶边框架的展开调整、顶模板及侧模板和调节模板的安装、转场操作等；本发明使变截面操作均采用人工操作机械完成，能方便完成对称高度、角度或非对称高度、角度的变截面操作，减少了人力和使用成本，提高了作业效率。

Description

拖移伸缩式隧道衬砌模板车及其施工方法

技术领域

本发明属于一种拖移伸缩式隧道衬砌模板车及其施工方法。

背景技术

衬砌（简称二衬）在初期支护内侧施作的模筑混凝土或钢筋混凝土衬砌的施工作业，一般采用整体衬砌台车或满堂支架，但现有技术均存在缺陷，如采用满堂支架法，施工工序包括每次浇筑段需反复搭建立型钢拱架、拼装钢模板、搭设脚手架、浇筑、拆卸等，该施工方法每次浇筑段搭建循环时间长、费工费力、加固困难、混凝土外观质量无法保证，同时在加固过程中需采用大量的脚手架钢管和扣件，耗费人工，增加了成本；若采用衬砌台车也需在每处施工地现组装搭建立型钢拱架及铺设轨道，而后拆卸分体转场，整体衬砌台车也只适用于围岩较好、线路较长、单一尺寸断面、小半径隧道的施工现场，而对于多变断面尺寸及轮廓变化的隧道，需根据隧道断面尺寸的变化采购多组台车，不但增加了投入的成本，而且各断面交叉作业，材料、设备运输不便；如在落窑科隧道长1167m，断面形式达20种，且各断面形式尺寸不一致的恶劣施工环境下，采用传统的模板台车，需要数量多，成本投入较大，无法满足项目经济效益目标。

因此，当前迫切需解决大断面、变断面尺寸及轮廓多、模板适应调节性差、大角度转弯线路矿山法隧道二衬作业适应性单一、作业效率低等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种拖移伸缩式隧道衬砌模板车及其施工方法，能够适用于大断面、变断面尺寸及轮廓多、大角度转弯线路的隧道二衬施工，具有操作灵活方便、适用性强，省工省力，成本低，变截面快、节约工期和使用效果好的优点。

为此，本发明的一种拖移伸缩变截面式隧道衬砌模板车, 包括移动拖挂车，所述的移动拖挂车上设有伸缩支柱机构、伸缩框架总成、液压伸缩支撑总成和辅助系统，伸缩支柱机构位于移动拖挂车的纵向中部上，液压伸缩支撑总成位于伸缩框架总成与伸缩支柱机构之间, 辅助系统位于移动拖挂车上，所述的伸缩框架总成外侧面上设有可调节模板总成。

优选的，所述的伸缩支柱机构由位于移动拖挂车的车厢板纵向中部上呈间隔距离设置的若干根底支柱和能沿底支柱内上下移动的伸缩支柱所组成，底支柱和伸缩支柱为矩形钢筒，各底支柱的下端呈间隔距离固定在移动拖挂车的车厢板纵向中部上，伸缩支柱滑配在底支柱内，各底支柱内下端的车厢板上分别固定有第五伸缩液压缸，第五伸缩液压缸的伸缩杆与伸缩支柱的下端中部固定，各伸缩支柱的上端呈间隔距离分别与一个顶框架的下端面对应中部固定为一体，各底支柱的两侧边的上、中部设有与各伸缩液压缸后端轴接的若干个对接座。

优选的，所述的伸缩框架总成，用于展开时外端面顶持固定顶模板、侧模板和调节模板及内端通过液压伸缩支撑总成与伸缩支柱机构衔接；

伸缩框架总成由顶框架、顶边框架、侧下框架和侧上框架所构成，顶框架和顶边框架的横截面呈弧形，侧下框架和侧上框架呈平面矩形，各框架由呈间隔距离分布的若干根横钢梁和与各横钢梁呈垂直交叉固定的若干根竖钢梁所形成，顶框架的两侧边通过铰链分别与顶边框架的对应侧边铰接，各侧下框架和侧上框架分别位于车体左右两侧，侧下框架的上端边与侧上框架下端边通过铰链铰接，侧下框架的下端边上呈间隔距离设有若干个调整液压缸，调整液压缸的伸缩杆前端设有万向轮且通过万向轮顶持在地面上，各框架的侧边设有与模板固定的固定孔，侧下框架的内侧面上下部、侧上框架和顶边框架的内侧面中部对应各底支柱侧面上的对接座设有连接耳。

优选的，所述的顶框架、顶边框架，侧边下框架、侧边上框架的长度相同且长度与车厢板长度适配。

优选的，所述的液压伸缩支撑总成，用于展开伸缩框架总成于隧道内作业面和收缩伸缩框架总成于移动拖挂车上，液压伸缩支撑总成由第一伸缩液压缸至第五伸缩液压缸和升降液压缸所组成；

两第一伸缩液压缸的前部两侧边分别通过轴杆轴设在对应车厢板两侧边的轴座上，各第一伸缩液压缸的后部下端的车体上分别固定有升降液压缸，升降液压缸的伸缩杆分别与第一伸缩液压缸的后端轴接，第一伸缩液压缸的伸缩杆前端轴接在对应侧的侧下框架后端面对应下部的连接耳上；

两第二伸缩液压缸、第三伸缩液压缸后端分别轴设在底支柱的两侧边中部对应的对接座上，各第二伸缩液压缸、第三伸缩液压缸的伸缩杆前端分别轴设在侧下框架和侧上框架后端面对应部的两连接耳上；

两第四伸缩液压缸后端分别轴设在底支柱的两侧边上端部对应的对接座上，各第四伸缩液压缸的伸缩杆前端分别轴设在顶边框架下端面对应部的两连接耳上。

优选的，所述的可调节模板总成，用于在涛筑前固定在展开定位的伸缩框架总成的外端面上形成隧道涛筑模板，可调节模板总成由顶模板、侧模板和调节模板所构成；

所述的顶模板是在一矩形可弯曲呈弧形的薄钢板后侧面左右两侧上分别设有端头架板，两端头架板之间的薄钢板端面上呈间隔距离设置的若干个肋板，各肋板两端边的薄钢板端面边中部上设有固定耳板，各端头架板、肋板和固定耳板上分别设有与顶框架和顶边框架连接用的通孔；

所述的侧模板和调节模板由框架板、加强板、横支板和钢板所组成，框架板是由角钢焊成支撑在钢板一侧面周边及中部的呈日字形、或田字形的框架，框架焊固在钢板一侧面上,框架板上设有与侧边下框架、侧边上框架连接用的通孔,若干个呈竖向分布的加强板呈间隔距离设置在框架板内且两端与对应部的框架板及钢板一侧面焊成一体，若干个呈横向分布的横支板呈间隔距离设置在框架板内且两端与对应部的框架板、加强板及钢板一侧面焊成一体。

优选的，所述的辅助系统包括位于移动拖挂车的车体两侧呈间隔距离分布的液压支脚、位于车体上的操作台、动力系统、供液压系统、运行机构和拖挂系统。

一种用拖移伸缩变截面式隧道衬砌模板车进行施工的方法，包括如下步骤：

(1) 制备拖移伸缩变截面式隧道衬砌模板车，移动拖挂车的长度大于隧道衬砌一个浇筑段长度，移动拖挂车包括车体、车轮、车体上端的车厢板、位于移动拖挂车的车体两侧呈间隔距离分布的液压支脚、位于车体上的操作台、动力系统、供液压系统、运行机构和拖挂系统；

所述的移动拖挂车上设有伸缩支柱机构、伸缩框架总成、液压伸缩支撑总成和辅助系统，伸缩支柱机构位于移动拖挂车的纵向中部上，液压伸缩支撑总成位于伸缩框架总成与伸缩支柱机构之间，形成拖移伸缩变截面式隧道衬砌模板车，测试和运行伸缩支柱机构、伸缩框架总成、液压伸缩支撑总成和辅助系统的各功能正常，使伸缩支柱机构、伸缩框架总成、液压伸缩支撑总成处于收缩状态；

(2) 制备可调节模板总成，所述的可调节模板总成由若干个顶模板、侧模板和调节模板所构成；

(3)用拖车将拖移伸缩变截面式隧道衬砌模板车拖至隧道衬砌施工段中心部地面位置处，先启动辅助系统，使动力系统和供液压系统运行，通过车体上的操作台使位于车体两侧的各液压支脚向外展开且顶持地面，扩大车体分力面积；

(4)衬砌模板车的侧边下框架和侧边上框架及顶框架和顶边框架的展开调整，包括下述依次步骤：

(a)展开伸缩支柱机构和顶框架和顶边框架：启动各第四、五伸缩液压缸，各第五伸缩液压缸的伸缩杆顶持伸缩支柱下端中部带动顶框架和顶边框架沿各底支柱内向隧道上部内靠近，同时第四伸缩液压缸的伸缩杆亦同步顶持顶边框架同步向隧道上部内靠近，靠近设定高度时，锁闭第四、五伸缩液压缸；

(b)展开伸缩框架总成的侧边下框架和侧边上框架：启动各第一至三伸缩液压缸和升降液压缸，升降液压缸的伸缩杆顶持第一伸缩液压缸的后端使第一伸缩液压缸的后端向上升高，进尔使第一伸缩液压缸前端绕轴座上轴杆转动调整其与车厢体平面的夹角度，同时侧边下框架下端通过各调整液压缸伸缩杆上的万向轮顶持在地面上，各第一至三伸缩液压缸的伸缩杆带动的对应侧的侧边下框架、侧边上框架同步向车体两侧展开至距隧道两侧壁设定位置；

(c)调整侧边下框架和侧边上框架及顶框架和顶边框架：包括根据隧道两侧壁衬砌厚度和高度启动升降液压缸、第一伸缩液压缸及各调整液压缸伸缩杆上的万向轮顶持在地面上的高度，达到设定高度后，锁闭升降液压缸和调整液压缸；启动第一至三伸缩液压缸调整侧边下框架和侧边上框架距隧道两侧壁衬砌及侧模板设计厚度时，锁闭第一至三伸缩液压缸固定侧边下框架和侧边上框架；

启动各第四或第五伸缩液压缸，各第五伸缩液压缸的伸缩杆顶持伸缩支柱下端中部使伸缩支柱沿底支柱内向上伸出带动顶框架亦同步运行，及各第四伸缩液压缸的伸缩杆同步顶持顶边框架向隧道上部内靠近，达到设定高度时，锁闭第四、五伸缩液压缸固定顶框架和顶边框架，此时各顶边框架的外侧边顶持在顶边框架上端边上；

可用若干根机械螺旋杆或支杆对顶框架和顶边框架及侧边下框架和侧边上框架的后端与地面之间进行加固支撑，防止各框架变形；

(d)定位后的顶框架和顶边框架外侧面十顶模板厚度十隧道初砌顶层厚度等于设计的隧道初砌顶层厚度和高度；

定位后的侧边下框架和侧边上框架外侧面十侧模板厚度十隧道初砌侧壁层厚度等于设计的隧道初砌侧壁层厚度和高度；

(4)顶模板、侧模板和调节模板的安装：采用U形卡、螺栓连接顶模板和顶边模板于顶框架和顶边框架的外侧面，采用U形卡、螺栓连接侧模板和调节模板于侧边下框架和侧边上框架外侧面；在顶模板和顶边模板及侧模板和调节模板外端面钢板上涂脱模剂；

(5) 浇筑隧道衬砌混凝土；

(6)脱模：拆除机械螺旋杆或支杆，依次收缩第三伸缩液压缸、第一和第二伸缩液压缸的伸缩杆依次带动侧边上框架、侧边下框架及其上固定的侧模板和调节模板向内收进50～100cm，完成侧模板和调节模板的脱模，再依次收缩第四、第五伸缩液压缸的伸缩杆依次带动顶边框架、顶框架及其上固定的顶模板向内收进50～100cm，完成顶模板的脱模；

(7)衬砌模板车的移动：通过外牵引力牵引衬砌模板车至下一处衬砌施工段，牵引前外牵引力应借助牵引钩牵引车体、借助牵引杆牵引侧边下框架前端及侧边下框架与车厢板侧面之间的斜向牵引力、配合侧边下框架下部调整液压缸伸缩杆上的万向轮同步缓慢带动衬砌模板车及各框架和各模板移至下一处衬砌施工段；

(8)反向运行进行第(6)步骤，重新使各框架和各模板复位，在顶模板和顶边模板及侧模板和调节模板外端面钢板上涂脱模剂，用若干根机械螺旋杆或支杆对顶框架和顶边框架及侧边下框架和侧边上框架的后端与地面之间进行加固支撑，防止各框架变形，达到重新浇筑隧道衬砌混凝土的状态时，至此完成一个工作循环；

(9)转场操作：隧道衬砌混凝土浇筑完工后，进行衬砌模板车的转场，衬砌模板车由展开至收缩状态，依次经脱模步骤、拆卸顶模板及侧模板和调节模板、收缩第三、第一和第二伸缩液压缸的伸缩杆带动侧边上框架、侧边下框架向内收进至车厢板两侧边、启动收进升降液压缸的伸缩杆使第一伸缩液压缸前端向上抬起,使侧边上框架和侧边下框架及各调整液压缸伸缩杆上的万向轮脱离地面，收缩各调整液压缸及第一伸缩液压缸的伸缩杆使侧边上下框架位于车厢板侧边上、收缩各第四或第五伸缩液压缸的伸缩杆带动伸缩支柱缩进底支柱内及顶框架和顶边框架亦同步运行靠近车厢板上部、关闭各伸缩液压缸；

通过外牵引力牵引衬砌模板车至下一处隧道衬砌施工地。

优选的，所述的调整侧边下框架和侧边上框架及顶框架和顶边框架，包括通过两侧侧边下框架下端的调整液压缸伸缩杆上的万向轮顶持在地面上的高度及各升降液压缸、第一伸缩液压缸调整各侧边下框架和侧边上框架的对称高度或非对称高度,且通过调节模板配合侧模板完成在侧边下框架和侧边上框架的非对称高度安装；

通过第五伸缩液压缸的伸缩杆顶持伸缩支柱下端中部使伸缩支柱沿底支柱内向上伸出高度调整顶框架及各第四伸缩液压缸的伸缩杆顶持对应侧顶边框架的角度，完成对顶框架和顶边框架对称高度及弧度或非对称高度及弧度的调整。

上述结构和方法达到了本发明的目的。

本发明能够适用于大断面、变断面尺寸及轮廓多、大角度转弯线路的隧道二衬施工，具有操作灵活方便、适用性强，省工省力，成本低，变截面快、节约工期和使用效果好的优点。

本发明与已有技术相比具有以下优点和积极效果：

（1）采取在移动拖挂车上设有伸缩支柱机构、伸缩框架总成、液压伸缩支撑总成和辅助系统，伸缩支柱机构位于移动拖挂车的纵向中部上，液压伸缩支撑总成位于伸缩框架总成与伸缩支柱机构之间, 辅助系统位于移动拖挂车上的设计结构，解决了传统衬砌台车需在每处施工地现组装搭建立型钢拱架及铺设轨道和拆卸分体转场的不足，节省大量人力物力的支出，具有转场和组装搭建快速、方便、机械化程度高的优点。

（2）采取伸缩框架总成外侧面上设有可调节模板总成的设计结构，即方便转场运输，又能适应在大断面、变断面尺寸及轮廓多、大角度转弯线路的隧道二衬施工的多变状态下快速完成模板支撑，且保证模板有良好的安装质量。

（3）采取液压伸缩支撑总成位于伸缩框架总成与伸缩支柱机构之间的设计结构，使变截面操作均能采用人工操作机械完成，能方便完成对称高度、角度或非对称高度、角度的变截面操作。

（4）通过两侧侧边下框架下端设置调整液压缸且在调整液压缸伸缩杆上设顶持在地面上的万向轮，和侧边下框架外侧设顶持地面的侧模板或调节模板即方便于承重，且又利于通过调节模板配合侧模板完成在侧边下框架和侧边上框架的对称或非对称高度安装。通过第五伸缩液压缸的伸缩杆顶持伸缩支柱下端中部使伸缩支柱沿底支柱内向上伸出高度调整顶框架及各第四伸缩液压缸的伸缩杆顶持对应侧顶边框架的角度，完成对顶框架和顶边框架对称高度及弧度对称或非对称高度及弧度的调整，减少了人力和使用成本，提高了作业效率。

（5）本发明构思独特、结构简单、紧凑合理、工作性能安全可靠、操作灵活省力，适宜施工使用、便于进行推广。

附图说明

图1是本发明的隧道衬砌模板车使用状态时结构示意图；

图2是本发明的侧上框架结构示意图；

图3是本发明的隧道衬砌模板车转场状态时结构示意图；

图4是本发明的隧道衬砌模板车安装模板时结构示意图；

图5是本发明的隧道衬砌模板车调整侧边下框架高度时结构示意图；

图6是本发明的顶模板及顶边模板的结构示意图；

图7是本发明的侧边模板的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的材料、装置、设备、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1：如图1至图7所示，一种拖移伸缩变截面式隧道衬砌模板车, 包括移动拖挂车，移动拖挂车可选用28～35吨拖挂车的车厢，车厢板4长13～17m、宽2.3～2.4m，移动拖挂车包括位于移动拖挂车车体41两侧的众多个车轮44、车体41上的车厢板4及辅助系统，辅助系统包括位于移动拖挂车车体41两侧的呈间隔距离分布的液压支脚42、位于车体上的操作台8、动力系统的发动机46、供液压系统81和拖挂系统的牵引钩43，为便于牵引移动拖挂车，在车体前后端均设有牵引钩。

移动拖挂车上设有伸缩支柱机构、伸缩框架总成、液压伸缩支撑总成和辅助系统，伸缩支柱机构位于移动拖挂车的纵向中部上，液压伸缩支撑总成位于伸缩框架总成与伸缩支柱机构之间, 辅助系统位于移动拖挂车上，伸缩框架总成外侧面上设有可调节模板总成。

如图1和图3所示，伸缩支柱机构由位于移动拖挂车的车厢板4纵向中部上呈间隔距离设置的6根底支柱3和能沿底支柱内上下移动的6根伸缩支柱31所组成，底支柱3和伸缩支柱31为矩形钢筒，各底支柱的下端呈间隔距离固定在移动拖挂车的车厢板4纵向中部上，伸缩支柱滑配在底支柱内，各底支柱内下端的车厢板4上分别固定有第五伸缩液压缸56，第五伸缩液压缸56的伸缩杆与伸缩支柱的下端中部固定，各伸缩支柱的上端呈间隔距离分别与一个顶框架21的下端面对应中部固定为一体，各底支柱的两侧边的上、中部设有与各伸缩液压缸后端轴接的若干个对接座18。

如图2和图4所示，伸缩框架总成，用于展开时外端面顶持固定顶模板10、侧模板12和调节模板13及内端通过液压伸缩支撑总成与伸缩支柱机构衔接。

伸缩框架总成由顶框架21、顶边框架2、侧下框架1和侧上框架11所构成，顶框架21和顶边框架2的横截面呈弧形，以配合设计的隧道衬砌拱顶形状，侧下框架1和侧上框架11呈平面矩形，以配合设计的隧道衬砌侧边形状。各框架由呈间隔距离分布的若干根横钢梁110和与各横钢梁呈垂直交叉固定的若干根竖钢梁111所形成，横、竖钢梁可选用三角钢或槽钢制成。顶框架21的两侧边通过铰链9分别与顶边框架21的对应侧边铰接，两个侧下框架1和两侧上框架11分别位于车体左右两侧，每个侧下框架的上端边与每个侧上框架下端边也通过铰链9铰接。侧下框架1的下端边上呈间隔距离固定有6～8个调整液压缸55，各调整液压缸的伸缩杆58前端设有一个万向轮7且通过万向轮7顶持在地面上。各框架的侧边设有与模板固定的固定孔，以方便与模板内侧面固定。侧下框架1的内侧面上下部、侧上框架11和顶边框架2的内侧面中部对应各底支柱侧面上的对接座18设有连接耳6。

顶框架、顶边框架，侧边下框架、侧边上框架的长度相同且长度与车厢板长度基本相同。

如图1、图3和图5所示，液压伸缩支撑总成，用于展开伸缩框架总成于隧道内作业面和收缩伸缩框架总成于移动拖挂车上，液压伸缩支撑总成由第一伸缩液压缸5至第五伸缩液压缸56和升降液压缸57所组成。两第一伸缩液压缸5的前部两侧边分别通过轴杆16轴设在对应车厢板4两侧边的轴座15上，各第一伸缩液压缸的后部下端的车体41上分别固定有升降液压缸57，升降液压缸的伸缩杆59分别与第一伸缩液压缸的后端轴接，第一伸缩液压缸的伸缩杆54前端通过轴杆91轴接在对应侧的侧下框架11后端面对应下部的连接耳6上。

两第二伸缩液压缸51、第三伸缩液压缸52后端分别轴设在底支柱3的两侧边中部对应的对接座18上，各第二伸缩液压缸51、第三伸缩液压缸52的伸缩杆前端亦通过轴杆91分别轴设在侧下框架后端面上部和侧上框架后端面中部对应部的两连接耳上。

两第四伸缩液压缸53后端分别轴设在底支柱3的两侧边上端部对应的对接座上，各第四伸缩液压缸的伸缩杆前端分别轴设在顶边框架2下端面对应部的两连接耳上。

如图6和图7所示，可调节模板总成，用于在涛筑前固定在展开定位的伸缩框架总成的外端面上形成隧道涛筑模板，可调节模板总成由顶模板10、侧模板12和调节模板13所构成。侧模板12与调节模板13的区别是调节模板13高度小于侧模板高度，调节模板13用于调节侧模板12的高度。

顶模板10是在一矩形可弯曲呈弧形的、厚度1.5～2.5mm的薄钢板103后侧面左右两侧上分别设有端头架板104，用于支撑固定薄钢板一侧面两端，两端头架板之间的薄钢板端面上呈间隔距离设置的若干个肋板101，各肋板两端边的薄钢板端面边中部上设有固定耳板102，各端头架板、肋板和固定耳板上分别设有与顶框架和顶边框架连接用的通孔105。顶模板可适应顶框架和顶边框架的弧度形成弯曲的顶模板。

侧模板12和调节模板13由框架板121、加强板122、横支板123和钢板125所组成，框架板是由角钢焊成支撑在钢板一侧面周边及中部的呈日字形、或田字形的框架，框架焊固在钢板一侧面上,框架板121上设有与侧边下框架1、侧边上框架11连接用的通孔124,若干个呈竖向分布的加强板122呈间隔距离设置在框架板内且两端与对应部的框架板及钢板一侧面焊成一体，若干个呈横向分布的横支板123呈间隔距离设置在框架板内且两端与对应部的框架板、加强板及钢板一侧面焊成一体。若干个侧模板、顶模板和调节模板上设有注浆窗口17。

辅助系统包括位于移动拖挂车车体41两侧的呈间隔距离分布的液压支脚42、位于车体上的操作台8、动力系统的发动机46、发动机46为供液压系统提供动力，操作台用于控制供液压系统81和各液压缸，供液压系统为各液压缸提供动能，液压支脚42前端设有支脚液压缸45，用于顶持地面，扩大支撑面积。拖挂系统的牵引钩43，用于外力牵引车体。在操作台内可设控制模块或计算机及辅助电路及装置等以按设定程序控制各液压缸的到位及同步运行，为传统技术，故不再累述。

一种用拖移伸缩变截面式隧道衬砌模板车进行施工的方法，包括如下步骤：

(1) 制备拖移伸缩变截面式隧道衬砌模板车，移动拖挂车的长度大于隧道衬砌一个浇筑段长度，通常隧道衬砌一个浇筑段长度为12m，移动拖挂车的长度为13～14m。移动拖挂车包括车体、车轮、车体上端的车厢板、位于移动拖挂车的车体两侧呈间隔距离分布的液压支脚、位于车体上的操作台、动力系统、供液压系统、运行机构和拖挂系统；

移动拖挂车上设有伸缩支柱机构、伸缩框架总成、液压伸缩支撑总成和辅助系统，伸缩支柱机构位于移动拖挂车的纵向中部上，液压伸缩支撑总成位于伸缩框架总成与伸缩支柱机构之间，形成拖移伸缩变截面式隧道衬砌模板车，测试和运行伸缩支柱机构、伸缩框架总成、液压伸缩支撑总成和辅助系统的各功能正常，使伸缩支柱机构、伸缩框架总成、液压伸缩支撑总成处于收缩状态(如图3所示)。

(2) 制备可调节模板总成，所述的可调节模板总成由若干个顶模板、侧模板和调节模板所构成。侧模板为补缺模板与调节模板结构相同，但宽度不同。

另行准备若干个带楼梯的工作平台，以方便操作。

(3)用拖车将拖移伸缩变截面式隧道衬砌模板车拖至隧道衬砌施工段中心部地面位置处，先启动辅助系统，使动力系统和供液压系统运行，通过车体上的操作台使位于车体两侧的各液压支脚向外展开且顶持地面，扩大车体分力面积。

(4)衬砌模板车的侧边下框架和侧边上框架及顶框架和顶边框架的展开调整，包括下述依次步骤：

(a)展开伸缩支柱机构和顶框架和顶边框架：启动各第四、五伸缩液压缸，各第五伸缩液压缸的伸缩杆顶持伸缩支柱下端中部带动顶框架和顶边框架沿各底支柱内向隧道上部内靠近，同时第四伸缩液压缸的伸缩杆亦同步顶持顶边框架同步向隧道上部内靠近，靠近设定高度时，锁闭第四、五伸缩液压缸；

(b)展开伸缩框架总成的侧边下框架和侧边上框架：启动各第一至三伸缩液压缸和升降液压缸，升降液压缸的伸缩杆顶持第一伸缩液压缸的后端使第一伸缩液压缸的后端向上升高，进尔使第一伸缩液压缸前端绕轴座上轴杆转动调整其与车厢体平面的夹角度，同时侧边下框架下端通过各调整液压缸伸缩杆上的万向轮顶持在地面上，各第一至三伸缩液压缸的伸缩杆带动的对应侧的侧边下框架、侧边上框架同步向车体两侧展开至距隧道两侧壁设定位置；

(c)调整侧边下框架和侧边上框架及顶框架和顶边框架：包括根据隧道两侧壁衬砌厚度和高度启动升降液压缸、第一伸缩液压缸及各调整液压缸伸缩杆上的万向轮顶持在地面上的高度，达到设定高度后，锁闭升降液压缸和调整液压缸；启动第一至三伸缩液压缸调整侧边下框架和侧边上框架距隧道两侧壁衬砌及侧模板设计厚度时，锁闭第一至三伸缩液压缸固定侧边下框架和侧边上框架；

启动各第四或第五伸缩液压缸，各第五伸缩液压缸的伸缩杆顶持伸缩支柱下端中部使伸缩支柱沿底支柱内向上伸出带动顶框架亦同步运行，及各第四伸缩液压缸的伸缩杆同步顶持顶边框架向隧道上部内靠近，达到设定高度时，锁闭第四、五伸缩液压缸固定顶框架和顶边框架，此时各顶边框架的外侧边顶持在顶边框架上端边上；

可用若干根机械螺旋杆或支杆对顶框架和顶边框架及侧边下框架和侧边上框架的后端与地面之间进行加固支撑，防止各框架变形；

(d)定位后的顶框架和顶边框架外侧面十顶模板厚度十隧道初砌顶层厚度等于设计的隧道初砌顶层厚度和高度；

定位后的侧边下框架和侧边上框架外侧面十侧模板厚度十隧道初砌侧壁层厚度等于设计的隧道初砌侧壁层厚度和高度；

(4)顶模板、侧模板和调节模板的安装：采用U形卡14、螺栓连接顶模板和顶边模板于顶框架和顶边框架的外侧面，采用U形卡14、螺栓连接侧模板和调节模板于侧边下框架和侧边上框架外侧面；各模板之间可用U形卡14连接，在顶模板和顶边模板及侧模板和调节模板外端面钢板上涂脱模剂；

(5) 浇筑隧道衬砌混凝土；

(6)脱模：拆除机械螺旋杆或支杆，依次收缩第三伸缩液压缸、第一和第二伸缩液压缸的伸缩杆依次带动侧边上框架、侧边下框架及其上固定的侧模板和调节模板向内收进50～100cm，完成侧模板和调节模板的脱模，再依次收缩第四、第五伸缩液压缸的伸缩杆依次带动顶边框架、顶框架及其上固定的顶模板向内收进50～100cm，完成顶模板的脱模；

(7)衬砌模板车的移动：通过外牵引力(如拖车)牵引衬砌模板车至下一处衬砌施工段，牵引前外牵引力应借助牵引钩43牵引车体、借助牵引杆牵引侧边下框架前端及侧边下框架与车厢板侧面之间的斜向牵引力、配合侧边下框架下部调整液压缸伸缩杆上的万向轮同步缓慢带动衬砌模板车及各框架和各模板移至下一处衬砌施工段；

(8)反向运行进行第(6)步骤，重新使各框架和各模板复位，在顶模板和顶边模板及侧模板和调节模板外端面钢板上涂脱模剂，用若干根机械螺旋杆或支杆对顶框架和顶边框架及侧边下框架和侧边上框架的后端与地面之间进行加固支撑，防止各框架变形，达到重新浇筑隧道衬砌混凝土的状态时，至此完成一个工作循环；

(9)转场操作：隧道衬砌混凝土浇筑完工后，进行衬砌模板车的转场，衬砌模板车由展开至收缩状态，依次经脱模步骤、拆卸顶模板及侧模板和调节模板、收缩第三、第一和第二伸缩液压缸的伸缩杆带动侧边上框架、侧边下框架向内收进至车厢板两侧边、启动收进升降液压缸的伸缩杆59使第一伸缩液压缸5前端向上抬起，使侧边上框架11和侧边下框架1及各调整液压缸伸缩杆上的万向轮脱离地面，收缩各调整液压缸及第一伸缩液压缸的伸缩杆使侧边上下框架位于车厢板侧边上、收缩各第四或第五伸缩液压缸的伸缩杆带动伸缩支柱缩进底支柱内及顶框架和顶边框架亦同步运行靠近车厢板上部(如图2所示状态)、关闭各伸缩液压缸；

通过外牵引力牵引衬砌模板车至下一处隧道衬砌施工地。

实施例2：与实施例1不同的是：由于本发明能适用不同的隧道衬砌施工地，不同的隧道衬砌施工地的隧道衬砌的形状、高度也不同，本发明可以通过更换衬砌模板车的侧边下框架和侧边上框架及顶框架和顶边框架的形状及适合的模板形状，达到与隧道衬砌的形状适合。

对于本发明与隧道衬砌的高度相适合可通过调整侧边下框架和侧边上框架及顶框架和顶边框架的高度完成，包括通过调整两侧侧边下框架下端的调整液压缸伸缩杆58上的万向轮7顶持在地面上的高度及各升降液压缸、第一伸缩液压缸调整各侧边下框架和侧边上框架的对称高度或非对称高度而达到，且通过调节模板配合侧模板完成在侧边下框架和侧边上框架的非对称高度安装；

通过第五伸缩液压缸的伸缩杆顶持伸缩支柱下端中部使伸缩支柱沿底支柱内向上伸出高度调整顶框架及各第四伸缩液压缸的伸缩杆顶持对应侧顶边框架的角度，完成对顶框架和顶边框架对称高度及弧度或非对称高度及弧度的调整。其余与实施例1相同，故不再累述。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种拖移伸缩变截面式隧道衬砌模板车, 包括移动拖挂车，其特征在于：所述的移动拖挂车上设有伸缩支柱机构、伸缩框架总成、液压伸缩支撑总成和辅助系统，伸缩支柱机构位于移动拖挂车的纵向中部上，液压伸缩支撑总成位于伸缩框架总成与伸缩支柱机构之间, 辅助系统位于移动拖挂车上，所述的伸缩框架总成外侧面上设有可调节模板总成。

2.根据权利要求1所述的拖移伸缩变截面式隧道衬砌模板车,其特征在于：所述的伸缩支柱机构由位于移动拖挂车的车厢板纵向中部上呈间隔距离设置的若干根底支柱和能沿底支柱内上下移动的伸缩支柱所组成，底支柱和伸缩支柱为矩形钢筒，各底支柱的下端呈间隔距离固定在移动拖挂车的车厢板纵向中部上，伸缩支柱滑配在底支柱内，各底支柱内下端的车厢板上分别固定有第五伸缩液压缸，第五伸缩液压缸的伸缩杆与伸缩支柱的下端中部固定，各伸缩支柱的上端呈间隔距离分别与一个顶框架的下端面对应中部固定为一体，各底支柱的两侧边的上、中部设有与各伸缩液压缸后端轴接的若干个对接座。

3.根据权利要求1所述的拖移伸缩变截面式隧道衬砌模板车,其特征在于：所述的伸缩框架总成，用于展开时外端面顶持固定顶模板、侧模板和调节模板及内端通过液压伸缩支撑总成与伸缩支柱机构衔接；

伸缩框架总成由顶框架、顶边框架、侧下框架和侧上框架所构成，顶框架和顶边框架的横截面呈弧形，侧下框架和侧上框架呈平面矩形，各框架由呈间隔距离分布的若干根横钢梁和与各横钢梁呈垂直交叉固定的若干根竖钢梁所形成，顶框架的两侧边通过铰链分别与顶边框架的对应侧边铰接，各侧下框架和侧上框架分别位于车体左右两侧，侧下框架的上端边与侧上框架下端边通过铰链铰接，侧下框架的下端边上呈间隔距离设有若干个调整液压缸，调整液压缸的伸缩杆前端设有万向轮且通过万向轮顶持在地面上，各框架的侧边设有与模板固定的固定孔，侧下框架的内侧面上下部、侧上框架和顶边框架的内侧面中部对应各底支柱侧面上的对接座设有连接耳。

4.根据权利要求3所述的拖移伸缩变截面式隧道衬砌模板车,其特征在于：所述的顶框架、顶边框架，侧边下框架、侧边上框架的长度相同且长度与车厢板长度适配。

5.根据权利要求1所述的拖移伸缩变截面式隧道衬砌模板车,其特征在于：所述的液压伸缩支撑总成，用于展开伸缩框架总成于隧道内作业面和收缩伸缩框架总成于移动拖挂车上，液压伸缩支撑总成由第一伸缩液压缸至第五伸缩液压缸和升降液压缸所组成；

两第一伸缩液压缸的前部两侧边分别通过轴杆轴设在对应车厢板两侧边的轴座上，各第一伸缩液压缸的后部下端的车体上分别固定有升降液压缸，升降液压缸的伸缩杆分别与第一伸缩液压缸的后端轴接，第一伸缩液压缸的伸缩杆前端轴接在对应侧的侧下框架后端面对应下部的连接耳上；

两第二伸缩液压缸、第三伸缩液压缸后端分别轴设在底支柱的两侧边中部对应的对接座上，各第二伸缩液压缸、第三伸缩液压缸的伸缩杆前端分别轴设在侧下框架和侧上框架后端面对应部的两连接耳上；

两第四伸缩液压缸后端分别轴设在底支柱的两侧边上端部对应的对接座上，各第四伸缩液压缸的伸缩杆前端分别轴设在顶边框架下端面对应部的两连接耳上。

6.根据权利要求1所述的拖移伸缩变截面式隧道衬砌模板车,其特征在于：所述的可调节模板总成，用于在涛筑前固定在展开定位的伸缩框架总成的外端面上形成隧道涛筑模板，可调节模板总成由顶模板、侧模板和调节模板所构成；

所述的顶模板是在一矩形可弯曲呈弧形的薄钢板后侧面左右两侧上分别设有端头架板，两端头架板之间的薄钢板端面上呈间隔距离设置的若干个肋板，各肋板两端边的薄钢板端面边中部上设有固定耳板，各端头架板、肋板和固定耳板上分别设有与顶框架和顶边框架连接用的通孔；

所述的侧模板和调节模板由框架板、加强板、横支板和钢板所组成，框架板是由角钢焊成支撑在钢板一侧面周边及中部的呈日字形、或田字形的框架，框架焊固在钢板一侧面上,框架板上设有与侧边下框架、侧边上框架连接用的通孔,若干个呈竖向分布的加强板呈间隔距离设置在框架板内且两端与对应部的框架板及钢板一侧面焊成一体，若干个呈横向分布的横支板呈间隔距离设置在框架板内且两端与对应部的框架板、加强板及钢板一侧面焊成一体。

7.根据权利要求1所述的拖移伸缩变截面式隧道衬砌模板车,其特征在于：所述的辅助系统包括位于移动拖挂车的车体两侧呈间隔距离分布的液压支脚、位于车体上的操作台、动力系统、供液压系统、运行机构和拖挂系统。

8.一种用权利要求1所述的拖移伸缩变截面式隧道衬砌模板车进行施工的方法，包括如下步骤：

(1) 制备拖移伸缩变截面式隧道衬砌模板车，移动拖挂车的长度大于隧道衬砌一个浇筑段长度，移动拖挂车包括车体、车轮、车体上端的车厢板、位于移动拖挂车的车体两侧呈间隔距离分布的液压支脚、位于车体上的操作台、动力系统、供液压系统、运行机构和拖挂系统；

所述的移动拖挂车上设有伸缩支柱机构、伸缩框架总成、液压伸缩支撑总成和辅助系统，伸缩支柱机构位于移动拖挂车的纵向中部上，液压伸缩支撑总成位于伸缩框架总成与伸缩支柱机构之间，形成拖移伸缩变截面式隧道衬砌模板车，测试和运行伸缩支柱机构、伸缩框架总成、液压伸缩支撑总成和辅助系统的各功能正常，使伸缩支柱机构、伸缩框架总成、液压伸缩支撑总成处于收缩状态；

(2) 制备可调节模板总成，所述的可调节模板总成由若干个顶模板、侧模板和调节模板所构成；

(3)用拖车将拖移伸缩变截面式隧道衬砌模板车拖至隧道衬砌施工段中心部地面位置处，先启动辅助系统，使动力系统和供液压系统运行，通过车体上的操作台使位于车体两侧的各液压支脚向外展开且顶持地面，扩大车体分力面积；

(4)衬砌模板车的侧边下框架和侧边上框架及顶框架和顶边框架的展开调整，包括下述依次步骤：

(a)展开伸缩支柱机构和顶框架和顶边框架：启动各第四、五伸缩液压缸，各第五伸缩液压缸的伸缩杆顶持伸缩支柱下端中部带动顶框架和顶边框架沿各底支柱内向隧道上部内靠近，同时第四伸缩液压缸的伸缩杆亦同步顶持顶边框架同步向隧道上部内靠近，靠近设定高度时，锁闭第四、五伸缩液压缸；

(b)展开伸缩框架总成的侧边下框架和侧边上框架：启动各第一至三伸缩液压缸和升降液压缸，升降液压缸的伸缩杆顶持第一伸缩液压缸的后端使第一伸缩液压缸的后端向上升高，进尔使第一伸缩液压缸前端绕轴座上轴杆转动调整其与车厢体平面的夹角度，同时侧边下框架下端通过各调整液压缸伸缩杆上的万向轮顶持在地面上，各第一至三伸缩液压缸的伸缩杆带动的对应侧的侧边下框架、侧边上框架同步向车体两侧展开至距隧道两侧壁设定位置；

(c)调整侧边下框架和侧边上框架及顶框架和顶边框架：包括根据隧道两侧壁衬砌厚度和高度启动升降液压缸、第一伸缩液压缸及各调整液压缸伸缩杆上的万向轮顶持在地面上的高度，达到设定高度后，锁闭升降液压缸和调整液压缸；启动第一至三伸缩液压缸调整侧边下框架和侧边上框架距隧道两侧壁衬砌及侧模板设计厚度时，锁闭第一至三伸缩液压缸固定侧边下框架和侧边上框架；

启动各第四或第五伸缩液压缸，各第五伸缩液压缸的伸缩杆顶持伸缩支柱下端中部使伸缩支柱沿底支柱内向上伸出带动顶框架亦同步运行，及各第四伸缩液压缸的伸缩杆同步顶持顶边框架向隧道上部内靠近，达到设定高度时，锁闭第四、五伸缩液压缸固定顶框架和顶边框架，此时各顶边框架的外侧边顶持在顶边框架上端边上；

可用若干根机械螺旋杆或支杆对顶框架和顶边框架及侧边下框架和侧边上框架的后端与地面之间进行加固支撑，防止各框架变形；

(d)定位后的顶框架和顶边框架外侧面十顶模板厚度十隧道初砌顶层厚度等于设计的隧道初砌顶层厚度和高度；

定位后的侧边下框架和侧边上框架外侧面十侧模板厚度十隧道初砌侧壁层厚度等于设计的隧道初砌侧壁层厚度和高度；

(4)顶模板、侧模板和调节模板的安装：采用U形卡、螺栓连接顶模板和顶边模板于顶框架和顶边框架的外侧面，采用U形卡、螺栓连接侧模板和调节模板于侧边下框架和侧边上框架外侧面；在顶模板和顶边模板及侧模板和调节模板外端面钢板上涂脱模剂；

(5) 浇筑隧道衬砌混凝土；

(6)脱模：拆除机械螺旋杆或支杆，依次收缩第三伸缩液压缸、第一和第二伸缩液压缸的伸缩杆依次带动侧边上框架、侧边下框架及其上固定的侧模板和调节模板向内收进50～100cm，完成侧模板和调节模板的脱模，再依次收缩第四、第五伸缩液压缸的伸缩杆依次带动顶边框架、顶框架及其上固定的顶模板向内收进50～100cm，完成顶模板的脱模；

(7)衬砌模板车的移动：通过外牵引力牵引衬砌模板车至下一处衬砌施工段，牵引前外牵引力应借助牵引钩牵引车体、借助牵引杆牵引侧边下框架前端及侧边下框架与车厢板侧面之间的斜向牵引力、配合侧边下框架下部调整液压缸伸缩杆上的万向轮同步缓慢带动衬砌模板车及各框架和各模板移至下一处衬砌施工段；

(8)反向运行进行第(6)步骤，重新使各框架和各模板复位，在顶模板和顶边模板及侧模板和调节模板外端面钢板上涂脱模剂，用若干根机械螺旋杆或支杆对顶框架和顶边框架及侧边下框架和侧边上框架的后端与地面之间进行加固支撑，防止各框架变形，达到重新浇筑隧道衬砌混凝土的状态时，至此完成一个工作循环；

(9)转场操作：隧道衬砌混凝土浇筑完工后，进行衬砌模板车的转场，衬砌模板车由展开至收缩状态，依次经脱模步骤、拆卸顶模板及侧模板和调节模板、收缩第三、第一和第二伸缩液压缸的伸缩杆带动侧边上框架、侧边下框架向内收进至车厢板两侧边、启动收进升降液压缸的伸缩杆使第一伸缩液压缸前端向上抬起,使侧边上框架和侧边下框架及各调整液压缸伸缩杆上的万向轮脱离地面，收缩各调整液压缸及第一伸缩液压缸的伸缩杆使侧边上下框架位于车厢板侧边上、收缩各第四或第五伸缩液压缸的伸缩杆带动伸缩支柱缩进底支柱内及顶框架和顶边框架亦同步运行靠近车厢板上部、关闭各伸缩液压缸；

通过外牵引力牵引衬砌模板车至下一处隧道衬砌施工地。

9.据权利要求8所述的方法,其特征在于：所述的调整侧边下框架和侧边上框架及顶框架和顶边框架，包括通过两侧侧边下框架下端的调整液压缸伸缩杆上的万向轮顶持在地面上的高度及各升降液压缸、第一伸缩液压缸调整各侧边下框架和侧边上框架的对称高度或非对称高度,且通过调节模板配合侧模板完成在侧边下框架和侧边上框架的非对称高度安装；

通过第五伸缩液压缸的伸缩杆顶持伸缩支柱下端中部使伸缩支柱沿底支柱内向上伸出高度调整顶框架及各第四伸缩液压缸的伸缩杆顶持对应侧顶边框架的角度，完成对顶框架和顶边框架对称高度及弧度或非对称高度及弧度的调整。

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