CN203308471U

CN203308471U - 一种开敞式tbm现浇混凝土仰拱同步衬砌台车

Info

Publication number: CN203308471U
Application number: CN2012206172065U
Authority: CN
Inventors: 齐梦学; 张济宏; 杨国清; 周雁领; 王文建; 刘建峰; 吕二超; 何智伟
Original assignee: China Railway 18th Bureau Group Co Ltd; Tunnel Engineering Co Ltd of China Railway 18th Bureau Group Co Ltd
Current assignee: China Railway 18th Bureau Group Co Ltd; Tunnel Engineering Co Ltd of China Railway 18th Bureau Group Co Ltd
Priority date: 2012-11-20
Filing date: 2012-11-20
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2022-11-20

Abstract

一种开敞式TBM现浇混凝土仰拱同步衬砌台车，台车上部结构包括台车台架和由轨排吊机门架、轨排吊机悬臂梁、轨排吊机轨道组成的轨排转运系统，台车台架为由台架横梁和底纵梁固接的整体结构，台架横梁上铺设多根钢轨，台车台架的前、后端分别设置了前、后坡道，并且在台车台架后端和后坡道之间连接多节养生栈桥，台架横梁两侧下安装台车移位滑动梁；轨排吊机门架安装在台架横梁上，轨排吊机轨道安装在轨排吊机门架上，轨排吊机悬臂梁安装在台架横梁两侧；台车下部分由模板、升降油缸、横向油缸、竖直丝杠和斜向丝杠构成模板系统。本实用新型实现了开敞式TBM掘进与现浇仰拱同步施工，减少了施工缝，整体提升隧道二次衬砌成洞质量，缩短总体工期。

Description

一种开敞式TBM现浇混凝土仰拱同步衬砌台车

技术领域：

本实用新型属于一种长大隧洞、道施工用设备，特别涉及一种开敞式TBM现浇混凝土仰拱同步衬砌台车，该台车适合在隧道掘进机施工、连续皮带机或者有轨运输列车出渣、有轨运输等正常作业条件下使用。

背景技术：

近年来，已经实现了有轨运输列车出渣以及连续皮带机出渣工况下开敞式TBM掘进边顶拱衬砌同步施工技术，并且在铁路隧道施工中得以成功应用，然而仰拱（或称作“底拱”，以下均称之为“仰拱”）却一直采用预制钢筋混凝土结构，成本高并且施工缝多，不利于保证隧洞（道）防水质量、降低施工成本。

发明内容：

本实用新型的目的就在于克服上述现有技术中存在的不足，而提供一种开敞式TBM现浇混凝土仰拱同步衬砌台车，使用该台车实现了开敞式TBM掘进施工的同时，同步施作现浇混凝土仰拱，因此，可大大减少施工缝、提升隧道、洞的衬砌质量，降低工程造价。

如上构思，本实用新型的技术方案是：一种开敞式TBM现浇混凝土仰拱同步衬砌台车，其特征在于：由上、下两部分组成；上部结构包括台车台架和由轨排吊机门架、轨排吊机悬臂梁、轨排吊机轨道组成的轨排转运系统，台车台架为由台架横梁和底纵梁固接的整体结构，台架横梁上铺设多根钢轨，台车台架的前端和后端分别设置了前、后坡道，并且在台车台架后端和后坡道之间连接多节养生栈桥，每节栈桥均为整体设计，包括栈桥横梁、栈桥纵梁、栈桥钢轨和铺设的钢板，每节栈桥前、后两端各设置可升降的轮组，前、后两节栈桥之间通过销轴连接，栈桥钢轨与台架横梁上铺设的钢轨贯通；台架横梁两侧下安装台车移位滑动梁，该滑动梁底部装有千斤顶；轨排吊机门架安装在台架横梁上，轨排吊机轨道安装在轨排吊机门架上，轨排吊机门架上方及台车台架无门架区域，均布抗浮丝杠，轨排吊机悬臂梁安装在台架横梁两侧；下部分为模板系统，该系统由模板、升降油缸、横向油缸、竖直丝杠和斜向丝杠构成；模板通过竖直丝杠和斜向丝杠固定在台架上，升降油缸和横向油缸安装在模板底部。

而且，台架横梁直接延伸到左、右两侧洞壁，横梁与洞壁之间安装活动的垫块。

而且，台架台架的前、后坡道通过轮组走行于洞内钢轨上，前坡道与台车台架前端通过销轴相连，后坡道与养生栈桥通过销轴连接。

而且，栈桥横梁与洞壁之间安装有活动垫块。

而且，洞内轨道下安装可拆装的整体轨排，该轨排由钢轨、钢枕横梁、钢枕立柱组合而成，钢枕横梁、钢枕立柱为组合式连接。

而且，滑动梁与台架横梁之间设置水平限位轮和具有竖直方向限位作用的上、下承重轮。

本实用新型具有如下的优点和积极效果：

1、本实用新型可实现连续皮带机出渣不间断、大直径软风管通风不间断、在有轨运输顺利通行条件下实现了敞开式硬岩TBM掘进与现浇混凝土仰拱衬砌同步快速施工，通过横向支撑的养生栈桥保护处于养生期间的混凝土不受损伤。

2、本实用新型的有效衬砌长度可达25m甚至更长，与开敞式TBM快速掘进相匹配，由于现浇仰拱一次施作长度大而容易导致裂纹的现实，可在模板中间设置施工缝。

3、本实用新型的台架设计为台架横梁与底纵梁的整体结构，横梁两端通过垫块实现与洞壁的紧密接触，为有轨运输车辆通行以及混凝土浇筑提供可靠支撑。

4、本实用新型通过抗浮丝杠消除混凝土浇筑过程中产生的浮力，确保混凝土浇筑质量、保持台车位置稳定。

5、本实用新型由于养生栈桥横梁与洞壁之间装有垫块，可实现横向支撑，为有轨运输车辆通行提供通道，并保护尚未达到养护强度的混凝土；分节设计的栈桥通过销轴链接为一个整体，总长度满足混凝土7天养护龄期的要求。

6、台车移动时，将前、后坡道与台架及栈桥脱离，拆除台车前方的轨排，以液压马达驱动滑动梁前移，千斤顶提升滑动梁，进而带动台架小幅上升，降落各节栈桥的轮组，液压马达带动台架沿滑动梁向前移动，牵引栈桥同步前移，并将前坡道与台架相连，在栈桥后部铺设前面拆除的轨排，并将后坡道与栈桥相连。

7、可拆装的整体轨排，其钢枕立柱通过螺栓与钢枕横梁相连，TBM施工过程中铺设的轨排带有立柱，栈桥后面铺设的轨排已经拆除立柱，并且直接铺设在仰拱顶面，可保证在仰拱浇筑前以及栈桥后方，所铺设的钢轨高度一致。

8、台架横梁上的钢轨以及栈桥钢轨为四轨三线制，可满足混凝土浇筑设备占用一条轨线的同时，不影响TBM施工材料及人员的运输，并且运输大尺寸的软风管储存筒时，有轨运输车辆可以走行于中间的两根钢轨，以避免与连续皮带机等洞内设备发生干涉。

9、模板系统中的模板可横向调整，以便隧道掘进方向有偏差时可以调整，并且立模、脱模、模板调整等动作通过液压油缸实现，以丝杠固定。

附图说明

图1是现浇混凝土仰拱同步衬砌台车横断面；

图2是现浇混凝土仰拱同步衬砌台车侧视图；

图3是现浇混凝土仰拱同步衬砌台车前、后坡道的示意图；

图4是现浇混凝土仰拱同步衬砌栈桥横断面图；

图5是可拆装的整体轨排横断面图，其中图5-a为仰拱施工前示意图，图5-b为仰拱施工后示意图；

图6是台车移位滑动梁横断面图。

图中1.现浇混凝土仰拱，2.模板，3.台架横梁，4.底纵梁，5.模板升降油缸，6.竖直丝杠，7.横向油缸，8.斜向丝杠，9.千斤顶，10.台车移位滑动梁，11.台架垫块，12.轨排吊机门架，13.连续皮带机，14.大直径通风软管，15.抗浮丝杠，16.洞壁照明灯，17.洞壁照明线，18.通讯线路，19.轨排吊机轨道，20.软风管储存筒，21.高压供电电缆，22.供水水管，23.排水管，24.台架以及栈桥上的钢轨，25.有轨运输车辆，26.台架，27.可分解轨排，28.前坡道，29.轨排吊机悬臂梁，30.后坡道，31.养生栈桥，32.钢枕横梁，33.钢枕立柱，34.水平限位轮，35.上承重轮，36.下承重轮，37.洞内钢轨,38.销轴，39.销轴，40.前后坡道轮组,41.栈桥纵梁，42.栈桥横梁，43.栈桥可升降轮组，44.栈桥垫块。

具体实施方式：

一种开敞式TBM现浇混凝土仰拱同步衬砌台车，由上、下两部分组成。

1、如图1，下部结构为模板系统，由模板（2）、油缸（5、7）、丝杠（6、8）构成；上部结构包括台架（26）、钢轨（24）、前坡道（28）、后坡道（30）、轨排吊机、轨排吊机门架（12）、轨排吊机悬臂梁（29）组成。模板系统主要用于混凝土浇注成型和养护；台架（26）用以安装和固定模板（2）、为钢轨（24）安装提供平台，前坡道（28）和后坡道（30）用以引导有轨运输车辆（25）上下钢轨平台、通过台车区域，轨排吊机安装在门架（12）上，用以提升和移运轨排（27）。

台车台架（26）、轨排吊机门架（12）、轨排吊机悬臂梁（29）、养生栈桥（31）的布置，不得侵占连续皮带机（13）、大直径通风软管（14）的安装位置，并且合理预留有轨运输车辆（25）运行的安全距离。

2、如图1，模板（2）通过竖直丝杠（6）及斜向丝杠（8）固定在台架（26）上。

3、如图1，拆模时，首先解除竖直丝杠（6）和斜向丝杠（8），之后通过模板升降油缸（5）提升模板，使之脱离已经达到相应强度的混凝土仰拱（1）。

4、如图1，立模时，模板（2）已经移动到相应的工作位置，通过模板升降油缸（5）调整模板（2）的垂直位置，通过横向油缸（7）调整模板（2）的水平位置，当模板（2）精确定位后，以竖直丝杠（6）和斜向丝杠（8）固定，等待浇筑混凝土。

5、如图1、图2，为避免浇筑混凝土过程以及有轨运输车辆（25）通过台车时，造成台架（26）变形，台架（26）设计为整体结构，主体承载结构包括横梁（3）以及纵梁（4）。横梁（3）为H型钢，其上铺设钢板，作为铺设钢轨（24）和人员作业的平台；纵梁（4）可采用H型钢或者箱梁结构。

6、如图1，为了避免有轨运输车辆（25）通过台车时，受重力及振动影响而导致跑模现象，台架（26）的横梁（3）直接延伸到左右两侧洞壁附近，其长度与完成初期支护的洞壁不能发生干涉；在横梁（3）与洞壁之间，安装活动的垫块（11），与抗浮丝杠（15）共同作用，保证台架（26）位置固定并且列车运行过程中将重力传递到洞壁，从而减小或者避免对尚未达到相应强度的混凝土的影响。

7、如图1、图2，为了避免混凝土浇筑过程中产生的浮力造成台车上浮，影响仰拱浇筑和成型质量，在轨排吊机门架（12）上方以及台架（26）无门架区域，均布抗浮丝杠（15），模板精确定位并固定后，抗浮丝杠（15）顶紧洞壁。

8、如图1，台架（26）上安装有4根钢轨（24），为四轨三线制，供有轨运输车辆（25）通行、停放混凝土罐车、浇筑混凝土。通常情况下，台车就位后，左侧2根钢轨（24）用以停放混凝土罐车，浇筑仰拱混凝土，右侧2根钢轨（24）用以保证前方TBM掘进等施工所需的有轨运输车辆（25）正常通行；运输大尺寸的软风管储存筒（20）时，由于轨排吊机门架（12）内净空尺寸限制，专用列车只能通过内侧2根钢轨（24）运行。

9、如图2、图4，混凝土脱模后，必须达到相应的龄期与强度要求后，方可承载。隧道（洞）内环境温度下，通常要求混凝土脱模7天后才能达到强度要求，因此，在台架（26）与后坡道（30）之间设计了养生栈桥（31）。

养生栈桥（31）上表面与台架（26）上表面保持相同的高度，铺设相同的钢轨（24）并且贯通；栈桥横梁（42）布置在现浇仰拱（1）最高点之上，通过垫块（44）支撑在两侧洞壁上，栈桥（31）可随台车一并前移；栈桥（31）长度必须满足仰拱正常施工7天所能完成的长度，保证后坡道（30）位置的仰拱混凝土达到相应的强度要求，不会由于有轨运输车辆（25）通行而导致混凝土损伤。

10、如图2、图4，栈桥（31）由于长度大，分节设计，每节栈桥均为整体设计，由横梁（42）、纵梁（41）、钢轨（24）以及铺设的钢板构成，前后通过销轴连接，每节栈桥前后两端各设置2个可升降的轮组（43），以便于栈桥（31）随台车向前移动。

11、如图4，为方便栈桥（31）向前移动，其宽度不得与已经完成初期支护的洞壁发生干涉，同时还要稳固地支撑于洞壁，因而在栈桥横梁（42）与洞壁之间设置了活动的垫块（44）。

12、如图2、图3，现浇仰拱（1）施工前以及施工后的钢轨（37）安装高度，比台架（26）及栈桥（31）上的钢轨（24）高度低，为了保证有轨运输车辆（25）顺利行驶到台架（26）及栈桥（31）上并通过仰拱衬砌作业区域，在台架（26）的前端和养生栈桥（31）的后端分别设置了1组坡道（28、30）。前后坡道（28、30）通过轮组（40）走行于洞内钢轨（37）上，前坡道（28）与台架（26）通过销轴（38）相连，后坡道（30）与栈桥（31）通过销轴（39）连接。

13、如图6，为防止台车移位过程中，台架（26）与滑动梁（10）的位置关系发生大幅改变，以及减小台车或者滑动梁（10）移动时的阻力，滑动梁（10）与台架（3）之间设置水平限位轮（34）和上下承重轮（35、36），上下承重轮（35、36）同时具有竖直方向限位作用。

14、如图1，洞内供水管（22）、排水管（23）、高压供电电缆（21）、洞壁照明线（17）、洞壁照明灯（16）、通讯线路（18）等管线与设施，布置在连续皮带机（13）的对侧，并且安装位置略高于台车台架（26）。这样，台车在拆模、立模、浇筑、移位等任何状态下，都不会对这些管线的正常使用造成影响。

15、如图2、图5，台车移位时，为了充分利用施工物料、缩短在台车前方拆除钢轨和在栈桥（31）后方安装钢轨时间、便捷操作并提高工效，设计了可拆装的整体轨排（27），轨排（27）由钢轨（37）、钢枕横梁（32）、钢枕立柱（33）组合而成。由于现浇仰拱（1）施工前后轨排安装空间不同，钢枕（32与33组成）设计为组合式，TBM掘进过程铺设洞内钢轨（37）时，钢枕由横梁（32）和立柱（33）组成，依靠立柱（33）支撑在洞底；当现浇仰拱（1）施工完成并且栈桥（31）通过后，拆除前方移来轨排（27）的全部立柱（33），并铺设在仰拱（1）上平面，与其它洞内钢轨（37）连接成完整的轨道系统。

16、如图1、图2，台车移位前，已经完成脱模，并确保所有的有轨运输车辆（25）驶离台架（26）、栈桥（31）以及坡道（28、30）；拆除前坡道（28）与台架（26）之间的连接销，并将前坡道向前拖动，移动距离略大于轨排长度（通常为12.5m）；拆除后坡道（30）与栈桥（31）之间的连接销；在栈桥轮组（43）下方铺设钢板，之后降落轮组（43）到钢板上；拆除台车移位滑动梁（10）下的所有千斤顶（9）；拆除台车前方轨排（27），利用轨排吊机将其吊运至事先停放在台架（26）的平板车上，并拆除轨排（27）上的所有钢枕立柱（33）；通过安装在台架（26）上的液压马达、齿轮、齿条驱动滑动梁（10）相对于台架（26）向前移动一个作业行程，并重新安装千斤顶（9），使其顶推滑动梁（10）向上运动，并带动台车整体上移；反向启动液压马达，则台车整体向前移动，当模板到达下一个工作位置后，利用平板车将已经拆除立柱（33）的轨排运输到栈桥（31）后方，平放在从栈桥（31）后部露出的仰拱上，并与后面的洞内钢轨（37）牢固连接；缓慢松开千斤顶（9），同时在台架横梁（3）与洞壁之间安装垫块（11）；提升栈桥轮组（43），并在栈桥横梁（42）与洞壁之间安装垫块（44）；将前坡道（28）通过连接销安装于台架（26）上，拖动后坡道（30）向前移动并与栈桥（31）连接，完成台车移位工序。

总之，本实用新型重点解决了如下问题：（1）TBM掘进与现浇混凝土仰拱衬砌同步施工，（2）现浇混凝土仰拱衬砌施工基本上不影响有轨运输列车通行，（3）现浇混凝土仰拱衬砌施工条件下连续皮带机出渣不间断，（4）现浇混凝土仰拱衬砌施工不影响TBM施工通风系统的正常运行。

Claims

1.一种开敞式TBM现浇混凝土仰拱同步衬砌台车，其特征在于：由上、下两部分组成；上部结构包括台车台架和由轨排吊机门架、轨排吊机悬臂梁、轨排吊机轨道组成的轨排转运系统，台车台架为由台架横梁和底纵梁固接的整体结构，台架横梁上铺设多根钢轨，台车台架的前端和后端分别设置了前、后坡道，并且在台车台架后端和后坡道之间连接多节养生栈桥，每节栈桥均为整体设计，包括栈桥横梁、栈桥纵梁、栈桥钢轨和铺设的钢板，每节栈桥前、后两端各设置可升降的轮组，前、后两节栈桥之间通过销轴连接，栈桥钢轨与台架横梁上铺设的钢轨贯通；台架横梁两侧下安装台车移位滑动梁，该滑动梁底部装有千斤顶；轨排吊机门架安装在台架横梁上，轨排吊机轨道安装在轨排吊机门架上，轨排吊机门架上方及台车台架无门架区域，均布抗浮丝杠，轨排吊机悬臂梁安装在台架横梁两侧；下部分为模板系统，该系统由模板、升降油缸、横向油缸、竖直丝杠和斜向丝杠构成；模板通过竖直丝杠和斜向丝杠固定在台架上，升降油缸和横向油缸安装在模板底部。

2.根据权利要求1所述的一种开敞式TBM现浇混凝土仰拱同步衬砌台车，其特征在于：台架横梁直接延伸到左、右两侧洞壁，横梁与洞壁之间安装活动的垫块。

3.根据权利要求1所述的一种开敞式TBM现浇混凝土仰拱同步衬砌台车，其特征在于：台架台架的前、后坡道通过轮组走行于洞内钢轨上，前坡道与台车台架前端通过销轴相连，后坡道与养生栈桥通过销轴连接。

4.根据权利要求1所述的一种开敞式TBM现浇混凝土仰拱同步衬砌台车，其特征在于：栈桥横梁与洞壁之间安装有活动垫块。

5.根据权利要求1所述的一种开敞式TBM现浇混凝土仰拱同步衬砌台车，其特征在于：洞内轨道下安装可拆装的整体轨排，该轨排由钢轨、钢枕横梁、钢枕立柱组合而成，钢枕横梁、钢枕立柱为组合式连接。

6.根据权利要求1所述的一种开敞式TBM现浇混凝土仰拱同步衬砌台车，其特征在于：台车移位滑动梁与台架横梁之间设置水平限位轮和具有竖直方向限位作用的上、下承重轮。