CN203809019U - 隧道宽幅防水板安装平台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种隧道宽幅防水板安装平台，该平台前铺设轨、后铺设轨道上分别有前铺设小车、后铺设小车，前铺设小车、后铺设小车上均设置有支撑座，支撑座之间安装有放置成卷防水板的卷轴，卷轴通过驱动装置驱动转动放卷将防水板展开；在前铺设轨道和后铺设轨道之间设置多个顶升杆，顶升杆沿拱形铺设轨道环向均匀布置，每个顶升杆的两端通过顶升装置安装在安装支架上，展开的防水板铺设在顶升杆上，顶升装置将顶升杆顶升，铺设在顶升杆上的防水板被抬升贴近隧道轮廓面；本实用新型的平台实现施工工艺流程及施工全过程的机械化、自动化，降低人工高空起重工作强度，施工质量和施工效率大大提高，降低了施工过程中的安全风险。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种隧道防水板安装平台，具体是一种隧道宽幅防水板安装平台。本实用新型还涉及上述安装平台的安装方法。
背景技术
目前隧道防水板一般采用1-1.5毫米厚聚乙烯防水板，该防水板幅宽3-7米，每平方米重量1.5公斤；3米幅宽的双线隧道，单幅重量达到150公斤；3米幅宽的单线隧道，单幅重量达到100公斤；7米幅宽的双线隧道，单幅重量达到330公斤；7米幅宽的单线隧道，单幅重量达到220公斤。
目前防水板的安装方式多是采用（简易台车）支架法配合人工安装方式，受托举重量限制只能采用3-4米幅宽的防水板，由于幅宽较窄，接缝较多，当搭接缝连接质量不到位时极易带来渗漏水的风险，焊接工作量较大，降低了安全保障系数，施工效率低下，安装质量得不到保证。而对于6-7米幅宽的防水板，由于单幅重量太重，原有安装工艺受到限制，无法使用。
为了解决防水板特别是宽幅防水板的安装问题，人们提出了多种安装防水板台车的设计思路，如CN20372800Y、CN102359385A、CN202090925U、CN202187780U、CN202300428U、CN201768021等专利公开的方案。但所有这些专利都只涉及到防水板的提升与在隧道中的牵引，未能解决防水板安装时的造型、尤其对隧道开挖轮廓不标准的情况下如何使防水板顶升到确切位置，以及为补偿灌注混凝土对防水板冲击所预留的下垂度的调整等安装中难以实现的技术难题。对于防水板顶升后的悬挂固定，现有技术也没有找到很好地解决办法。
目前在贵广客专已推广使用台车配合人工安装3.5米防水板的安装方式，取得了一定得进展，解决了安装3.5米幅宽的双线隧道可行性问题，但是，安装工效和安装质量问题人不令人满意。
而且目前隧道衬砌钢筋网采用人工配合施工支架简易台车，采用人工单根起吊、绑扎的方式进行施工，高空作业量大，人工起重工作量大，施工质量难以保证，劳动强度大，效率低。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种隧道宽幅（特别是（3-7米幅宽））防水板安装平台，该安装平台可实现防水板、土工布的安装，钢筋网绑扎等多个工艺环节。本实用新型还提供了上述隧道宽幅防水板安装平台的安装方法。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：
一种隧道宽幅防水板安装平台，包括安装支架，所述安装支架底部设置有行走轮，安装支架上设置有拱形铺设轨道，铺设小车在铺设轨道上行走，所述铺设轨道为两条，分别为前铺设轨道和后铺设轨道，前铺设轨道安装在安装支架的前端，后铺设轨道安装在安装支架的后端，前铺设轨道上行走有前铺设小车，后铺设轨道上行走有后铺设小车，前铺设小车、后铺设小车上均设置有支撑座，前铺设小车上的支撑座与后铺设小车上的支撑座之间安装有放置成卷防水板的卷轴，所述卷轴通过驱动装置驱动转动放卷将防水板展开；在前铺设轨道和后铺设轨道之间设置多个顶升杆，所述顶升杆沿拱形铺设轨道环向均匀布置，每个顶升杆的两端通过顶升装置安装在安装支架上，展开的防水板铺设在顶升杆上，顶升装置将顶升杆顶升，铺设在顶升杆上的防水板被抬升贴近隧道轮廓面。
所述顶升杆上设置有软体顶升头，所述软体顶升头位于顶升杆表面与防水板接触。
所述软体顶升头在顶升杆上呈网状点阵分布。所述软体顶升头为环状，其套设在顶升杆上。
每个顶升杆两端的顶升装置为一组，每组顶升装置单独控制或同步控制顶升。
所述顶升杆上设置有钢筋定位架。
所述顶升装置为液压缸。
一种隧道宽幅防水板安装平台的防水板安装方法，包括以下步骤：
（1）将隧道宽幅防水板安装平台放置在防水板安装位置；
（2）将隧道宽幅防水板安装平台的前铺设小车、后铺设小车放置在一侧，在前铺设小车、后铺设小车的支撑座上放置卷轴，卷轴上放置成卷防水板，并将防水板展开的头端固定；沿前铺设小车、后铺设小车行走的方向，将顶升杆依次称为第一顶升杆、第二顶升杆、...、第n顶升杆，n为正整数；
（3）前铺设小车、后铺设小车带着卷轴在铺设轨道上行走，卷轴通过驱动装置驱动转动放卷，在前铺设小车、后铺设小车带着防水板卷越过第一顶升杆，将展开的防水板铺在第一顶升杆上后，将铺在第一顶升杆上的防水板固定在第一顶升杆上；
（4）前铺设小车、后铺设小车带着防水板卷反方向行走预定距离d；所述行走预定距离d可变；
（5）前铺设小车、后铺设小车带着防水板卷继续正方向行走，在前铺设小车、后铺设小车带着防水板卷越过第一顶升杆后，将步骤（3）中固定在第一顶升杆上的防水板解除固定，并将此时处于第一顶升杆上方的防水板固定在第一顶升杆上；
（6）前铺设小车、后铺设小车带着防水板卷继续正方向行走，按照步骤（3）～（5）的方式依次将防水板铺设并固定在第二顶升杆、...、第n顶升杆上；
（7）将防水板展开的头端解除固定，顶升杆两端的顶升装置将顶升杆顶升，将防水板抬升至安装位置，将防水板连接在隧道轮廓面上。
本实用新型还提供另一种隧道宽幅防水板安装平台的防水板安装方法，包括以下步骤：
（1）将隧道宽幅防水板安装平台放置在防水板安装位置；
（2）将隧道宽幅防水板安装平台的前铺设小车、后铺设小车放置在一侧，在前铺设小车、后铺设小车的支撑座上放置卷轴，卷轴上放置成卷防水板，并将防水板展开的头端固定；沿前铺设小车、后铺设小车行走的方向，将顶升杆依次称为第一顶升杆、第二顶升杆、...、第n顶升杆，n为正整数；
（3）前铺设小车、后铺设小车带着卷轴在铺设轨道上行走，卷轴通过驱动装置驱动转动放卷；
（4）控制前铺设小车、后铺设小车行走速度与卷轴转动速度，使展开防水板的速度大于小车行走的速度；
（5）在前铺设小车、后铺设小车带着卷轴越过第一顶升杆，将展开的防水板铺在第一顶升杆上后，将铺在第一顶升杆上的防水板固定在第一顶升杆上；如通过夹具夹持固定在顶升杆上；
（6）前铺设小车、后铺设小车带着防水板卷继续行走，按照步骤（3）～（5）的方式依次将防水板铺设并固定在第二顶升杆、...、第n顶升杆上；
（7）将防水板展开的头端解除固定，顶升杆两端的顶升装置将顶升杆顶升，将防水板抬升至安装位置，将防水板连接在隧道轮廓面上。
本实用新型隧道宽幅防水板安装平台的功能：
（1）防水层整体展开、整体顶升，提高了安装定位精度，提高了防水板（土工布）施工质量，显著提高了施工功效，减少了洞内登高作业，大大降低了劳动强度，提高了劳动效率。
能够实现顶升（防水板）曲面造型的任意性，满足隧道初期支护轮廓不规则的特点；采用软体顶升头的点接触方式，克服隧道初期支护轮廓表面凸凹不平的接触困难，保证防水层与隧道轮廓的密贴固定定位。
（2）将隧道钢筋环形钢筋整体绑扎工艺，安置在台车顶升系统（即抬升装置与顶升杆）上，形成可以上下自由移动的顶升钢筋升降式拱形绑扎平台，克服了高空作业和负重作业的施工困难，钢筋在适合人工作业的高度上绑扎完成后，顶升到设计位置。在顶升系统上（具体是顶升杆上）设计了钢筋定位架，自动定位钢筋间距，并有效固定。利用顶升系统具有的整体和分离动作功能，实现了环形钢筋网与隧道轮廓定位的适应性。
（3）将隧道土工布施工、防水板施工、钢筋网绑扎施工，有效地结合在一个工作平台上，节约了隧道内施工空间，优化了施工流程，提高了工艺和自动化水平，大量减少了高空作业，节约劳动成本，提高了施工质量，改善了作业条件，突破了3-7米幅宽防水板的施工安装问题，提高了工效，降低了劳动强度，减少了焊缝数量，搭接数量，提高了防水板安装质量。占用施工通道时间短，为施工开挖提供了时间，综合提高了施工工效。改变了隧道内钢筋网绑扎人工单根绑扎的施工工艺，显著提高了施工质量，降低了劳动强度，提高了施工人员的施工作业条件和施工安全。
本实用新型的隧道宽幅防水板安装平台实现施工工艺流程及施工全过程的机械化、自动化，降低人工高空起重工作强度，施工质量和施工效率大大提高，降低了施工过程中的安全风险。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1为本实用新型安装平台结构示意图。
图2为本实用新型安装方法中防水板固定示意图一。
图3为本实用新型安装方法中防水板固定示意图二。
具体实施方式
如图1所示，一种隧道宽幅防水板安装平台，包括安装支架，所述安装支架底部设置有行走轮8，安装支架上设置有前铺设轨道1和后铺设轨道2，前铺设轨道1安装在安装支架7的前端，后铺设轨道2安装在安装支架7的后端，前铺设轨道1上行走有前铺设小车3，后铺设轨道2上行走有后铺设小车4。
前铺设小车3、后铺设小车4上均设置有支撑座5、6，前铺设小车3上的支撑座5与后铺设小车4上的支撑座6之间安装有放置成卷防水板的卷轴11，所述卷轴11通过驱动装置驱动转动放卷将防水板12展开。卷轴11的驱动装置可以采用电机，电机转动轴和卷轴11连接，电机转动轴转动带动卷轴11转动。
本实用新型的前铺设小车3、后铺设小车4及驱动卷轴11的驱动装置采用控制系统控制，可以控制前铺设小车3、后铺设小车4的行走、停止、行走的速度等等，可以通过控制卷轴11的驱动装置，从而控制卷轴11转动速度，最终控制防水板12的放卷速度。如卷轴11的驱动装置采用电机时，控制电机的转速便可以控制卷轴11的转速。
在前铺设轨道3和后铺设轨道4之间设置多个顶升杆9，所述顶升杆9沿拱形铺设轨道环向均匀布置，每个顶升杆9的两端通过顶升装置10安装在安装支架7上，展开的防水板12铺设在顶升杆9上，顶升装置10将顶升杆9顶升，铺设在顶升杆9上的防水板12被抬升贴近隧道轮廓面。抬升杆9的位置可以与防水板12的安装点位置相对应或不相对应。
顶升装置10以隧道轮廓状（近似圆形，与铺设轨道相同）均匀，顶升装置10的位置角度正对着对应的隧道轮廓面。
前铺设小车3、后铺设小车4带着卷轴11行走，卷轴11上展开的防水板12铺设在顶升杆9上，顶升装置10将顶升杆9顶升，铺设在顶升杆9上的防水板12被抬升贴近隧道轮廓面。顶升装置10为液压缸一类的升降机构，在此不进行限制。
往往，隧道初期支护轮廓表面凸凹不平，由于隧道轮廓表面凸凹不平，而防水板12是平整的整体，这样，凹陷部位的隧道轮廓面很难与防水板12接触，因此很难保证防水板12与隧道轮廓的密贴固定定位。为了解决此问题，在所述顶升杆9上设置有软体顶升头13，软体顶升头13即软体材料做的顶升头，质地软和，具有一定的伸缩性，如硅胶材料。软体顶升头13位于顶升杆9表面，软体顶升头13与防水板12接触，形成点接触。
防水板12顶升时，在凸出部位的隧道轮廓面：软体顶升头13处于顶升杆9和防水板12之间，软体顶升头13受顶升杆9和防水板12的压迫以变形状态支撑防水板12。
在凹陷部位的隧道轮廓面：由于防水板12上部是凹陷部位，没有支撑力，此时软体顶升头13所受顶升杆9的力度转移至防水板12上，此部位的防水板12便贴合在凹陷部位的隧道轮廓面上。
所述软体顶升头13具体的可以为环状，这样可以直接套设在顶升杆上，可以根据隧道轮廓面的具体凹陷部位调整软体顶升头13的位置。也可以在顶升杆上呈网状点阵分布。
每个顶升杆两端的顶升装置10为一组，每组顶升装置10单独控制或同步控制顶升，或是单独控制和同步控制顶升一起配合。即控制系统可以根据需要对每组顶升装置10进行同步地控制，对其发出顶升信号，使其同步顶升；也可以根据需要对每组顶升装置10进行单独地控制，单独对其发出顶升信号，使单组顶升装置10顶升，可以实现顶升曲面造型的任意性，满足隧道初期支护轮廓不规则的特点，实现与隧道初期支护轮廓密贴。针对顶升装置10的单独控制可以和上述软体顶升头13配合，针对具有较大凹陷部位的隧道轮廓面进行合理的处理。
上述的各种方案均适用于以下两种安装方法。
上述隧道宽幅防水板12安装平台的防水板12安装方法，包括以下步骤：
（1）将隧道宽幅防水板12安装平台放置在防水板12安装位置。
（2）将隧道宽幅防水板12安装平台的前铺设小车3、后铺设小车4放置在一侧，在前铺设小车3、后铺设小车4的支撑座5、6上放置卷轴11，卷轴11上放置成卷防水板12，并将防水板12展开的头端固定；沿前铺设小车3、后铺设小车4行走的方向，将顶升杆依次称为第一顶升杆、第二顶升杆、...、第n顶升杆，n为正整数；n大小根据防水板12长度和垂度大小实际来决定，如采用5根顶升杆。
（3）前铺设小车3、后铺设小车4带着卷轴11在铺设轨道上行走，卷轴11通过驱动装置驱动转动放卷，在前铺设小车3、后铺设小车4带着防水板12卷越过第一顶升杆，将展开的防水板12铺在第一顶升杆上后，将铺在第一顶升杆上的防水板12固定在第一顶升杆上。
（4）前铺设小车3、后铺设小车4带着防水板12卷反方向行走预定距离d；所述行走预定距离d可变，具体根据工程需要垂度的大小来决定其大小。
（5）前铺设小车3、后铺设小车4带着防水板12卷继续正方向行走，在前铺设小车3、后铺设小车4带着防水板12卷越过第一顶升杆后，将步骤（3）中固定在第一顶升杆上的防水板12解除固定，并将此时处于第一顶升杆上方的防水板12固定在第一顶升杆上；
（6）前铺设小车3、后铺设小车4带着防水板12卷继续正方向行走，按照步骤（3）～（5）的方式依次将防水板12铺设并固定在第二顶升杆、...、第n顶升杆上。
如以第二顶升杆为例，如图2、3所示，在前铺设小车3、后铺设小车4带着卷轴11（卷轴11通过驱动装置驱动转动放卷）越过第二顶升杆，将展开的防水板12铺在第二顶升杆上后，将铺在第一顶升杆上的防水板12通过夹具固定在第二顶升杆上，固定在防水板12上的固定点为A；前铺设小车3、后铺设小车4带着防水板12卷反方向行走预定距离d；前铺设小车3、后铺设小车4带着防水板12卷继续正方向行走，在前铺设小车3、后铺设小车4带着防水板12卷越过第二顶升杆后，将固定在第二顶升杆上的防水板12解除固定，即解除防水板12上A点与第二顶升杆之间固定关系，并将此时处于第二顶升杆上方的防水板12固定在第二顶升杆上，即防水板12上的B点与第二顶升杆固定，此时便可以形成2d长度的垂度。
（7）将防水板12展开的头端解除固定，顶升杆两端的顶升装置10将顶升杆顶升，将防水板12抬升至安装位置，将防水板12连接在隧道轮廓面上。
2d的距离便是防水板12的垂度，通过本实用新型方法可轻易实现。解决了防水板12安装垂度不易预留，即使实现了，预留的安装垂度也参差不齐问题。本实用新型所称的垂度是指防水板12固定在隧道轮廓面上时，相邻两个固定点之间防水板12的长度大于相邻两个固定点之间的距离，在重力的作用下，两固定点之间的防水板12下垂形成的弧面。垂度用于补偿灌注混凝土对防水板12冲击。
本实用新型隧道宽幅防水板12安装平台的防水板12另一种安装方法，包括以下步骤：
（1）将隧道宽幅防水板12安装平台放置在防水板12安装位置。
（2）将隧道宽幅防水板12安装平台的前铺设小车3、后铺设小车4放置在一侧，在前铺设小车3、后铺设小车4的支撑座5、6上放置卷轴11，卷轴11上放置成卷防水板12，并将防水板12展开的头端固定；沿前铺设小车3、后铺设小车4行走的方向，将顶升杆依次称为第一顶升杆、第二顶升杆、...、第n顶升杆，n为正整数。
（3）前铺设小车3、后铺设小车4带着卷轴11在铺设轨道上行走，卷轴11通过驱动装置驱动转动放卷。
（4）控制前铺设小车3、后铺设小车4行走速度与卷轴11转动速度，使展开防水板12的速度大于小车行走的速度；上述速度差的目的是使放卷速度大于小车行走速度，这样便可以使防水板12具有一定的垂度，根据具体要求的垂度来调整上述速度差便可。
（5）在前铺设小车3、后铺设小车4带着卷轴11越过第一顶升杆，将展开的防水板12铺在第一顶升杆上后，将铺在第一顶升杆上的防水板12固定在第一顶升杆上；防水板12可以通过夹具夹持固定在顶升杆上。
（6）前铺设小车3、后铺设小车4带着防水板12卷继续行走，按照步骤（3）～（5）的方式依次将防水板12铺设并固定在第二顶升杆、...、第n顶升杆上。
（7）将防水板12展开的头端解除固定，顶升杆两端的顶升装置10将顶升杆顶升，将防水板12抬升至安装位置，将防水板12连接在隧道轮廓面上。
本实用新型安装平台能有效降低高空负重作业难度，结合自动化技术可实现防水板12（土工布）自动拖拉展开，自动控制实现垂度布放，顶升托举，实现宽幅（如7米）防水板12（土工布）的安装，减少50%的搭接缝焊接，提高隧道防水的可靠性，且节约10%以上防水板12材料，降低焊缝漏水风险55%。
在本实用新型安装平台上，集成了土工布安装施工、防水板12安装施工、钢筋网片绑扎施工、围岩量测等多项施工功能，提高了施工工艺技术的自动化水平，大量减少高空作业时间，节省劳动力成本。
以隧道开挖轮廓尺寸定制，按照单双线分类，对隧道加宽断面和不同高度的隧道断面适用性强。该平台具有自动移动、升降功能，与各种围岩类别开挖隧道轮廓的配合性好，对隧道内狭窄空间作业适应性强。
改善作业条件，提高安装工效，降低施工过程中人工消耗、材料消耗和机械消耗，降低对防水板12的损伤几率。
所述顶升杆可以作为钢筋顶升托架对钢筋进行顶升，还可以在顶升杆上设置有钢筋定位架，对钢筋间距进行自动定位。
上述实施例不以任何方式限制本实用新型，凡是采用等同替换或等效变换的方式获得的技术方案均落在本实用新型的保护范围内。
Claims (6)
1.一种隧道宽幅防水板安装平台，包括安装支架，所述安装支架底部设置有行走轮，安装支架上设置有拱形铺设轨道，铺设小车在铺设轨道上行走，其特征在于：所述铺设轨道为两条，分别为前铺设轨道和后铺设轨道，前铺设轨道安装在安装支架的前端，后铺设轨道安装在安装支架的后端，前铺设轨道上行走有前铺设小车，后铺设轨道上行走有后铺设小车，前铺设小车、后铺设小车上均设置有支撑座，前铺设小车上的支撑座与后铺设小车上的支撑座之间安装有放置成卷防水板的卷轴，所述卷轴通过驱动装置驱动转动放卷将防水板展开；在前铺设轨道和后铺设轨道之间设置多个顶升杆，所述顶升杆沿拱形铺设轨道环向均匀布置，每个顶升杆的两端通过顶升装置安装在安装支架上，展开的防水板铺设在顶升杆上，顶升装置将顶升杆顶升，铺设在顶升杆上的防水板被抬升贴近隧道轮廓面。
2.根据权利要求1所述的隧道宽幅防水板安装平台，其特征在于：所述顶升杆上设置有软体顶升头，所述软体顶升头位于顶升杆表面与防水板接触。
3.根据权利要求2所述的隧道宽幅防水板安装平台，其特征在于：所述软体顶升头为环状套设在顶升杆上，其在顶升杆上呈网状点阵分布。
4.根据权利要求2所述的隧道宽幅防水板安装平台，其特征在于：每个顶升杆两端的顶升装置为一组，每组顶升装置单独控制或同步控制顶升。
5.根据权利要求1所述的隧道宽幅防水板安装平台，其特征在于：所述顶升杆上设置有钢筋定位架。
6.根据权利要求1所述的隧道宽幅防水板安装平台，其特征在于：所述顶升装置为液压缸。
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