CN210977514U - 一种隧道二次衬砌防脱空纵向带模注浆拔管装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种隧道二次衬砌防脱空纵向带模注浆拔管装置，涉及隧道二衬拱部带模注浆技术领域，针对现有技术用人工操作工序繁琐，需反复执行灌浆、拔管，增加了操作人员的劳动强度的问题。采用包括底座和拔管机构构成，其中，拔管机构包括夹紧装置、直线运动机构以及拔管连接架。底座上固定设置有直线运动机构，直线运动机构的运动部与拔管连接架固定连接，拔管连接架的一侧与夹紧装置固定连接。夹紧装置设有夹口，夹口内贯穿注浆管。本装置通过夹紧装置与直线运动机构的配合，能够很有效地实现注浆管的夹紧和拔出，并在夹紧和拔出的同时可以通过注浆机构实现向拱顶注浆。其设计合理，结构巧妙，效率高，稳定性好，易于操作，便于组装。

Description

一种隧道二次衬砌防脱空纵向带模注浆拔管装置

技术领域

本实用新型涉及隧道二衬拱部带模注浆技术领域，特别涉及一种隧道二次衬砌防脱空纵向带模注浆拔管装置。

背景技术

隧道二衬脱空、空洞质量缺陷问题仍是目前二衬施工的较普遍问题。从以往隧道工程施工过程质量检测、检查，以及工程竣工质量检测验收的缺陷问题统计数据看，二衬拱部、拱腰的脱空、空洞问题较多，部分问题程度较严重，造成设计结构安全隐患，对铁路、公路、市政道路运营安全影响较大，一直受铁路、公路、市政道路建设单位、铁路局、公路局、铁总质量监督管理局关注。

隧道二衬的拱部及拱腰部位产生脱空、空洞原因主要有：（1）因混凝土流动性、和易性等工作性能不良，造成混凝土泵入二衬台车拱部模板后流动性不佳而局部未能灌满。（2）台车拱部模板附着式振捣器振捣过程中可能存在拱部混凝土继续下沉情况而脱空现象。（3）隧道设计纵坡会趋使拱部混凝土由高端向低端流动，而易造成高端未灌满。（4）混凝土封顶时，泵送管堵管、混凝土供应不及时等因素造成入模混凝土接近初凝而流动性受阻情况，可能带来局部未灌满。

二衬拱顶带模RPC管径向注浆为近年国内铁路隧道施工推广的新技术。浇筑混凝土前在台车拱部模板中线位置预留的注浆管孔上安装RPC注浆管，管口切“十”字槽并顶至防水板及初支面，管外径 36mm，内径 15mm，二衬砼封顶灌筑时也可通过RPC管口是否溢浆判断该部位是否灌满砼。拱顶混凝土封顶灌筑完成后3-6h内完成拱部带模注浆，一般12m长二衬台车纵向布设4孔，若本孔注浆则邻近孔作为排气孔，如果注浆压力超过1.0MPa或邻孔溢浆即可更换至下一孔注浆，直至全部孔已注浆或溢浆。带模注浆料可采购市场成品微膨胀混合料砂浆，能达到混凝土同等强度。具体内容可以参考实用新型专利：CN207297034U，隧道二衬混凝土拱顶回填注浆装置。

上述技术方案存在的问题是：（1）一般12m台车布置RPC注浆管4孔，孔位间隔布置，施工经验及雷达检测发现，拱顶砼脱空、空洞是无规律的，脱空点未必刚好在注浆孔位置，注浆未必能将拱部各处脱空都灌满。（2）注浆管孔与邻近排气管孔未必是空间相通的，边注浆边排出封闭空间气体只是理想状况，因此即使达到注浆压力也未必是真注满。（3）通过雷达无损检测显示，该注浆工艺仍无法确保拱部脱空均能得到注浆回填及实现注满。

为了解决上述问题，我们研究出了一种新工法：在二衬拱顶上面沿着拱轴向设置有一根注浆管，注浆回填时一边往注浆管内注入浆液一边将注浆管向外拉出。上述工法如果用人工操作，其工序繁琐，需要反复执行灌浆、拔管的操作，增加了操作人员的劳动强度。另外，由于浇筑二衬时混凝土会随着时间的加长而凝固，将预制在其拱顶的注浆管牢牢粘住，导致注浆回填时注浆管无法向外拔出，此外，由于注浆管比较长，其与混凝土的摩擦力很大，即使混凝土没有将注浆管固化，仅采用人工也很难将其拔出。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案实现：

一种隧道二次衬砌防脱空纵向带模注浆拔管装置，包括底座和拔管机构；

所述拔管机构包括夹紧装置、直线运动机构以及拔管连接架；

所述底座上固定设置有直线运动机构，直线运动机构的运动部与所述拔管连接架固定连接，拔管连接架的一侧与夹紧装置固定连接；

所述夹紧装置设有夹口，夹口内贯穿注浆管。

优选地，所述底座包括底板、配重台、门架、支撑臂；

所述底板的一端固定设置有配重台，配重台上固定设置有配重块；

所述底板的另一端固定设置有门架，门架呈拱门形结构，门架一侧的两边分别固定设置有所述直线运动机构；

门架另一侧的两边分别固定设置有两根支撑臂，该支撑臂垂直设置在所述门架上；

所述拔管连接架包括导轨、滑块、支撑连接梁、支撑连接法兰；

所述导轨分别固定设置在所述支撑臂上，所述滑块可滑动设置在所述导轨上；

所述支撑连接梁呈L形结构，其底部固定设置在所述滑块上，支撑连接梁的中部一侧固定设置有所述支撑连接法兰；

所述直线运动机构的运动部与所述支撑连接梁固定连接，通过直线运动机构的运动部的前后移动能够带动支撑连接梁以及滑块沿着导轨前后滑动；

所述支撑连接法兰与夹紧装置固定连接。

优选地，所述夹紧装置包括拔管法兰盘、拔管固定半圆柱、拔管滑杆固定耳、拔管滑杆、拔管活动半圆柱以及拔管夹紧缸；

所述拔管法兰盘呈圆盘状结构，其中心开设有通孔，拔管法兰盘一侧固定设置有拔管固定半圆柱，拔管固定半圆柱的两侧分别固定设置有拔管滑杆固定耳，拔管滑杆固定耳内穿设固定有一根拔管滑杆；

所述拔管滑杆上可滑动设置有所述拔管活动半圆柱；

所述拔管滑杆的底部与所述拔管夹紧缸固定连接；

所述拔管夹紧缸的活塞杆与所述拔管活动半圆柱的底部固定连接。

优选地，所述直线运动机构以及拔管夹紧缸为直线液压缸、直线气缸、电缸或者齿轮齿条机构、丝杆传动机构。

优选地，还包括控制系统和注浆装置；

所述控制系统包括控制器以及电磁阀、接触器或变频器；

所述注浆装置包括注浆泵、注浆软管以及压力表，注浆泵进口和出口分别连接有注浆软管，注浆泵出口的注浆软管与预埋在二衬拱顶的注浆管外端连接；压力表用于检测注浆管内的压力；

所述控制器的输出端分别与电磁阀、接触器连接，所述电磁阀用于控制直线运动机构以及夹紧装置的动作；

所述接触器或者变频器用于控制注浆泵。

优选地，所述控制器还与控制按钮或者通讯模块连接，用于接收外部控制指令。

优选地，所述门架与所述底板之间还设置有门架加强肋板；

所述门架与所述支撑臂之间还设置有支撑臂加强肋板。

本实用新型设计合理，结构巧妙，效率高，稳定性好，易于操作，便于组装和检修。

附图说明

图1是本实用新型的总体结构示意图；

图2是隧道二次衬砌防脱空纵向退管式带模注浆旋转装置另一个视角的立体；

图3是隧道二次衬砌防脱空纵向退管式带模注浆旋转装置的爆炸图。

具体实施方式

为使本申请实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的图1~3，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，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方式，都属于本申请保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施方式。

如图1~3所示，一种隧道二次衬砌防脱空纵向带模注浆拔管装置，包括底座1和拔管机构3。

拔管机构3包括夹紧装置30、直线运动机构31以及拔管连接架32。底座1上固定设置有直线运动机构31，直线运动机构31采用直线液压缸、直线气缸、电缸或者齿轮齿条机构、丝杆传动机构等均可，本实施例优选采用直线液压缸。

直线运动机构31的运动部与拔管连接架32固定连接，拔管连接架32的一侧与夹紧装置30固定连接。夹紧装置30设有夹口，夹口内贯穿注浆管。

具体地，底座1包括底板10、配重台11、门架13、支撑臂14。底板10的一端固定设置有配重台11，配重台11上固定设置有配重块。当然，如果底部采用工字型结构，也可以不用配重台。

底板10的另一端固定设置有门架13，门架13呈拱门形结构，门架13一侧的两边分别固定设置有直线运动机构31。为了增强结构的强度，门架13与底板10之间还设置有门架加强肋板12。门架加强肋板12呈三角形结构。

门架13另一侧的两边分别固定设置有两根支撑臂14，支撑臂14采用方形钢材制成，该支撑臂14垂直于门架13设置。为了提高其承重能力，门架13与支撑臂14之间还设置有支撑臂加强肋板15，该支撑臂加强肋板15位于下方，呈三角形结构。

如图3所示，拔管连接架32包括导轨320、滑块321、支撑连接梁322、支撑连接法兰323。导轨320分别用螺钉固定设置在支撑臂14上，滑块321可滑动设置在导轨320上。导轨320优选采用方形导轨。

支撑连接梁322呈L形结构，其底部分别固定设置在两块滑块321上，支撑连接梁322的中部一侧固定设置有支撑连接法兰323。支撑连接法兰323呈圆盘状，其中心开设有注浆管孔。

直线运动机构31的运动部与支撑连接梁322固定连接，通过直线运动机构31的运动部的前后移动能够带动支撑连接梁322以及滑块321沿着导轨320前后滑动。支撑连接法兰323与夹紧装置30固定连接。夹紧装置30可以采用普通机床上采用的工件夹紧装置，也可以采用其他简易夹紧装置。

为了简化设计，降低成本，在一实施例中，如图3所示，夹紧装置30包括拔管法兰盘300、拔管固定半圆柱301、拔管滑杆固定耳303、拔管滑杆304、拔管活动半圆柱305以及拔管夹紧缸306。

拔管法兰盘300呈圆盘状结构，其与支撑连接法兰323相互对应匹配，拔管法兰盘300的中心开设有通孔，拔管法兰盘300一侧采用螺钉或者焊接固定设置有拔管固定半圆柱301。拔管固定半圆柱301呈半圆柱体结构，其中心轴上开设有多边形通孔槽，该通孔槽也是半孔状，其轴心与半圆柱体的轴心相互重合。拔管固定半圆柱301的两侧分别固定设置有拔管滑杆固定耳303，拔管滑杆固定耳303呈套筒结构，其垂直设置在拔管固定半圆柱301的两侧。拔管滑杆固定耳303内穿设固定有一根拔管滑杆304，固定方式可以是螺纹连接固定或者采用螺母固定。两根拔管滑杆304上可滑动设置有拔管活动半圆柱305。拔管活动半圆柱305的形状结构与拔管固定半圆柱301相似，只是拔管活动半圆柱305不与拔管法兰盘300固定，而是可以在两根拔管滑杆304上滑动。拔管滑杆304的底部与拔管夹紧缸306螺纹固定连接。拔管夹紧缸306的活塞杆3060与拔管活动半圆柱305的底部固定连接。通过控制拔管夹紧缸306的活塞杆3060伸出或缩进，可以控制拔管活动半圆柱305与拔管固定半圆柱301共同对注浆管实现夹紧或放松。为了提高力距和统一设计，拔管夹紧缸306也采用直线液压缸。

此外，还包括控制系统和注浆装置。控制系统包括控制器以及电磁阀、接触器或变频器。注浆装置包括注浆泵、注浆软管以及压力表，注浆泵进口和出口分别连接有注浆软管，注浆泵出口的注浆软管与预埋在二衬拱顶的注浆管外端连接；压力表用于检测注浆管内的压力。控制器的输出端分别与电磁阀、接触器连接，电磁阀用于控制直线运动机构31以及夹紧装置30的动作。接触器或者变频器用于控制注浆泵。为了便于外部控制，控制器还与控制按钮或者通讯模块连接，用于接收外部控制指令。通讯模块包括无线通讯模块或者有线通讯模块，能够实现远程控制。

工作时，在二衬混凝土还未完全凝固时，先将隧道二次衬砌防脱空纵向退管式带模注浆旋转装置抬到台车上并使其与预制在拱顶的注浆管相互齐平，将注浆管贯穿过拔管活动半圆柱305与拔管固定半圆柱301构成的夹口中，然后在注浆管的端部将注浆泵引出的注浆软管与之连接。安装好之后，用按钮或者遥控器启动装置。控制器首先控制拔管夹紧缸306的活塞杆3060伸出，带动拔管活动半圆柱305向上移动，与拔管固定半圆柱301共同夹紧注浆管。夹紧后，控制器控制作为直线运动机构31的直线液压缸的活塞杆伸出，将支撑连接梁322沿着导轨320向外推出一定距离。完成推出后，控制器控制注浆泵注浆，水泥浆经过注浆软管、注浆泵以及注浆管注入拱顶空腔中，当压力达到预定要求时，压力表显示，可以停止注浆。注浆停止后，控制器控制拔管夹紧缸306的活塞杆3060缩回，带动拔管活动半圆柱305向下移动放松对注浆管的夹紧；然后再控制直线运动机构31缩回，带动夹紧装置30回到初始位置，接着再重复上面的夹紧-拔管-注浆-放松-复位操作，周而复始，最终可以实现一边注浆一边拔管的目的。通过采用自动注浆、拔管，大大节省了操作人员的劳动强度，提高了工作效率。

Claims (7)

1.一种隧道二次衬砌防脱空纵向带模注浆拔管装置，其特征在于，包括底座（1）和拔管机构（3）；

所述拔管机构（3）包括夹紧装置（30）、直线运动机构（31）以及拔管连接架（32）；

所述底座（1）上固定设置有直线运动机构（31），直线运动机构（31）的运动部与所述拔管连接架（32）固定连接，拔管连接架（32）的一侧与夹紧装置（30）固定连接；

所述夹紧装置（30）设有夹口，夹口内贯穿注浆管。

2.根据权利要求1所述的一种隧道二次衬砌防脱空纵向带模注浆拔管装置，其特征在于：

所述底座（1）包括底板（10）、配重台（11）、门架（13）、支撑臂（14）；

所述底板（10）的一端固定设置有配重台（11），配重台（11）上固定设置有配重块；

所述底板（10）的另一端固定设置有门架（13），门架（13）呈拱门形结构，门架（13）一侧的两边分别固定设置有所述直线运动机构（31）；

门架（13）另一侧的两边分别固定设置有两根支撑臂（14），该支撑臂（14）垂直设置在所述门架（13）上；

所述拔管连接架（32）包括导轨（320）、滑块（321）、支撑连接梁（322）、支撑连接法兰（323）；

所述导轨（320）分别固定设置在所述支撑臂（14）上，所述滑块（321）可滑动设置在所述导轨（320）上；

所述支撑连接梁（322）呈L形结构，其底部固定设置在所述滑块（321）上，支撑连接梁（322）的中部一侧固定设置有所述支撑连接法兰（323）；

所述直线运动机构（31）的运动部与所述支撑连接梁（322）固定连接，通过直线运动机构（31）的运动部的前后移动能够带动支撑连接梁（322）以及滑块（321）沿着导轨（320）前后滑动；

所述支撑连接法兰（323）与夹紧装置（30）固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种隧道二次衬砌防脱空纵向带模注浆拔管装置，其特征在于：

所述夹紧装置（30）包括拔管法兰盘（300）、拔管固定半圆柱（301）、拔管滑杆固定耳（303）、拔管滑杆（304）、拔管活动半圆柱（305）以及拔管夹紧缸（306）；

所述拔管法兰盘（300）呈圆盘状结构，其中心开设有通孔，拔管法兰盘（300）一侧固定设置有拔管固定半圆柱（301），拔管固定半圆柱（301）的两侧分别固定设置有拔管滑杆固定耳（303），拔管滑杆固定耳（303）内穿设固定有一根拔管滑杆（304）；

所述拔管滑杆（304）上可滑动设置有所述拔管活动半圆柱（305）；

所述拔管滑杆（304）的底部与所述拔管夹紧缸（306）固定连接；

所述拔管夹紧缸（306）的活塞杆（3060）与所述拔管活动半圆柱（305）的底部固定连接。

4.根据权利要求1~3任一项所述的一种隧道二次衬砌防脱空纵向带模注浆拔管装置，其特征在于：

所述直线运动机构（31）以及拔管夹紧缸（306）为直线液压缸、直线气缸、电缸或者齿轮齿条机构、丝杆传动机构。

5.根据权利要求1~3任一项所述的一种隧道二次衬砌防脱空纵向带模注浆拔管装置，其特征在于：

还包括控制系统和注浆装置；

所述控制系统包括控制器以及电磁阀、接触器或变频器；

所述注浆装置包括注浆泵、注浆软管以及压力表，注浆泵进口和出口分别连接有注浆软管，注浆泵出口的注浆软管与预埋在二衬拱顶的注浆管外端连接；压力表用于检测注浆管内的压力；

所述控制器的输出端分别与电磁阀、接触器连接，所述电磁阀用于控制直线运动机构（31）以及夹紧装置（30）的动作；

所述接触器或者变频器用于控制注浆泵。

6.根据权利要求5所述的一种隧道二次衬砌防脱空纵向带模注浆拔管装置，其特征在于：

所述控制器还与控制按钮或者通讯模块连接，用于接收外部控制指令。

7.根据权利要求2所述的一种隧道二次衬砌防脱空纵向带模注浆拔管装置，其特征在于：

所述门架（13）与所述底板（10）之间还设置有门架加强肋板（12）；

所述门架（13）与所述支撑臂（14）之间还设置有支撑臂加强肋板（15）。

Images