CN214989935U - 一种用于隧道衬砌加固的波纹板吊装系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于隧道衬砌加固的波纹板吊装系统，包括：沿环向间隔开设置的第一防护支撑管、第二防护支撑管、第三防护支撑管和第四防护支撑管，第一、第二、第三和第四防护支撑管均采用第一固定件安装在隧道内壁上；设置在隧道内壁的环向中部的吊装机构，吊装机构包括滑轮组件和吊装钢绞线，滑轮组件采用第二固定件与隧道内壁固定连接；设置在隧道底面的驱动机构；其中，吊装钢绞线的一端与驱动机构连接，另一端绕过滑轮组件且用于连接待拼装的波纹板，吊装钢绞线在驱动机构提供的动力作用下，能够通过滑轮组件沿环向依次吊装波纹板，以进行波纹板的安装。

Description

一种用于隧道衬砌加固的波纹板吊装系统

技术领域

本实用新型属于隧道加固工程技术领域，具体涉及一种用于隧道衬砌加固的波纹板吊装系统。

背景技术

随着隧道长期运营，隧道会存在一些隧道病害问题。为了保证隧道正常运行和保证隧道安全，需要定期对隧道病害进行整治。现有的隧道病害整治方法通常采用混凝土加固、波纹板加固等，对于混凝土加固方案，其施工工序复杂，施工周期较长，效率低下，而且施工风险很大，严重影响了隧道正常运营。对于波纹板加固方案虽然工序简单，施工周期短，施工风险小，但施工安装困难，工期较慢。

目前，对于波纹板加固方案采用的方案有通过吊装装置进行安装，例如通过牵引绳穿过托杠和隧道衬砌之间的空间吊装波纹板，进而拼装波纹板。这种吊装装置仍然存在一些问题，例如，牵引绳多次牵引与托杠之间存在摩擦，很容易断裂，从而影响吊装且存在安全风险，并且在吊装过程中波纹板不稳定，同样存在安全风险。

实用新型内容

针对如上所述的技术问题，本实用新型旨在提出一种用于隧道衬砌加固的波纹板吊装系统，该吊装系统能够减少吊装钢绞线的摩擦，避免其断裂，增强安全性能，且该吊装系统操作方便，能够大大提高波纹板的安装效率。

为此，根据本实用新型，提供了一种用于隧道衬砌加固的波纹板吊装系统，包括：沿环向间隔开设置的第一防护支撑管、第二防护支撑管、第三防护支撑管和第四防护支撑管，所述第一防护支撑管、第二防护支撑管分别与所述第三防护支撑管和第四防护支撑管对称分布，且均采用第一固定件安装在隧道内壁上；设置在隧道内壁的环向中部的吊装机构，所述吊装机构包括滑轮组件和吊装钢绞线，所述滑轮组件采用第二固定件与隧道内壁固定连接；设置在隧道底面的驱动机构；其中，所述吊装钢绞线的一端与所述驱动机构连接，另一端绕过所述滑轮组件且用于连接待拼装的波纹板，所述吊装钢绞线在所述驱动机构提供的动力作用下，能够通过所述滑轮组件沿环向依次吊装波纹板，以进行波纹板的安装。

在一个实施例中，所述滑轮组件构造成包括滑轮固定底座和安装在所述滑轮固定底座上的第一吊装滑轮，所述滑轮固定底座通过所述第二固定件与隧道内壁固定连接，所述吊装钢绞线穿过所述第一吊装滑轮且与所述第一吊装滑轮适配。

在一个实施例中，所述滑轮组件通过所述第二固定件可拆卸式安装在隧道内壁的环向中部，从而能够安装在隧道的不同纵向位置以吊装相应位置的波纹板。

在一个实施例中，所述滑轮组件构造成包括防护钢管和通过钢丝绳吊装在所述防护钢管下方的第二吊装滑轮，

所述防护钢管沿隧道纵向方向安装在隧道环向中部，且通过所述第二固定件固定安装，所述吊装钢绞线穿过所述第二吊装滑轮且与所述第二吊装滑轮适配。

在一个实施例中，所述钢丝绳能够沿防护钢管移动，以将所述第二吊装滑轮移动到隧道的不同纵向位置，从而吊装相应位置的波纹板。

在一个实施例中，所述第一固定件和所述第二固定件均采用爆丝或植筋。

在一个实施例中，所述第一固定件和第二固定件均插入隧道二次衬砌内，且第一固定件插入长度不小于20cm，第二固定件插入长度不小于10cm。

在一个实施例中，所述第一防护支撑管、第二防护支撑管、所述第三防护支撑管，以及第四防护支撑管在环向上的位置分别设置成与相邻的波纹板环向连接处错开。

在一个实施例中，所述防护钢管包括沿隧道纵向连续设置的多根子防护钢管，所述子防护钢管的长度设置成处于2-8m的范围。

在一个实施例中，在隧道拱部设有接触网供电线路，所述接触网供电线路处于环向中部位置，所述第二防护支撑管和所述第三防护支撑管与所述接触网供电线路之间的距离均设置成大于350mm。

与现有技术相比，本申请的优点之处在于：

根据本实用新型的用于隧道衬砌加固的波纹板吊装系统通过滑轮组件能够有效减少吊装钢绞线的摩擦，从而能够有效避免吊装钢绞线断裂，显著增强了波纹板吊装作业的安全性能，且吊装系统操作简单方便，能够大大提高波纹板的吊装效率。

附图说明

下面将参照附图对本实用新型进行说明。

图1显示了根据本实用新型的第一实施例的用于隧道衬砌加固的波纹板吊装系统的结构。

图2显示了图1中A指示区域的放大图。

图3显示了根据本实用新型的第一实施例的用于隧道衬砌加固的波纹板吊装系统的侧视图。

图4显示了根据本实用新型的第二实施例的用于隧道衬砌加固的波纹板吊装系统的结构。

图5显示了图4中B指示区域的放大图。

图6显示了根据本实用新型的第二实施例的用于隧道衬砌加固的波纹板吊装系统的侧视图。

图7显示了图6中C指示区域的放大图。

图8至图12显示了波纹板在一环上的吊装顺序。

图13示意性地显示了环向上相邻的波纹板的连接结构。

在本申请中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本实用新型的原理，并且未按实际比例绘制。

具体实施方式

下面通过附图来对本实用新型进行介绍。需要说明的是，下面通过参考附图描述的实施例均是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

另外，还需要说明的是，将沿隧道延伸的方向定义为“纵向”，将隧道横截面上的周向定义为“环向”。

图1显示了根据本实用新型的用于隧道衬砌加固的波纹板吊装系统100的结构。如图1所示，波纹板吊装系统100包括沿隧道环向间隔开设置的第一防护支撑管1、第二防护支撑管2、第三防护支撑管3和第四防护支撑管4，第一防护支撑管1和第三防护支撑管3在环向上相对于隧道中心对称分布，第二防护支撑管2和第四防护支撑管4在环向上相对于隧道中心对称分布。

根据本实用新型的一个实施例，第一防护支撑管1、第二防护支撑管2、第三防护支撑管3和第四防护支撑管4均采用第一固定件8安装在隧道内壁。第一固定件8可以为爆丝或植筋。以第一防护支撑管1的安装方式为例，第一防护支撑管1沿隧道纵向方向延伸设置。在第一防护支撑管1的两端分别通过两个第一固定件8固定安装，两个第一固定件8对称设置在第一防护支撑管1的两侧。第一固定件8的一端与第一防护支撑管1固定连接，另一端插入隧道二次衬砌102 内，且插入隧道二次衬砌102内的长度不小于20cm。由此，将第一防护支撑管1 固定安装在隧道内壁上。第二防护支撑管2、第三防护支撑管3和第四防护支撑管4均采用第一固定件8通过相同的安装方式固定安装在隧道内壁上。这种安装方式能够有效保证第一防护支撑管1、第二防护支撑管2、第三防护支撑管3和第四防护支撑管4安装的稳定性和支撑性能。

根据本实用新型，第一防护支撑管1、第二防护支撑管2、第三防护支撑管3 和第四防护支撑管4均沿隧道纵向连续设有多根，且每根第一防护支撑管1、第二防护支撑管2、第三防护支撑管3和第四防护支撑管4的长度设置成处于 2.0m-8.0m的范围内。

根据本实用新型，波纹板吊装系统100还包括设置在隧道内壁的环向中部的吊装机构，吊装机构用于吊装波纹板。吊装机构包括滑轮组件5、吊装钢绞线6 和设置在隧道底面的驱动机构7，吊装钢绞线6穿过滑轮组件5，并与滑轮组件5 适配。滑轮组件5采用第二固定件51与隧道内壁固定连接。吊装钢绞线6的一端与驱动机构7连接，另一端绕过滑轮组件5且用于连接待拼装的波纹板，吊装钢绞线6在驱动机构7提供的动力作用下，能够通过滑轮组件5沿环向依次吊装波纹板，从而进行波纹板的安装。

根据本实用新型的第一实施例，如图2所示，滑轮组件5构造成包括滑轮固定底座52和安装在滑轮固定底座52上的第一吊装滑轮53，滑轮固定底座52通过第二固定件51与隧道内壁固定连接，吊装钢绞线6穿过第一吊装滑轮53且与第一吊装滑轮53适配。第二固定件51的一端与滑轮固定底座52固定连接，另一端插入隧道二次衬砌102内，且插入隧道二次衬砌102内的长度不小于10cm。第二固定件51可以为爆丝或植筋。

在实际吊装过程中，滑轮组件5通过第二固定件51可拆卸式安装在隧道内壁的环向中部。当吊装完成一环波纹板后，将滑轮组件5拆下，并沿纵向在下一环位置处安装滑轮组件5，从而吊装不同纵向位置的波纹板。这样，在吊装完一环波纹板后，能够拆下，不仅能够节约材料，降低成本，还能避免将滑轮组件5 留在波纹板与隧道之间，从而避免滑轮组件5对波纹板产生影响。为了便于在吊装后拆下滑轮组件5，在吊装上一环位置的波纹板时，滑轮组件5安装在下一环位置处。

吊装机构通过将吊装钢绞线6的一端连接驱动机构7，另一端穿过滑轮组件 5的第一吊装滑轮53和相应的支撑管，进而固定连接波纹板，从而沿环向依次吊装波纹板，将一环波纹板吊装完成后，拆下滑轮组件5，并沿纵向安装在下一环位置处，从而吊装下一环位置的波纹板。

根据本实用新型的第二实施例，如图4、图5和图6所示，滑轮组件5＇构造成包括防护钢管502、钢丝绳503和第二吊装滑轮504，第二吊装滑轮504通过钢丝绳503吊装在防护钢管502下方。防护钢管502沿隧道纵向方向安装在隧道环向中部，且通过第二固定件51＇固定安装，吊装钢绞线6穿过第二吊装滑轮 504且与第二吊装滑轮504适配。同样地，第二固定件51＇的一端与防护钢管502 固定连接，另一端插入隧道二次衬砌102内，且插入隧道二次衬砌102内的长度不小于10cm。第二固定件51＇可以为爆丝或植筋。

如图7所示，钢丝绳503绕过防护钢管502且固定连接第二吊装滑轮504，从而使第二吊装滑轮504通过钢丝绳503套在防护钢管502上。在实际吊装过程中，钢丝绳503能够沿防护钢管502移动，以将第二吊装滑轮504移动到隧道的不同纵向位置，从而在不同隧道纵向位置吊装波纹板。

防护钢管502包括沿隧道纵向连续设置的多根子防护钢管，子防护钢管的长度设置成处于2.0m-8.0m的范围内。

吊装机构通过将吊装钢绞线6的一端连接驱动机构7，另一端穿过滑轮组件 5＇的第二吊装滑轮504和相应的支撑管，进而固定连接波纹板，从而沿环向依次吊装波纹板，将一环波纹板吊装完成后，拆下滑轮组件5＇，并沿纵向安装在下一环位置处，从而吊装下一环位置的波纹板。

根据本实用新型的用于隧道衬砌加固的波纹板吊装系统100通过滑轮组件能够有效减少吊装钢绞线6的摩擦，从而能够有效避免吊装钢绞线6断裂，显著增强了波纹板吊装作业的安全性能，且吊装系统100操作简单方便，能够大大提高波纹板的吊装效率。

根据本实用新型的用于隧道衬砌加固的波纹板吊装系统100在吊装过程中，先安装一环波纹板，再安装下一环波纹板，直至安装完整个隧道。在安装一环波纹板的过程中，采用先两侧后中间的顺序进行安装。

首先，吊装第一波纹板11。如图1所示，将吊装钢绞线6依次绕过滑轮组件、第二防护支撑管2和第一防护支撑管1，并固定连接第一波纹板11。然后，启动驱动机构7驱动吊装钢绞线6将第一波纹板11吊装至预定位置，并对第一波纹板11进行固定安装。优选地，第一波纹板11的环向上端穿过第一防护支撑管1 与隧道内壁之间的间隙，并处于第一防护支撑管1上端。然后，对第一波纹板11 进行固定。

如图3所示，第一波纹板11的下端处于隧道环向底部。在隧道环向底部浇筑混凝土基础，在混凝土基础内预埋基础角钢和地脚螺栓。第一波纹板11的下端延伸至混凝土基础，并通过连接板和角钢连接螺栓与基础角钢固定连接。由此，将第一波纹板11固定安装在隧道内壁。图8示意性地显示了第一波纹板11安装完毕后的状态。

之后，如图9所示，吊装第二波纹板12。将吊装钢绞线6依次绕过滑轮组件、第二防护支撑管2，并固定连接第二波纹板12。然后，启动驱动机构7驱动吊装钢绞线6将第二波纹板12吊装至预定位置，并对第二波纹板12进行固定安装。在一个实施例中，也可以将吊装钢绞线6依次绕过滑轮组件、第二防护支撑管2 和第一防护支撑管1来连接第二波纹板12，进而启动驱动机构7驱动吊装钢绞线 6将第二波纹板12吊装至预定位置。优选地，第二波纹板12的环向上端穿过第二防护支撑管2与隧道内壁之间的间隙，并处于第二防护支撑管2上端。第二波纹板12的环向下端在环向上处于第一防护支撑管1和第二防护支撑管2之间，从而使第一波纹板11和第二波纹板12的连接处处于第一防护支撑管1和第二防护支撑管2之间，即，第一防护支撑管1在环向上的位置设置成与第一波纹板11 和第二波纹板12的连接处错开。

将第二波纹板12吊装至预定位置后，对第二波纹板12进行固定安装。第二波纹板12的环向下端与第一波纹板11的环向上端部分重叠，并采用紧固件9(见图13)形成固定连接。紧固件9可以为紧固螺栓。优选地，在第一波纹板11和第二波纹板12的连接处设有两排紧固件9。在第一波纹板11的环向上端设有螺纹通孔，在第二波纹板12的环向下端设有贯穿第二波纹板12的通孔，且在通孔中预设有螺母。紧固件9依次穿过第二波纹板12的通孔和第一波纹板11的螺纹通孔，从而使第一波纹板11和第二波纹板12形成紧固连接。第二波纹板12的环向下端处于第一波纹板11的环向上端的内侧。这里的“内侧”指靠近隧道的一侧。图10示意性地显示了第二波纹板12安装完毕后的状态。

之后，吊装第五波纹板15。将吊装钢绞线6依次绕过滑轮组件、第三防护支撑管13和第四防护支撑管14，并连接第五波纹板15。然后，启动驱动机构7驱动吊装钢绞线6将第五波纹板15吊装至预定位置，并对第五波纹板15进行固定安装。优选地，第五波纹板15的环向上端穿过第四防护支撑管14与隧道内壁之间的间隙，并处于第四防护支撑管14上端。然后，对第五波纹板15进行固定。

同样地，如图7所示，第五波纹板15的下端处于隧道环向底部。在隧道环向底部浇筑混凝土基础，在混凝土基础内预埋基础角钢和地脚螺栓。第五波纹板 15的下端延伸至混凝土基础，并通过连接板和角钢连接螺栓与基础角钢固定连接。由此，将第五波纹板15固定安装在隧道内壁。

之后，吊装第四波纹板14。将吊装钢绞线6依次绕过滑轮组件、第三防护支撑管3，并固定连接第四波纹板14。然后，启动驱动机构7驱动吊装钢绞线6将第四波纹板14吊装至预定位置，并对第四波纹板14进行固定安装。在一个实施例中，也可以将吊装钢绞线6依次绕过滑轮组件、第三防护支撑管3和第四防护支撑管4来连接第四波纹板14，进而启动驱动机构7驱动吊装钢绞线6将第四波纹板14吊装至预定位置。优选地，第四波纹板14的环向上端穿过第三防护支撑管3与隧道内壁之间的间隙，并处于第三防护支撑管3上端。第四波纹板14的环向下端在环向上处于第三防护支撑管3和第四防护支撑管3之间，从而使第四波纹板14和第五波纹板15的连接处处于第三防护支撑管3和第四防护支撑管4 之间，即，第三防护支撑管3在环向上的位置设置成与第四波纹板14和第五波纹板15的连接处错开。

将第四波纹板14吊装至预定位置后，对第四波纹板14进行固定安装。第四波纹板14的环向下端与第五波纹板15的环向上端部分重叠。同样地，第四波纹板14与第五波纹板15采用紧固件9形成固定连接。第五波纹板15的环向上端处于第四波纹板14的环向下端的内侧。第四波纹板14与第五波纹板15的连接方式与第一波纹板11和第二波纹板12的连接方式相同。

这里需要说明的是，第五波纹板15、第四波纹板14的吊装方式与第一波纹板11、第二波纹板12的吊装方式相同。

根据本实用新型，第一防护支撑管1处于第一波纹板11的环向上端的下方 30cm-50cm的范围内。同样地，第四防护支撑管4处于第五波纹板15的环向上端的下方30cm-50cm的范围内。这样设置后，第一波纹板11与第五波纹板15在吊装过程中可以依靠第一防护支撑管1和第四防护支撑管4沿着环向滑动，这不但可以保护隧道壁上的既有电缆，而且还可以防止波纹板在吊装过程中钢绞线6 断裂导致的掉落伤人事故发生，从而保证施工安全。

在隧道拱部设有接触网供电线路(未示出)，接触网供电线路处于环向中部位置。第二防护支撑管2、第三防护支撑管3与接触网供电线路之间的距离均设置成大于350mm。这样设置后，在吊装过程中波纹板可以依靠第二防护支撑管2 和第三防护支撑管3沿着环向滑动，不但能够防止波纹板吊装过程中钢绞线6断裂导致的掉落伤人事故发生，而且第二防护支撑管2、第三防护支撑管3，以及相关配件(植筋丝或爆丝)等金属器件与接触网供电线路的距离满足供电安全距离要求，可以保证接触网送电安全。

之后，如图11所示，吊装第三波纹板13。将吊装钢绞线6绕过滑轮组件，并固定连接第三波纹板13。然后，启动驱动机构7驱动吊装钢绞线6将第三波纹板13吊装至隧道底部且处于环向中部的位置。然后，对第三波纹板13进行固定安装。第三波纹板13的环向两端部分分别与第二波纹板12和第四波纹板14重叠，并通过紧固件9固定连接。环向上，第三波纹板13的一端处于第二波纹板 12的环向上端端的内侧，第四波纹板14的环向上端处于第三波纹板13的另一端的内侧。环向上，第三波纹板13和第二波纹板12的连接处处于滑轮组件与第二防护支撑管2之间，第三波纹板13和第四波纹板14的连接处处于滑轮组件与第三防护支撑管3之间。由此，通过先两侧后中间的顺序安装完一环上的波纹板。图12示意性地显示了隧道内壁安装完一环波纹板后的状态。

之后，沿隧道纵向移动滑轮组件，将滑轮组件移动至下一环安装位置，以对隧道的下一环位置进行波纹板吊装作业，重复上述一环上的波纹板的安装步骤，直至完成整个隧道的波纹板吊装作业。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

最后应说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施方案而已，并不构成对本实用新型的任何限制。尽管参照前述实施方案对本实用新型进行了详细的说明，但是对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于隧道衬砌加固的波纹板吊装系统，其特征在于，包括：

沿环向间隔开设置的第一防护支撑管(1)、第二防护支撑管(2)、第三防护支撑管(3)和第四防护支撑管(4)，所述第一防护支撑管(1)、第二防护支撑管(2)分别与所述第三防护支撑管(3)和第四防护支撑管(4)对称分布，且均采用第一固定件(8)安装在隧道内壁上；

设置在隧道内壁的环向中部的吊装机构，所述吊装机构包括滑轮组件(5)和吊装钢绞线(6)，所述滑轮组件采用第二固定件(51)与隧道内壁固定连接；

设置在隧道底面的驱动机构(7)；

其中，所述吊装钢绞线的一端与所述驱动机构连接，另一端绕过所述滑轮组件且用于连接待拼装的波纹板，所述吊装钢绞线在所述驱动机构提供的动力作用下，能够通过所述滑轮组件沿环向依次吊装波纹板，以进行波纹板的安装。

2.根据权利要求1所述的波纹板吊装系统，其特征在于，所述滑轮组件构造成包括滑轮固定底座(52)和安装在所述滑轮固定底座上的第一吊装滑轮(53)，

所述滑轮固定底座通过所述第二固定件与隧道内壁固定连接，所述吊装钢绞线穿过所述第一吊装滑轮且与所述第一吊装滑轮适配。

3.根据权利要求2所述的波纹板吊装系统，其特征在于，所述滑轮组件通过所述第二固定件可拆卸式安装在隧道内壁的环向中部，从而能够安装在隧道的不同纵向位置以吊装相应位置的波纹板。

4.根据权利要求1所述的波纹板吊装系统，其特征在于，所述滑轮组件构造成包括防护钢管(502)和通过钢丝绳(503)吊装在所述防护钢管下方的第二吊装滑轮(504)，

所述防护钢管沿隧道纵向方向安装在隧道环向中部，且通过所述第二固定件固定安装，所述吊装钢绞线穿过所述第二吊装滑轮且与所述第二吊装滑轮适配。

5.根据权利要求4所述的波纹板吊装系统，其特征在于，所述钢丝绳能够沿防护钢管移动，以将所述第二吊装滑轮移动到隧道的不同纵向位置，从而吊装相应位置的波纹板。

6.根据权利要求1所述的波纹板吊装系统，其特征在于，所述第一固定件和所述第二固定件均采用爆丝或植筋。

7.根据权利要求1或6所述的波纹板吊装系统，其特征在于，所述第一固定件和第二固定件均插入隧道二次衬砌(102)内，且第一固定件插入长度不小于20cm，第二固定件插入长度不小于10cm。

8.根据权利要求1所述的波纹板吊装系统，其特征在于，所述第一防护支撑管、第二防护支撑管、所述第三防护支撑管，以及第四防护支撑管在环向上的位置分别设置成与相邻的波纹板环向连接处错开。

9.根据权利要求4或5所述的波纹板吊装系统，其特征在于，所述防护钢管包括沿隧道纵向连续设置的多根子防护钢管，所述子防护钢管的长度设置成处于2-8m的范围。

10.根据权利要求1所述的波纹板吊装系统，其特征在于，在隧道拱部设有接触网供电线路，所述接触网供电线路处于环向中部位置，所述第二防护支撑管和所述第三防护支撑管与所述接触网供电线路之间的距离均设置成大于350mm。

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