CN217761022U - 水电站气垫式调压室施工综合作业台车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了水电站气垫式调压室施工综合作业台车，它包括用于对整个台车进行支撑的台架系统；所述台架系统的底部配合安装有用于驱动其沿着调压室移动行走的平移系统；所述台架系统的顶端设置有用于对调压室拱顶进行辅助施工的顶拱系统；所述台架系统的两外侧对称布置有多组用于对调压室内侧壁衬砌施工的滑模系统；所述台架系统的两外侧设置有多组用于提升作业的提升系统；所述平移系统、顶拱系统和滑模系统与用于控制其动作的液压系统相连。能够有效解决上述现有气垫式调压室施工过程中作业台架普遍存在的通用性能差、安全技措投入多、工序转换时间长、施工成本高、安全风险大、质量控制难、制约工期等关键问题。

Description

水电站气垫式调压室施工综合作业台车

技术领域

本实用新型涉及水电站地下工程施工领域，特别涉及一种水电站气垫式调压室施工过程中可以满足开挖支护、平压系统安设、钢筋绑扎、闭气钢板安装、混凝土衬砌、灌浆等工序的多功能综合作业台车及其使用方法。

背景技术

水电站气垫式调压室设计断面较大，结构十分复杂。通常设计为锚网喷支护、平压系统、钢筋混凝土外壁、钢板闭气、钢筋混凝土内壁等复合洞壁结构以及回填、固结、接触灌浆；技术质量要求严格，施工工艺复杂，施工工序繁琐，往往是水电站施工的关键线路之一。

针对气垫式调压室的复杂结构、繁琐施工工序和严格技术要求，必须有严密的施工措施、先进的施工工艺、严格的组织管理，才能保证施工安全、质量、工期、成本。

传统的作业方式是在开挖支护、平压系统安设、闭气钢板安装、钢筋绑扎、混凝土衬砌、灌浆等施工过程中，根据不同的施工工序采用不同形式的作业台架或频繁搭设脚手架作为工作平台，来满足各工序施工需要。虽然这种方式使用比较灵活，但存在的问题也十分突出，主要表现在：

一是不同工序的台架通用性能较差，难以重复利用，制造、安装、改造等成本较高；

二是频繁安拆脚手架或改造台架，资源投入较多，可靠性较差，一定程度上加大了工程成本；

三是频繁转换施工工序，衔接不畅，技术措施费用高，质量控制难，安全风险大，工序循环时间长，制约施工工期。

综上所述，设计提供一种既能满足开挖支护、又能满足平压系统安设需要，还可作为钢筋绑扎和闭气钢板安装使用；既能满足边墙混凝土滑模、又能满足顶拱混凝土衬砌，还可以进行固结、回填、接触灌浆的气垫式调压室施工的多功能综合作业台车，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供水电站气垫式调压室施工综合作业台车，通过此作业台车能够有效解决上述现有气垫式调压室施工过程中作业台架普遍存在的通用性能差、安全技措投入多、工序转换时间长、施工成本高、安全风险大、质量控制难、制约工期等关键问题，设计提供一种结构简单、灵活方便、安全可靠、可周转使用且能满足施工过程中不同作业工序要求的多功能综合作业台车。

为了实现上述的技术特征，本实用新型的目的是这样实现的：水电站气垫式调压室施工综合作业台车，它包括用于对整个台车进行支撑的台架系统；所述台架系统的底部配合安装有用于驱动其沿着调压室移动行走的平移系统；所述台架系统的顶端设置有用于对调压室拱顶进行辅助施工的顶拱系统；所述台架系统的两外侧对称布置有多组用于对调压室内侧壁衬砌施工的滑模系统；所述台架系统的两外侧设置有多组用于提升作业的提升系统；所述平移系统、顶拱系统和滑模系统与用于控制其动作的液压系统相连。

所述台架系统包括多组桁架立柱；相邻两组桁架立柱之间通过顶部桁架和中部桁架固定相连，并构成门架结构；多组门架结构之间通过顶部横向桁架和中部横向桁架固定相连；在门架结构之间通过桁架斜撑杆支撑相连。

所述台架系统的长度尺寸根据气调室长度、分缝位置及钢筋长度确定，长度尺寸取6~10m，并采用3-5榀门架结构拼装成一个刚性整体。

所述平移系统包括通过锚栓锚固的轨道底板，轨道底板支撑在调压室的底部基础上；在轨道底板的顶部固定有轨道，轨道与安装在台架系统的桁架立柱底端的轨道轮构成滚动配合，轨道轮与用于驱动其沿着轨道移动的液压爬轨器相连；台架系统需要移动时，液压爬轨器前端卡在轨道上，通过液压控制台驱动，牵引台架系统水平移动。

所述顶拱系统包括按照拱部内壁衬砌断面加工成的排架，排架之间用支撑杆连接成一个刚性拱形体，刚性拱形体整体支撑在多组大行程液压千斤顶的顶端，大行程液压千斤顶支撑在台架系统的顶端，以满足平压系布设、钢筋绑扎、闭气钢板安装、灌浆工序，内壁拱顶混凝土衬砌时，在刚性拱形体的拱架上安装拼装模板，分段完成顶拱混凝土施工。

所述滑模系统包括竖直固定在台架系统的门架结构与调压室基础之间的滑模爬杆，滑模爬杆上通过滑模千斤顶配合安装有边墙滑模，边墙滑模和台架系统的桁架立柱之间设置有脱模千斤顶，边墙滑模的外侧壁上设置有用于侧墙浇筑的边墙模板。

所述边墙滑模采用轻型桁架结构，截面尺寸以1.2-1.5m，边墙滑模长度与台架系统长度一致；轻型桁架结构竖面用普通钢模板拼装成模板，以满足边墙、端墙滑模要求，以分段完成边墙混凝土滑模施工；轻型桁架结构上平面铺设网纹钢板或木板作为工作平台；临空面设置栏杆并挂设安全网，确保作业安全。

所述提升系统包括固定在台架系统的门架结构上的提升葫芦，所述提升葫芦上缠绕有提升葫芦钢丝绳。

所述液压系统包括液压泵站、控制阀和控制器，所述液压系统与平移系统的液压爬轨器相连，并实现台车的平移就位；液压系统与顶拱系统的大行程液压千斤顶相连，实现顶拱闭气钢板安装支撑、混凝土内壁衬砌支撑和脱模功能；液压系统与滑模系统的滑模千斤顶相连，实施拉压结合悬吊式滑模；液压系统与滑模系统的脱模千斤顶相连，实现边墙模板的脱模。

本实用新型有如下有益效果：

1、本实用新型台车能够实现，钢筋绑扎一次完成、平压系统布设一次就位、闭气钢板依靠滑模及台架作支撑分层安装，施工精度有保障，施工质量有保证。

2、本实用新型的边墙采取拉压结合悬吊式滑模施工，可有效规避全断面钢模台车混凝土衬砌的不足，混凝土施工过程直观可视，实现分层分仓、均匀平仓、密实振捣有保证，可及时消缺、及时养护，有利于混凝土质量控制。

3、本实用新型台车具备多功能性，既是锚喷支护、钢筋绑扎、平压系统安设、闭气钢板安装、灌浆等施工的作业台车，又是边墙滑模、顶拱衬砌的作业台车，台车综合使用，设施充分利用，工序转换快捷，施工进度有保证，有利于施工工期，能有效降低工程成本。

4、本实用新型台车为全封闭结构，多工种、多工序立体交叉平行作业相对独立，减少了繁琐的脚手架安拆工序，消减了许多安全隐患，安全施工有保障。

5、本实用新型台车采用轨轮式，利用液压爬轨器牵引，可在较快的时间内移动到下一仓号施工，方便快捷，有利于工序的快速转换。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是综合作业台车横断面示意图。

图2是综合作业台车纵剖面示意图。

图中：台架系统1、滑模系统2、顶拱系统3、提升系统4、液压系统5；

顶部桁架101、桁架立柱102、桁架斜撑杆103、中部桁架104、顶部横向桁架105、中部横向桁架106；

脱模千斤顶201、边墙滑模202、滑模千斤顶203、滑模爬杆204、边墙模板205；

大行程液压千斤顶301、排架302、支撑杆303；

提升葫芦401、提升葫芦钢丝绳402；

轨道601、轨道底板602、锚栓603、液压爬轨器604、轨道轮605；

环向平压管7、混凝土结构外边线8、混凝土结构内边线9、喷护混凝土层10、外层钢筋11、内层钢筋12、闭气钢板13、纵向平压管14、系统平压孔15、系统锚杆16、开挖外轮廓17、闭气钢板里侧回填灌浆18、闭气钢板外侧回填灌浆19。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。

实施例1：

本实用新型的主要设计方法为：

首先，按照气垫式调压室设计结构和特征设计制作一套台架式边墙滑模及顶拱衬砌台车，以满足内壁边墙、端墙及顶拱的钢筋安装、混凝土衬砌以及回填、固结、接触灌浆需要。其二，在此台车的基础上，利用边墙滑模作为升降作业平台、结合提升系统完成外层钢筋的绑扎以及平压系统安设。其三，利用边墙滑模作为升降作业平台、依靠提升系统完成闭气钢板起吊、就位、焊接、探伤、加固等，并用滑模和台车支撑闭气钢板作为模板分层完成外壁混凝土回填。其四，利用顶拱台车作支撑完成拱部闭气钢板安装和顶拱外壁回填混凝土施工。其五，如果采用人工钻爆法开挖，还可以作为开挖支护的作业台车使用。

参见图1-2，水电站气垫式调压室施工综合作业台车，它包括用于对整个台车进行支撑的台架系统1；所述台架系统1的底部配合安装有用于驱动其沿着调压室移动行走的平移系统6；所述台架系统1的顶端设置有用于对调压室拱顶进行辅助施工的顶拱系统3；所述台架系统1的两外侧对称布置有多组用于对调压室内侧壁衬砌施工的滑模系统2；所述台架系统1的两外侧设置有多组用于提升作业的提升系统4；所述平移系统6、顶拱系统3和滑模系统2与用于控制其动作的液压系统5相连。通过采用上述的台车有效解决上述现有气垫式调压室施工过程中作业台架普遍存在的通用性能差、安全技措投入多、工序转换时间长、施工成本高、安全风险大、质量控制难、制约工期等关键问题。其结构简单、灵活方便、安全可靠、可周转使用且能满足施工过程中不同作业工序要求的多功能综合作业台车。

进一步的，所述台架系统1包括多组桁架立柱102；相邻两组桁架立柱102之间通过通过顶部桁架101和中部桁架104固定相连，并构成门架结构；多组门架结构之间通过顶部横向桁架105和中部横向桁架106固定相连；在门架结构之间通过桁架斜撑杆103支撑相连。其中台架系统是该综合作业台车的骨架，必须具有足够的强度与刚度。一般用型钢加工成门架式或桁架式，以方便通行；门架高度统筹考虑边墙滑模、闭气钢板安装、顶拱衬砌等工艺要求。

进一步的，所述台架系统1的长度尺寸根据气调室长度、分缝位置及钢筋长度确定，长度尺寸取6~10m，并采用3-5榀门架结构拼装成一个刚性整体。通过上述的尺寸配合能够适应气调室的施工。

进一步的，所述平移系统6包括通过锚栓603锚固的轨道底板602，轨道底板602支撑在调压室的底部基础上；在轨道底板602的顶部固定有轨道601，轨道601与安装在台架系统1的桁架立柱102底端的轨道轮605构成滚动配合，轨道轮605与用于驱动其沿着轨道601移动的液压爬轨器604相连；台架系统1需要移动时，液压爬轨器604前端卡在轨道601上，通过液压控制台驱动，牵引台架系统1水平移动。平移系统6是台架移动装置，一般台架设计为轨轮移动式，轨轮固定在门架上，其型号与移动轨道相匹配。

进一步的，所述顶拱系统3包括按照拱部内壁衬砌断面加工成的排架302，排架302之间用支撑杆303连接成一个刚性拱形体，刚性拱形体整体支撑在多组大行程液压千斤顶301的顶端，大行程液压千斤顶301支撑在台架系统1的顶端，以满足平压系布设、钢筋绑扎、闭气钢板安装、灌浆工序，内壁拱顶混凝土衬砌时，在刚性拱形体的拱架上安装拼装模板，分段完成顶拱混凝土施工。其中，所述顶拱系统3即是拱部平压系统布设、钢筋绑扎、闭气钢板安装、拱顶混凝土衬砌、灌浆施工的作业平台，又是顶拱模板及支撑系统，必须有一定的刚度。

进一步的，所述滑模系统2包括竖直固定在台架系统1的门架结构与调压室基础之间的滑模爬杆204，滑模爬杆204上通过滑模千斤顶203配合安装有边墙滑模202，边墙滑模202和台架系统1的桁架立柱102之间设置有脱模千斤顶201，边墙滑模202的外侧壁上设置有用于侧墙浇筑的边墙模板205。滑模系统2除满足内壁边墙混凝土施工外，还要作为平压系统布设、钢筋绑扎、钢板安装、灌浆等工序的施工作业平台。滑模千斤顶203采用专用穿心千斤顶、液压系统组成，这些均为定型产品，其数量通过计算获取。

进一步的，所述边墙滑模202采用轻型桁架结构，截面尺寸以1.2-1.5m，边墙滑模202长度与台架系统1长度一致；轻型桁架结构竖面用普通钢模板拼装成模板，以满足边墙、端墙滑模要求，以分段完成边墙混凝土滑模施工；轻型桁架结构上平面铺设网纹钢板或木板作为工作平台；临空面设置栏杆并挂设安全网，确保作业安全。

进一步的，所述提升系统4包括固定在台架系统1的门架结构上的提升葫芦401，所述提升葫芦401上缠绕有提升葫芦钢丝绳402。提升系统4是钢筋、模板、钢板安装等材料的起吊装置，一般在台架上部挂设电动葫芦或悬吊手动葫芦，可根据起吊重量配置不同的起吊工器具，以满足各工序的施工需要。

进一步的，所述液压系统5包括液压泵站、控制阀和控制器，所述液压系统5与平移系统6的液压爬轨器604相连，并实现台车的平移就位；液压系统5与顶拱系统3的大行程液压千斤顶301相连，实现顶拱闭气钢板安装支撑、混凝土内壁衬砌支撑和脱模功能；液压系统5与滑模系统2的滑模千斤顶203相连，实施拉压结合悬吊式滑模；液压系统5与滑模系统2的脱模千斤顶201相连，实现边墙模板205的脱模。液压系统5是边墙滑模、闭气钢板支撑、顶拱支撑、脱模、台架移动的集中控制装置。所有液压系统统一由液压控制台集中控制。

实施例2：

水电站气垫式调压室施工综合作业台车的使用方法，包括以下步骤：

步骤1，系统制造：

将台车的台架系统1、顶拱系统3和滑模系统2在钢结构车间分件制造，并进行预组装和系统试验，验收合格后，编号后解体运输；

步骤2，现场安装：

2.1，首先浇筑气调室底板混凝土，留设台车平移系统6的轨道埋件并铺设行走轨道，同时留设外层钢筋插筋和安装首层闭气钢板；

2.2，拼装台架系统1、平移系统6，连接所有支撑并加固，形成整体刚性结构；

2.3，安装布置滑模系统2，并布置悬吊提升系统4；

2.4，在台架系统1顶部安装固定顶拱系统3；

2.5，连接液压系统5，并对平移系统6、顶拱系统3和滑模系统2进行空载试验；

2.6，所有装置系统调整完善后，即可投入使用；

步骤3，外层钢筋11的安装：

利用滑模系统2作为工作平台，自下而上一次进行外层钢筋11的绑扎、加固；再利用顶拱系统3作为工作平台进行顶拱外层钢筋绑扎、加固；

步骤4，平压系统施工：

利用滑模系统2和顶拱系统3作为工作平台，完成系统平压孔15的钻孔施工和环向平压管7以及纵向平压管14的钢管安装工作；

步骤5，闭气钢板13的安装：

利用提升系统4完成闭气钢板13的就位、焊接并使用拉筋加固到外层钢筋11上；利用滑模系统2牢固支撑在台架系统1上，以抵抗混凝土侧压力，确保回填混凝土时闭气钢板13不发生变形；边墙和端墙闭气钢板安装至拱肩位置、回填混凝土完成后，利用提升系统4和顶拱系统3完成顶拱闭气钢板安装、焊接、支撑、固定；

步骤6，外壁混凝土衬砌：

每安装一层闭气钢板，就回填一次混凝土，直至边墙至拱肩位置；顶拱闭气钢板完成后，再进行顶拱外壁回填混凝土施工；

步骤7，外壁顶拱回填灌浆：

顶拱回填混凝土完成并待强后，再利用顶拱系统3作为工作平台进行顶拱回填灌浆；

步骤8，内层钢筋12的安装：

利用滑模系统2、顶拱系统3作为工作平台，边墙、端墙、拱顶钢筋一次绑扎到位，并通过拉筋与闭气钢板13连接牢靠；

步骤9，内壁混凝土衬砌：

边墙利用拉压结合悬吊式滑模技术分段衬砌，顶拱混凝土利用顶拱系统3滞后边墙分段衬砌；

步骤10，内壁顶拱灌浆：

顶拱内壁回填混凝土完成并待强后，再利用顶拱系统3作为工作平台进行顶拱回填灌浆、接触灌浆。

Claims (9)

1.水电站气垫式调压室施工综合作业台车，其特征在于：它包括用于对整个台车进行支撑的台架系统（1）；所述台架系统（1）的底部配合安装有用于驱动其沿着调压室移动行走的平移系统（6）；所述台架系统（1）的顶端设置有用于对调压室拱顶进行辅助施工的顶拱系统（3）；所述台架系统（1）的两外侧对称布置有多组用于对调压室内侧壁衬砌施工的滑模系统（2）；所述台架系统（1）的两外侧设置有多组用于提升作业的提升系统（4）；所述平移系统（6）、顶拱系统（3）和滑模系统（2）与用于控制其动作的液压系统（5）相连。

2.根据权利要求1所述水电站气垫式调压室施工综合作业台车，其特征在于：所述台架系统（1）包括多组桁架立柱（102）；相邻两组桁架立柱（102）之间通过顶部桁架（101）和中部桁架（104）固定相连，并构成门架结构；多组门架结构之间通过顶部横向桁架（105）和中部横向桁架（106）固定相连；在门架结构之间通过桁架斜撑杆（103）支撑相连。

3.根据权利要求2所述水电站气垫式调压室施工综合作业台车，其特征在于：所述台架系统（1）的长度尺寸根据气调室长度、分缝位置及钢筋长度确定，长度尺寸取6~10m，并采用3-5榀门架结构拼装成一个刚性整体。

4.根据权利要求1所述水电站气垫式调压室施工综合作业台车，其特征在于：所述平移系统（6）包括通过锚栓（603）锚固的轨道底板（602），轨道底板（602）支撑在调压室的底部基础上；在轨道底板（602）的顶部固定有轨道（601），轨道（601）与安装在台架系统（1）的桁架立柱（102）底端的轨道轮（605）构成滚动配合，轨道轮（605）与用于驱动其沿着轨道（601）移动的液压爬轨器（604）相连；台架系统（1）需要移动时，液压爬轨器（604）前端卡在轨道（601）上，通过液压控制台驱动，牵引台架系统（1）水平移动。

5.根据权利要求1所述水电站气垫式调压室施工综合作业台车，其特征在于：所述顶拱系统（3）包括按照拱部内壁衬砌断面加工成的排架（302），排架（302）之间用支撑杆（303）连接成一个刚性拱形体，刚性拱形体整体支撑在多组大行程液压千斤顶（301）的顶端，大行程液压千斤顶（301）支撑在台架系统（1）的顶端，以满足平压系布设、钢筋绑扎、闭气钢板安装、灌浆工序，内壁拱顶混凝土衬砌时，在刚性拱形体的拱架上安装拼装模板，分段完成顶拱混凝土施工。

6.根据权利要求1所述水电站气垫式调压室施工综合作业台车，其特征在于：所述滑模系统（2）包括竖直固定在台架系统（1）的门架结构与调压室基础之间的滑模爬杆（204），滑模爬杆（204）上通过滑模千斤顶（203）配合安装有边墙滑模（202），边墙滑模（202）和台架系统（1）的桁架立柱（102）之间设置有脱模千斤顶（201），边墙滑模（202）的外侧壁上设置有用于侧墙浇筑的边墙模板（205）。

7.根据权利要求6所述水电站气垫式调压室施工综合作业台车，其特征在于：所述边墙滑模（202）采用轻型桁架结构，截面尺寸以1.2-1.5m，边墙滑模（202）长度与台架系统（1）长度一致；轻型桁架结构竖面用普通钢模板拼装成模板，以满足边墙、端墙滑模要求，以分段完成边墙混凝土滑模施工；轻型桁架结构上平面铺设网纹钢板或木板作为工作平台；临空面设置栏杆并挂设安全网，确保作业安全。

8.根据权利要求1所述水电站气垫式调压室施工综合作业台车，其特征在于：所述提升系统（4）包括固定在台架系统（1）的门架结构上的提升葫芦（401），所述提升葫芦（401）上缠绕有提升葫芦钢丝绳（402）。

9.根据权利要求1所述水电站气垫式调压室施工综合作业台车，其特征在于：所述液压系统（5）包括液压泵站、控制阀和控制器，所述液压系统（5）与平移系统（6）的液压爬轨器（604）相连，并实现台车的平移就位；液压系统（5）与顶拱系统（3）的大行程液压千斤顶（301）相连，实现顶拱闭气钢板安装支撑、混凝土内壁衬砌支撑和脱模功能；液压系统（5）与滑模系统（2）的滑模千斤顶（203）相连，实施拉压结合悬吊式滑模；液压系统（5）与滑模系统（2）的脱模千斤顶（201）相连，实现边墙模板（205）的脱模。

Images