一種隧道掘進同步襯砌模板臺車的製作方法

2023-04-25 19:07:36 1

專利名稱：一種隧道掘進同步襯砌模板臺車的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及掘進機TBM施工掘進同吋與二次襯砌工序協同跟進 銜接的施工設備，尤其是一種隧道掘進同步襯砌模板臺車。
技術背景
隧道掘進機英文名稱是Tunnel Boring Machine,簡稱TBM。 TBM的 針對性很強，不同的地質條件需要不同的掘進機，有的適用於軟土,又稱 為盾構機；有的適用於巖石。巖石掘進機可分為開敞式、單護盾式和雙 護盾式，幵敞式對圍巖自穩能力要求較高，護盾式適用範圍較 廣。支護結構，有適用噴錨的，有適用管片襯砌的以及甚他支 護結構。
近年來，國內鐵道、水利、公路等基礎行業大規模的推行使用TBM 法施工。TBM適用於山嶺隧道硬巖掘進，代替傳統的鑽爆法，在相同的條 件下，其掘進速度約為常規鑽爆法的4 10倍，具有快速、優質、安全、 經濟、有利於環境保護和勞動力保護等優點。
敞開式硬巖掘進機硬巖TBM施工時掘進後需要進行對隧道壁進行噴 漿固定表面，繼而需要對隧道內壁圍巖進行混凝土支護即二次襯砌。隧 道內部全部襯以稱之為拱楔塊的鋼筋混凝土的弧形板塊,用以防備土石 的可能下落並確保含水段的防滲。二次襯砌工程包括仰拱、側牆、中壁、路面板、上半拱及檢修通道5 部分,全部為混凝土結構(部分含鋼筋)。採用砼預製管片襯砌是TBM施 工所具有的特點之一。由於TBM自身結構的特點，開挖時根據圍巖情況， 管片必須部分或完全承受TBM推進系統產生的軸向壓力，施工期間管片 除承受自重、山巖壓力外，還要承受灌漿和施工荷載。由於採用邊開挖 邊襯砌的工藝流程，當遇到構造發育比較破碎的巖層時，採用該施工方 法相對於鑽爆法、 一次支護而言，具有較高的安全性。
對於長距離交通隧道，多採用敞開式硬巖掘進機，由於在TBM掘進 施工的同時進行二次襯砌施工二者的相互幹擾、影響，特別是在交通運 輸及施工組織問題上的相互幹擾和影響，現有工藝只能在隧道掘進完畢 TBM拆除後，對隧道圍巖進行二次襯砌，常需要較長工期。因而存在工期 緊、施工難度大、自然條件惡劣、各種原材料運輸距離較遠等種種不利 因素。為了保證在不良地質中TBM快速、穩定的掘進，必須進行TBM掘 進與二次襯砌同步施工。
技術內容.-
本實用新型的目的是提供一種在能確保與TBM掘進同步進行二次襯 砌，達到相互順利、快速施工，以緩解工程工期壓力的掘進與二次襯砌 同步實施的設備，即一種隧道掘進同步襯砌模板臺車。
實現本實用新型發明目的的措施包括沿隧道方向底縱梁及垂直隧 道軸線的門架橫梁固定連接；行走機構固定於底縱梁下；上縱橫移梁總 成和上縱梁通過門架立柱二和門架立柱一固定於底縱梁上方；頂模橫梁 固定於上縱橫移梁總成和上縱梁上；頂模立柱下部固定與頂模橫梁上，上部向上頂託短模板和長模板； 一端固定在門架立柱一、立柱二上或底 縱梁外側的絲杆向外側頂緊邊模。
本實用新型的優點在於與TBM配套的全環內通式襯砌模板臺車，提 高了隧洞(道)施工的綜合工效，全環內通式襯砌模板臺車樣機結構設 計獨特，內部可通過滿足施工要求的各種運輸車輛，完全克服過車對仰 拱結構的影響，還可以通過通風管、'皮帶運輸機以及其他各種管線，實 現TBM掘進與快速仰拱施工的聯合作業，尤其針對工期緊、施工難度大、 自然條件惡劣、各種原材料運輸距離較遠等種種不利因素，保證在不良 地質中TBM快速、穩定的掘進，進行TBM掘進與二次襯砌同步施工，交 叉作業工序快速轉換，高效有軌運輸施工調配組織，模板臺車在幹擾中 的快速脫模定位，砼澆灌與隧道出碴同步施工技術，可大大提高隧洞(道) 施工的綜合工效及仰拱的施工質量。


圖1為本實用新型實施例1的惻視結構示意圖。
圖2為本實用新型實施例1的主視結構示意圖。
圖3為本實用新型實施例1的作業窗注漿口布置示意圖。
圖4為本實用新型實施例1的前抗浮支撐結構示意圖。
圖5為本實用新型實施例1的後抗浮支撐結構示意圖。
圖6為本實用新型實施例1的脫模示意圖。
附圖標記包括短頂模l，注漿口加長管2，頂模透氣孔3，長頂模 4，頂模立柱5，上縱橫移梁總成6，上縱梁7，頂模依接箱8，端平臺 一9，門架橫梁IO、邊模ll、門架立柱二12、絲杆13、絲杆油缸箱 14、底縱梁15、 32噸螺旋千斤頂16、千斤頂底部支座17、橫移油缸18、 M20X70螺栓19、定位箱20、邊模通梁21、邊模油缸22、頂 模側斜撐23、前抗浮總成24、抗浮斜拉撐25、門架立柱一26、混凝 土分料器27、升降油缸28、爬梯29、行走機構30、內伸縮套31、底 支撐螺杆32、門架側斜撐一33、門架側斜撐二34、 50噸螺旋千斤頂 35、後抗浮總成36、作業窗37、注漿口38、液壓系統39、電氣控制 系統40、搭接模41、 M16X45螺栓42、邊模油缸耳板43、頂模橫梁 44、定位套45、掛鈎46、水平斜撐47、橫梁間支撐48、風管支架49、 回填注漿孔50、高頻振搗器及變頻電源機組51、分管52、頂模立柱間 平臺53、梯子支撐件54。
具體實施方式
實施例1:沿隧道方向底縱梁15及垂直隧道軸線的門架橫梁10固 定連接；行走機構30固定於底縱梁15下；上縱橫移梁總成6和上縱梁
7通過門架立柱二 12和門架立柱一 26固定於底縱梁15上方；頂模橫 梁44固定於上縱橫移梁總成6和上縱梁7上；頂模立柱5下部固定與 頂模橫梁44上，上部向上頂託短模板1和長模板4; 一端固定在門架立 柱一 26、立柱二 12上或底縱梁15外側的絲杆13向外側頂緊邊模11。
底縱梁15下方採用4臺底支撐螺杆32和8臺可拆卸32噸螺旋千 斤頂16作為支撐，並向上抬舉調整整體設備。
在底縱梁15、門架橫梁10和上縱梁7之間固定端平臺9，端平臺 9上安裝液壓系統39和電器控制系統40。
邊模油缸22後端連接在底縱梁15、上縱梁7或門架立柱一 22、 立柱二12上，前端頂緊邊模ll。門架橫梁上固定橫移油缸18，橫移油缸18連接兩側上縱橫移梁總 成6，通過橫移油缸的伸縮，調整上部頂模l、 4的左右移動。
在底縱梁15與上縱梁7之間連接門架斜撐一 33和門架斜撐二 34。 門架立柱12、 26與門架橫梁10之間連接水平斜撐47。在頂模立柱5 與頂模橫梁44之間聯結頂模側斜撐23。門架斜撐33、 34、水平斜撐 47和頂模側斜撐23增加了底縱梁15、上縱梁7、橫梁10以及頂模橫 梁44之間載荷均勻分布狀況和穩定性能。
行走機構30通過內伸縮套31與電器控制系統40連接。行走機構 30座於下方的行走軌道上。
在兩端門架橫梁上部設前抗浮總成24和後抗浮總成36，基座採用 抗浮斜拉撐25加固，抗浮總成設備主要採用50噸螺旋千斤頂，每處設 置3個，共計12個。
混凝土分配器27固定於頂模橫梁44上。通過混凝土分配器27對
頂模板1、 4或邊模11灌注混凝土漿料。
根據總體工期目標，每月二次襯砌進度指標不低於500m，為實現這一
目標，採用兩臺16. 5m長的襯砌模板臺車，每臺臺車按2循環/3天的襯
砌速度計，每月可襯砌660m，滿足進度指標要求且有26%富餘。
為保證與TBM掘進同步施工，模板臺車設計方案重點考慮如何減少或
避免二者的相互幹擾帶j約，特別是在交通運輸上，需確保臺車下滿足雙
線通車淨空要求。如模板臺車橫梁跨度必須滿足4. 3m，高度必須高於
仰拱塊鋪設面3. 2m的行車淨空要求。
本實用新型實施例的優點在於與TBM配套的全環內通式襯砌模板臺車,提高了隧洞(道)施工的綜合工效，全環內通式襯砌模板臺車樣機 結構設計獨特，內部可通過滿足施工要求的各種運輸車輛，完全克服過 車對仰拱結構的影響，還可以通過通風管、皮帶運輸機以及其他各種管
線，實現TBM掘進與快速仰拱施工的聯合作業，尤其針對工期緊、施工 難度大、自然條件惡劣、各種原材料運輸距離較遠等種種不利因素，保 證在不良地質中TBM快速、穩定的掘進，進行TBM掘進與二次襯砌同步 施工，交叉作業工序快速轉換，高效有軌運輸施工調配組織，模板臺車 在幹擾中的快速脫模定位，砼澆灌與隧道出碴同步施工技術，可大大提 高隧洞(道)施工的綜合工效及仰拱的施工質量。
權利要求1. 一種隧道掘進同步襯砌模板臺車，其特徵在於，沿隧道方向底縱梁(15)及垂直隧道軸線的門架橫梁(10)固定連接；行走機構(30)固定於底縱梁(15)下；上縱橫移梁總成(6)和上縱梁(7)通過門架立柱二(12)和門架立柱一(26)固定於底縱梁(15)上方；頂模橫梁(44)固定於上縱橫移梁總成(6)和上縱梁(7)上；頂模立柱(5)下部固定與頂模橫梁(44)上，上部向上頂託短模板(1)和長模板(4)；一端固定在門架立柱一(26)、立柱二(12)上或底縱梁(15)外側的絲杆(13)向外側頂緊邊模(11)。
2. 如權利要求1所述的一種隧道掘進同步襯砌模板臺車，其特徵在 於，底縱梁(15)下方採用4臺底支撐螺杆(32)和8臺可拆卸32噸螺旋千斤頂(16)作為支撐。
3. 如權利要求1所述的一種隧道掘進同步襯砌模板臺車，其特徵在 於，在底縱梁(15)、門架橫梁(10)和上縱梁(7)之間固定端平臺(9),端 平臺(9)上安裝液壓系統(39)和電器控制系統(40)。
4. 如權利要求1所述的一種隧道掘進同步襯砌模板臺車，其特徵在 於，門架橫梁上固定橫移油缸(18)，橫移油缸(18)連接兩側上縱橫移梁 總成(6)。
5. 如權利要求1所述的一種隧道掘進同步襯砌模板臺車，其特徵 在於，行走機構(30)通過內伸縮套(31)與電器控制系統(40)連接。行走 機構(30)座於下方的行走軌道上。
6. 如權利要求1所述的一種隧道掘進同步襯砌模板臺車，其特徵在 於，在兩端門架橫梁上部設前抗浮總成(24)和後抗浮總成(36)基座 釆用抗浮斜拉撐(25)加固，抗浮總成設備主要採用50噸螺旋千斤頂。
專利摘要一種隧道掘進同步襯砌模板臺車，涉及掘進機TBM施工掘進同時與二次襯砌工序協同跟進銜接的施工設備，沿隧道方向底縱梁15及垂直隧道軸線的門架橫梁10固定連接；行走機構30固定於底縱梁15下；上縱橫移梁總成6和上縱梁7通過門架立柱二12和門架立柱一26固定於底縱梁15上方；頂模橫梁44固定於上縱橫移梁總成6和上縱梁7上；頂模立柱5下部固定與頂模橫梁44上，上部向上頂託短模板1和長模板4；一端固定在門架立柱一26、立柱二12上或底縱梁15外側的絲杆13向外側頂緊邊模11。與TBM配套的全環內通式襯砌模板臺車，提高了隧洞(道)施工的綜合工效，內部可通過滿足施工要求的各種運輸車輛，還可以通過通風管、皮帶運輸機以及其他各種管線，實現TBM掘進與快速仰拱施工的聯合作業。
文檔編號E21D11/10GK201246169SQ200820103730
公開日2009年5月27日 申請日期2008年6月27日 優先權日2008年6月27日
發明者何中文, 劉二召, 劉招偉, 周振國, 原 崔, 崔文斌, 鑫 張, 張寧川, 張洪星, 楊立新, 王小平, 王成鯤, 曲 石, 羅巖松, 董天洪, 譚小波, 譚順輝, 華 趙, 陳文忠, 魏文杰, 魚建玲 申請人:中鐵隧道集團有限公司