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一種用於礦山法多種斷面混凝土施工的臺車及其施工方法

2023-05-21 10:51:46

一種用於礦山法多種斷面混凝土施工的臺車及其施工方法
【專利摘要】本發明公開了一種用於礦山法多種斷面形式混凝土澆築施工的臺車,包括車架,所述車架上連接有模板,所述車架包括門架、以及設置於門架上方的頂拱架,所述頂拱架的上方設置有頂模板,所述門架的兩側設置有側模板,所述側模板與門架之間設置有側向油缸,所述側向油缸的兩端分別與側模板和門架鉸接;首先,其可適用於不同尺寸的斷面:變換斷面施工時,能夠通過對模板的姿態、弧度的調整,適應不同斷面尺寸要求,可達到變斷面不更換臺車的有益效果;第二,分離式跳倉施工,通過將門形架整體分離成兩個小型門形架,可在隧道初期支護僅拆除橫向臨時抑拱時,分別從隧道兩側軌道進入流水施工段再現場連接合併拼裝。
【專利說明】—種用於礦山法多種斷面混凝土施工的臺車及其施工方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種可適用於礦山法多種斷面轉換的模板臺車及其施工方法,尤其適用於大型斷面轉換頻繁、施工風險及難度大、工期緊迫的用於礦山法多種斷面混凝土施工的臺車及其施工方法。
【背景技術】
[0002]礦山法是暗挖法的一種,因借鑑礦山開拓巷道的方法,故名礦山法。用礦山法施工時,將整個斷面分部開挖至設計輪廓,並隨之修築襯砌。
[0003]當地層鬆軟時,則可採用簡便挖掘機具進行,並根據圍巖穩定程度,在需要時應邊開挖邊支護。分部開挖時,斷面上最先開挖導坑,再由導坑向斷面設計輪廓進行擴大開挖。分部開挖主要是為了減少對圍巖的擾動,分部的大小和多少視地質條件、隧道斷面尺寸、支護類型而定。在堅實、整體的巖層中,對中、小斷面的隧道,可不分部而將全斷面一次開挖。如遇鬆軟、破碎地層,須分部開挖,並配合開挖及時設置礦山法臨時支撐,以防止土石坍塌。
[0004]在礦山法施工中,傳統做法是採用普通的臺車對斷面進行襯砌施工,常見的臺車通常車架、調節絲杆、以及一個與隧道內壁形狀相適配的模板,如申請號為201020637966.3的中國實用新型專利《一種擋頭鉸接式模板臺車》,然而,上述臺車的結構在用於礦山法施工時,存在以下不足之處:
現有的臺車僅採用單一的標準形式的模板,僅能適應於特定的隧道端面尺寸和支護類型,難以直接用於斷面轉換頻繁、隧道較長、工期緊迫的礦山法施工中,上述模板支撐體難以穿越可變斷面的隧道,嚴重影響施工工期,並且存在極大的安全隱患。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在於:針對上述不足之處,提供一種施工周期更短、操作簡便、工作效率高、施工安全的用於礦山法多種斷面混凝土施工的臺車及其施工方法,尤其體現在能夠通過同一臺車,滿足不同斷面結構二襯施工。
[0006]為了實現上述發明目的,本發明提供了以下技術方案:
一種用於礦山法多種斷面形式混凝土澆築施工的臺車,包括車架,所述車架上連接有模板,所述車架包括門架、以及設置於門架上方的頂拱架,所述頂拱架的上方設置有頂模板,所述門架的兩側設置有側模板,所述側模板與門架之間設置有側向油缸,所述側向油缸的兩端分別與側模板和門架鉸接。
[0007]採用這樣的結構,在進行隧道各流水段作業時,按需調節模板的姿態和弧度,使各模板與隧道壁面相重合達到襯砌斷面尺寸,相比於現有技術中單一構型的標準模板結構,變換斷面施工時,能夠通過對模板的姿態、弧度的調整,適應不同斷面尺寸要求,可達到不更換臺車即可實現模板支護體系,具有操作簡便、工作效率高、施工周期短、施工安全的有益效果。
[0008]優選的,所述門架由左門架和右門架組合而成,所述左門架與右門架之間設置有連接裝置,所述連接裝置將左門架、右門架連為一體。採用這樣的結構,將門架設置成左、右兩個分離式小型門形架的結構,可在隧道初期支護僅拆除橫向臨時抑拱時,分別從隧道兩側軌道進入流水施工段,再通過連接裝置將左門架和右門架連為一體即可完成連接合併;另外,這樣的結構還有利於穿越不同大斷面,可滿足跳倉施工,傳統人工支模每個流水段所需時間約30天,分離式穿越可變斷面隧道施工臺車約7天即可完成一個流水段支模及混凝土澆築作業。更便捷、更經濟,提高隧道大斷面施工的機械化程度。
[0009]優選的,所述連接裝置包括設置於左門架和右門架上的門架連接座,所述門架連接座鉸接有絲杆,所述左門架和右門架之間設置有內螺紋連接管,所述內螺紋連接管的兩端分別與左門架、右門架的絲杆螺紋連接。採用這樣的結構,兩個分離的臺車的門架通過長度可調絲杆鉸接連接,易於現場調節,滿足大斷面尺寸變換要求。
[0010]優選的,所述側模板的內側設置有若干個模板連接座,各模板連接座上鉸接有一個側向油缸,所述門架上設置有若干個用於鉸接側向油缸的連接耳座。採用這樣的結構,有利於側模板與門架快速連接、並且能夠自由頂推調節。
[0011]優選的,所述連接耳座的數量大於所述側向油缸的數量。採用這樣的結構,通過將側向油缸鉸接於不同位置的連接耳座上,使得側向油缸能夠具備多種不同的頂推方向和角度,更有利於調整側模板的姿態,適應不同斷面的要求。
[0012]優選的,所述左門架和右門架的底部各設置有兩個車輪,所述車輪的下方設置有鋼軌。
[0013]優選的,所述頂拱架與門架之間設置有豎向油缸。採用這樣的結構,能夠按需對頂模板的高度進行調節。
[0014]優選的,所述頂模板與側模板之間設置有銷軸,所述頂模板與側模板通過銷軸可拆裝連接。採用這樣的結構,區別於現有技術中一整塊模板的方式,通過插銷組合的方式進行連接,不僅有利於運輸和拆裝,而且能夠適應多變的斷面形態,適應不同斷面尺寸要求。
[0015]一種用於礦山法多種斷面形式混凝土澆築施工的臺車的施工方法,包括以下幾個步驟:
a、在隧道初期支護時,拆除橫向臨時抑拱,將左門架和右門架分別從隧道兩側軌道進入流水施工段,並在隧道內鋪設鋼軌;
b、在下一流水段臨時支撐拆除並完成結構防水及鋼筋綁紮後,將左門架和右門架沿軌道進入施工流水段立模點,並通過連接裝置將左門架和右門架連接合併;
C、將拼接側模板和頂模板拼接;
d、通過豎向油缸和側向油缸調整各頂模板、側模板的位置;
e、進行混凝土澆築作業。
[0016]由於採用了上述技術方案,本發明的有益效果是:
1、可適用於不同斷面:在進行隧道各流水段作業時,按需調節模板的姿態和弧度,使各模板與隧道壁面相重合達到襯砌斷面尺寸,相比於現有技術中單一構型的標準模板結構,變換斷面施工時,能夠通過對模板的姿態、弧度的調整,適應不同斷面尺寸要求,可達到變斷面不更換臺車的有益效果,不更換臺車即可進行模板支護,具有操作簡便、工作效率高、施工周期短、施工安全的有益效果;
2、分離式跳倉施工:通過將門形架整體分離成兩個小型門形架,可在隧道初期支護僅拆除橫向臨時抑拱時,分別從隧道兩側軌道進入流水施工段,防止門架發生偏載,並分別單獨運輸進入施工流水段立模點、再現場連接合併拼裝的方式,代替原人工支模方式,提高機械化施工程度,提升了隧道二襯結構施工工效,節約工期。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發明的結構示意圖;
圖2為圖1中A部分局部放大示意圖;
圖3為圖1中B部分局部放大示意圖;
圖4為利用本發明分離式穿越可變斷面施工臺車的施工工藝流程圖。
[0018]圖中標記:門架一I ;左門架一la ;右門架一Ib ;頂拱架一2 ;頂模板一3 ;側模板一
4;側向油缸一5 ;門架連接座一6 ;絲杆一7 ;內螺紋連接管一8 ;模板連接座一9 ;連接耳座一10 ;車輪一 11 ;鋼軌一 12 ;豎向油缸一 13 ;銷軸一14。
【具體實施方式】
[0019]下面結合試驗例及【具體實施方式】對本發明作進一步的詳細描述。但不應將此理解為本發明上述主題的範圍僅限於以下的實施例,凡基於本
【發明內容】
所實現的技術均屬於本發明的範圍。
[0020]如圖1至圖3所示,本實施例一種用於礦山法多種斷面形式混凝土澆築施工的臺車,包括車架,車架上連接有模板,臺車採用6m襯砌臺車,按6m長度為一個流水段,分段整體澆築,車架包括門架1、以及設置於門架I上方的頂拱架2,頂拱架2的上方設置有頂模板3,門架I的兩側設置有側模板4,側模板4與門架I之間設置有側向油缸5,側向油缸5的兩端分別與側模板4和門架I鉸接,頂拱架2與門架I之間設置有豎向油缸13,分離式臺車各部件吊入隧道,在隧道內完成初步安裝,至第一流水段後完成拼裝作業。在臺車安裝門架I時,可利用工地現有的挖機或裝載機直接安裝,安裝頂拱架2及模板時,必須用16噸及以上的吊機配合安裝。由於側模板4不再固定於車架,側向油缸5能夠帶動側模板4移動,在進行隧道各流水段作業時,能夠按需調節模板的姿態和弧度,使各模板與隧道壁面相重合達到襯砌斷面尺寸,相比於現有技術中單一構型的標準模板結構,變換斷面施工時,能夠通過對模板的姿態、弧度的調整,適應不同斷面尺寸要求,可達到不更換臺車即可實現模板支護體系,具有操作簡便、工作效率高、施工周期短、施工安全的有益效果。
[0021]具體請參閱圖3,本實施例中,頂模板3與側模板4之間設置有銷軸14,頂模板3與側模板4通過銷軸14可拆裝連接。採用這樣的結構,區別於現有技術中一整塊模板的方式,通過插銷組合的方式進行連接,不僅有利於運輸和拆裝,而且能夠適應多變的斷面形態,適應不同斷面尺寸要求。
[0022]具體請參閱圖2,本實施例中,為了使得臺車能夠方便地穿越不同寬窄的斷面,門架I由左門架Ia和右門架Ib組合而成,左門架Ia與右門架Ib之間設置有連接裝置,連接裝置將左門架la、右門架Ib連為一體。採用這樣的結構,將門架I設置成左、右兩個分離式的結構,有利於穿越不同大斷面,可滿足跳倉施工。傳統人工支模每個流水段所需時間約30天,分離式穿越可變斷面隧道施工臺車約7天即可完成一個流水段支模及混凝土澆築作業。更便捷、更經濟,提高隧道大斷面施工的機械化程度。[0023]左門架la、右門架Ib的具體連接方式如下:用於連接左門架la、右門架Ib的連接裝置包括設置於左門架Ia和右門架Ib上的門架連接座6,門架連接座6鉸接有絲杆7,左門架Ia和右門架Ib之間設置有內螺紋連接管8,內螺紋連接管8的兩端分別與左門架la、右門架Ib的絲杆7螺紋連接。採用這樣的結構,兩個分離的臺車能夠拆開單獨運輸、並在施工現場將兩個門架I通過長度可調絲杆7鉸接連接,易於現場調節,滿足大斷面尺寸變換要求。
[0024]側模板4的內側設置有若干個模板連接座9,各模板連接座9上鉸接有一個側向油缸5,門架I上設置有若干個用於鉸接側向油缸5的連接耳座10。採用這樣的結構,有利於側模板4與門架I快速連接、並且能夠自由頂推調節。連接耳座10的數量大於側向油缸5的數量。採用這樣的結構,通過將側向油缸5鉸接於不同位置的連接耳座10上,使得側向油缸5能夠具備多種不同的頂推方向和角度,更有利於調整側模板4的姿態,適應不同斷面的要求。
[0025]左門架Ia和右門架Ib的底部各設置有兩個車輪11,車輪11的下方設置有鋼軌12,襯砌臺車安裝質量好壞,與場地平整度有直接關係,為了保證安裝質量,鋼軌12的頂面高差不高於3mm,臺車安裝前,在隧道兩側分別安裝兩道鋼軌12。
[0026]如圖4所示,一種用於礦山法多種斷面形式混凝土澆築施工的臺車的施工方法,包括以下幾個步驟:
為了實現分離式跳倉施工,臺車的門架I由左門架Ia和右門架Ib組合而成,左門架la、右門架Ib的具體連接方式如下:用於連接左門架la、右門架Ib的連接裝置包括設置於左門架Ia和右門架Ib上的門架連接座6,門架連接座6鉸接有絲杆7,左門架Ia和右門架Ib之間設置有內螺紋連接管8,內螺紋連接管8的兩端分別與左門架la、右門架Ib的絲杆7螺紋連接,這樣的結構,使得兩個分離的臺車能夠拆開單獨運輸、並在施工現場將左門架Ia和右門架Ib通過長度可調絲杆7現場拼接,具體如下:
a、在隧道初期支護時,拆除橫向臨時抑拱,將左門架Ia和右門架Ib分別從隧道兩側軌道進入流水施工段,並在隧道內鋪設鋼軌12 ;在隧道初期支護僅拆除橫向臨時抑拱時,分別從隧道兩側軌道進入流水施工段,防止門架I發生偏載。具體的,將隧道大斷面劃分流水段,拆除第一個流水段初支橫向臨時抑拱,將標準臺車門架I分離成兩個對稱的門架1,形成左門架Ia和右門架lb,在拆分的門架I內側設配重,防止左門架Ia和右門架Ib發生傾斜。
[0027]b、在下一流水段臨時支撐拆除並完成結構防水及鋼筋綁紮後,將左門架Ia和右門架Ib沿軌道進入施工流水段立模點,並通過連接裝置將左門架Ia和右門架Ib連接合併;完成兩個分離後的門架I (左門架Ia和右門架Ib)的拼裝及調試作業,在此之前,兩個分離門架I (左門架Ia和右門架Ib)暫不進行連接,液壓系統處於鬆弛狀態,分離的兩個臺車,通過兩個長度可調絲杆7鉸接連接,拱部梳形木底部也通過可調絲杆7鉸接連接,頂部槽鋼採用不可調節的槽鋼進行連接,不同斷面頂部槽鋼需單獨定製,其他部位只需通過絲杆7調整弧度,滿足大斷面尺寸變換要求。
[0028]通過上述步驟,將門架I整體分離成左門架la、右門架Ib這兩個小型門形架單獨運輸至現場拼裝,實現分離式跳倉施工,代替原人工支模方式,提高機械化施工程度,隧道二襯結構施工工效,節約工期。[0029]為了將臺車適用於隧道各流水段中不同斷面的施工,在門架I與各模板之間設置有相應的油缸(豎向油缸13、側向油缸5),在進行隧道各流水段作業時,通過上述油缸按需調節模板的姿態和弧度,使各模板與隧道壁面相重合達到襯砌斷面尺寸,相比於現有技術中單一構型的標準模板結構,變換斷面施工時,能夠通過對模板的姿態、弧度的調整,適應不同斷面尺寸要求,可達到變斷面不更換臺車的有益效果,不更換臺車即可進行模板支護,具體如下:
C、將拼接側模板4和頂模板3拼接;
d、通過豎向油缸13和側向油缸5調整各頂模板3、側模板4的位置;臺車支立前,測量定出線路中線,並測量其標高;臺車平移至立模地點,通過縱橫向調整,使臺車擋頭垂直於線路方向,併到達指定裡程;調整豎向油缸13,使內拱頂達到指定高程,並調整兩端起拱線處模板,使之水平;安設擋頭模板,並加固絲槓,旋緊臺車底梁下的機械千斤頂和夾軌器,防止灌注砼時臺車移位。
[0030]e、進行混凝土澆築作業。由地上引入的混凝土澆築管道與臺車的澆築口相連接,進行混凝土澆築作業,啟動自動振搗系統進行振搗,澆築至拱部起拱線位置不再振搗,拱部與側牆混凝土一次澆築完成。待砼強度達到設計要求拆模強度後進行脫模,脫模時,先旋鬆臺車側機械千斤頂,回放到位,再使側向油缸5回復原位,帶動側模脫離,完成後再旋迴臺車上部機械千斤頂,啟動豎向油缸13回位,拱模脫離,脫模完成後,拆除頂部及左門形和右門架Ib之間的連接裝置。
[0031]當混凝土達到設計強度後,利用液壓系統依次控制側向油缸5及豎向油缸13收縮脫模,然後襯砌臺車進入下一流水段準備襯砌施工,即:完成第一個流水段的混凝土作業之後,拆除第二個流水段全部臨時支撐,完成防水及二襯結構鋼筋綁紮作業後,將分離式穿越可變斷面隧道施工臺車通過軌道由第一流水段定位至第二流水段,並參照步驟a至步驟e進行施工,達到不同斷面尺寸要求,可達到不更換臺車即可實現模板支護體系。
[0032]採用上述方法進行施工,分段拆除初支臨時抑拱,在保障隧道二襯結構安全的條件下,進行跳倉施工,代替原人工支模方案,減小大斷面二襯結構施工安全隱患;並且,與採用人工支模方式施工隧道二襯結構相比,減少支模作業人員數量、減少支模時間、減少成套模具的投入使用,加快施工進度,滿足工期要求;同時,通過液壓系統調整及增加或減少支撐及模板的方式可達到同一臺車滿足不同斷面結構二襯施工。
[0033]本發明並不局限於前述的【具體實施方式】。本發明擴展到任何在本說明書中披露的新特徵或任何新的組合,以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
【權利要求】
1.一種用於礦山法多種斷面形式混凝土澆築施工的臺車,包括車架,所述車架上連接有模板,其特徵在於:所述車架包括門架(I)、以及設置於門架(I)上方的頂拱架(2),所述頂拱架(2)的上方設置有頂模板(3),所述門架(I)的兩側設置有側模板(4),所述側模板(4)與門架(I)之間設置有側向油缸(5),所述側向油缸(5)的兩端分別與側模板(4)和門架(I)鉸接。
2.根據權利要求1所述的用於礦山法多種斷面形式混凝土澆築施工的臺車,其特徵在於:所述門架(I)由左門架(Ia)和右門架(Ib)組合而成,所述左門架(Ia)與右門架(Ib)之間設置有連接裝置,所述連接裝置將左門架(la)、右門架(Ib)連為一體。
3.根據權利要求2所述的用於礦山法多種斷面形式混凝土澆築施工的臺車,其特徵在於:所述連接裝置包括設置於左門架(Ia)和右門架(Ib)上的門架連接座(6),所述門架連接座(6 )鉸接有絲杆(7 ),所述左門架(Ia)和右門架(Ib )之間設置有內螺紋連接管(8 ),所述內螺紋連接管(8)的兩端分別與左門架(la)、右門架(Ib)的絲杆(7)螺紋連接。
4.根據權利要求3所述的用於礦山法多種斷面形式混凝土澆築施工的臺車,其特徵在於:所述側模板(4)的內側設置有若干個模板連接座(9),各模板連接座(9)上鉸接有一個側向油缸(5 ),所述門架(I)上設置有若干個用於鉸接側向油缸(5 )的連接耳座(10 )。
5.根據權利要求4所述的用於礦山法多種斷面形式混凝土澆築施工的臺車,其特徵在於:所述連接耳座(10)的數量大於所述側向油缸(5)的數量。
6.根據權利要求5所述的用於礦山法多種斷面形式混凝土澆築施工的臺車,其特徵在於:所述左門架(Ia)和右門架(Ib)的底部各設置有兩個車輪(11),所述車輪(11)的下方設置有鋼軌(12)。
7.根據權利要求1至6中任一所述的用於礦山法多種斷面形式混凝土澆築施工的臺車,其特徵在於:所述頂拱架(2)與門架(I)之間設置有豎向油缸(13)。
8.根據權利要求1至6中任一所述的用於礦山法多種斷面形式混凝土澆築施工的臺車,其特徵在於:所述頂模板(3)與側模板(4)之間設置有銷軸(14),所述頂模板(3)與側模板(4)通過銷軸(14)可拆裝連接。
9.一種利用權利要求1至8中任一用於礦山法多種斷面形式混凝土澆築施工的臺車的施工方法,其特徵在於,包括以下幾個步驟: a、在隧道初期支護時,拆除橫向臨時抑拱,將左門架(Ia)和右門架(Ib)分別從隧道兩側軌道進入流水施工段,並在隧道內鋪設鋼軌(12); b、在下一流水段臨時支撐拆除並完成結構防水及鋼筋綁紮後,將左門架(Ia)和右門架(Ib)沿軌道進入施工流水段立模點,並通過連接裝置將左門架(Ia )和右門架(Ib )連接合併; C、將拼接側模板(4)和頂模板(3)拼接; d、通過豎向油缸(13)和側向油缸(5)調整各頂模板(3)、側模板(4)的位置; e、進行混凝土澆築作業。
【文檔編號】E21D11/00GK103470272SQ201310471904
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年10月11日 優先權日:2013年10月11日
【發明者】申慶夢, 張臻, 李黎, 賈朝福, 王昱, 任紅濤 申請人:北京住總集團有限責任公司

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