专利名称：隧道防水材料铺设装置及其铺设方法
技术领域：
本发明涉及隧道专用机械设备技术领域，具体涉及一种隧道复合衬砌防水层防水 材料铺设施工的装置及其铺设方法。
背景技术：
在现代的隧道防水工程中，复合衬砌防水技术得到了普遍应用；其施工过程中需 要在隧道的断面上先后铺设土工布和防水板等防水材料，以达到防止隧道内渗漏水的目 的。目前，国内隧道防水材料的铺设多采用传统的脚手架人工棍棒托顶铺设。此种施工方 法劳动强度大、铺设效率低、搭接尺寸误差大，难以满足施工进度和施工质量的要求。因此，如何能够找到一种既能够提高铺设效率，又能够提高铺设质量进而加快施 工进度的隧道防水材料的铺设装置，已是一个亟需解决的问题。
发明内容
为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供了 一种即能加快施工进度又能提高 施工效率和质量的用于隧道防水材料铺设施工的铺设装置及其铺设方法。本发明的隧道防水材料铺设装置包括台车行走装置、防水材料安装装置、铺设装 置、支撑装置、铺设轨道、铺设台车；
台车行走装置包括两侧的台车行走装置，台车行走装置安装在铺设台车车架底部，实 现台车的行走；
防水材料安装装置包括防水材料安装小车，防水材料安装小车安装在铺设台车车架的 左右侧部；
铺设装置包括铺设小车、钢丝绳、双向卷扬机、滑轮组；滑轮组和双向卷扬机设置在铺 设台车车架上，钢丝绳通过滑轮组缠绕在双向卷扬机上，钢丝绳的两端铰接在铺设小车的 两侧，双向卷扬机工作带动铺设小车沿铺设轨道运动；
支撑装置包括支撑油缸和液压控制装置，支撑油缸呈圆周状铰接安装在轨道上，液压 控制装置控制支撑油缸的伸缩动作；
铺设轨道包括轨道和轨道支撑，轨道通过轨道支撑栓接固定在铺设台车车架上部； 铺设台车包括铺设台车车架、铺设作业平台、台车升降装置，铺设作业平台栓接固定在 铺设台车车架的两侧部，台车升降装置栓接安装在台车车架的底部，台车升降装置的下部 和台车行走装置铰接连接。铺设台车车架上安装与隧道断面轮廓等距的随形铺设轨道。铺设小车包括托臂，调整丝杠，铺设半径调整装置，车架，螺旋扣；托臂一端铰接在 车架上，中部和调整丝杠一端铰接；调整丝杠的另一端和车架铰接；铺设半径调整装置底 部和车架焊接；螺旋扣安装在托臂另一端端部。
实施本发明的隧道防水材料铺设装置的铺设方法，包括以下步骤 (1)、启动台车行走装置，并停至合适位置，调整台车升降装置至合适高度； O)、在A侧将成卷的防水材料放在防水材料安装小车上后移动合适距离到铺设小车， 并用螺旋扣固定在托臂上；
(3)、启动双向卷扬机，铺设小车沿随形铺设轨道作由A-B运动，待运动到B侧后通过 防水材料安装小车安装整卷防水材料，为双向铺设需要；
(4)、人工拖拽防水材料自由垂落段使其支撑在铺设滚筒上，微调调整丝杠及铺设半径 调整装置至合适铺设半径；
(5)、启动液压控制装置，使B侧支撑油缸伸出压紧防水材料的自由垂落段；
(6)、再次启动双向卷扬机，铺设小车沿随形铺设轨道做由B-A方向的运动，整卷的防 水材料逐渐沿隧道断面圆周展开；
(7)、支撑油缸随后顺序伸出支撑并压紧已铺设的防水材料，直至铺完需要的隧道断
(8)、根据需要单独或联动控制每组支撑油缸，在铺设作业平台上进行防水材料的固定 或焊接；
(9)、防水材料固定结束，缩回支撑油缸；
(10)、在A侧再次安装防水材料；
第一次铺设作业是需要执行步骤(1)一 (3)，以后无需此步骤；从步骤(4)开始进行下 一循环铺设作业。由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果
本发明装置拆卸组装方便，对于铺设隧道大幅宽防水材料，在降低劳动强度及人工成 本的同时又提高了铺设工效和质量；本发明铺设装置可应用于国防/人防工程、铁路/海底 隧道、城市地铁/水电及公路交通等隧道防水工程中；本发明铺设装置可用于防水材料如 土工布、防水板的机械化铺设。
图1是本发明的结构示意图； 图2是图1的左视图3是专用铺设小车及支撑油缸的结构示意图； 图中
1、台车行走装置；
2-1、防水材料安装小车；2-2、防水材料安装小车；
3-1、防水材料；3-2、防水材料；
4-1、支撑油缸；4-2、支撑油缸；4-3、支撑油缸；4-4、支撑油缸；4_5、支撑油缸；4_6、支 撑油缸；4-7、支撑油缸；4-8、支撑油缸；4-9、支撑油缸；4-10、支撑油缸；4_11、支撑油缸； 4-12、支撑油缸；
5、铺设小车；6、轨道；7、铺设作业平台；8、铺设台车车架；9、双向卷扬机；10、轨道支 撑；11、钢丝绳；12、滑轮组；13、液压控制装置；14、台车升降装置；15、托臂；16、调整丝杠；17、铺设半径调整装置；18、车架；19、螺旋扣；20、铺设滚筒。
具体实施例方式下面结合附图，对本发明作进一步的说明
结合图1、图2，隧道防水材料铺设装置包括台车行走装置、防水材料安装装置、铺设 装置、支撑装置、铺设轨道、铺设台车；
台车行走装置包括两侧的台车行走装置1，两侧台车行走装置1分别安装在铺设台车 车架8底部，实现台车的行走；
防水材料安装装置包括防水材料安装小车2-1和防水材料安装小车2-2，防水材料安 装小车安装在铺设台车车架8的左右侧部；
铺设装置包括铺设小车5、钢丝绳11、双向卷扬机9、滑轮组12 ；滑轮组12和双向卷扬 机9设置在铺设台车车架8上，且双向卷扬机9位于铺设台车车架8的上部中间位置，滑轮 组12对称设置在双向卷扬机9的两侧；钢丝绳11通过滑轮组12缠绕在双向卷扬机9上， 钢丝绳11的两端铰接在铺设小车5的两侧，双向卷扬机9工作通过钢丝绳11带动铺设小 车5沿铺设轨道6运动；
支撑装置包括支撑油缸4和液压控制装置13，支撑油缸4呈圆周状铰接安装在轨道6 上，液压控制装置13控制支撑油缸4的伸缩动作；
铺设轨道包括轨道6和轨道支撑10，轨道6通过轨道支撑10栓接固定在铺设台车车架 8上部；
铺设台车包括铺设台车车架8、铺设作业平台7、台车升降装置14，铺设作业平台7栓接 固定在铺设台车车架8的两侧部，台车升降装置14栓接安装在台车车架8的底部，台车升 降装置14的下部和台车行走装置1铰接连接；
铺设台车车架8上安装与隧道断面轮廓等距的随形铺设轨道6，双向卷扬机9驱动铺设 小车5沿铺设轨道6进行铺设，而后圆周状的支撑油缸4进行支撑，从而实现防水材料的机 械化自动铺设与支撑。结合图3，铺设小车5包括托臂15，调整丝杠16，铺设半径调整装置17，车架18，螺 旋扣19 ；托臂15 —端铰接在车架18上，中部和调整丝杠16 —端铰接；调整丝杠16的另一 端和车架18铰接；铺设半径调整装置17底部和车架18焊接；螺旋扣19安装在托臂15另
一端端部。本发明在隧道防水材料的施工中实现了机械化的铺设和支撑，人工辅助焊接固 定；具体铺设方法步骤如下
(1)启动台车行走装置1，并停至合适位置，调整台车升降装置14至合适高度；
(2)在A侧将成卷的防水材料3-1放在防水材料安装小车2-1上后移动合适距离 到铺设小车5，并用螺旋扣19固定在托臂15上；
(3)启动双向卷扬机9，铺设小车5沿随形铺设轨道6作由A-B运动，待运动到B 侧后通过防水材料安装小车2-2安装整卷防水材料3-2，为双向铺设需要；
(4)人工拖拽防水材料3-1自由垂落段使其支撑在铺设滚筒20上，微调调整丝杠 16及铺设半径调整装置17至合适铺设半径；(5)启动液压控制装置13，使B侧支撑油缸4-12伸出压紧防水材料3-1的自由垂 落段；
(6)再次启动双向卷扬机9，铺设小车5沿随形铺设轨道6做由B-A方向的运动，整 卷的防水材料3-1逐渐沿隧道断面圆周展开；
(7)支撑油缸4-11 支撑油缸4-1随后顺序伸出支撑并压紧已铺设的防水板，直 至铺完需要的隧道断面；
(8)根据需要单独或联动控制每组支撑油缸4-12 支撑油缸4-1，在铺设作业平 台7上进行防水材料的固定或焊接；
(9)固定结束，缩回支撑油缸4-12 支撑油缸4-1；
(10)在A侧再次安装防水材料后，从步骤(4)开始进行下一循环铺设作业。第一次铺设作业是需要执行步骤(1)、(2)、(3)，以后无需此步骤。本发明装置拆卸组装方便，对于隧道内铺设大幅宽防水材料时在降低劳动强度 及人工成本的同时又提高了铺设工效和质量；该发明铺设装置主要应用于国防/人防工 程、铁路/海底隧道、城市地铁/水电及公路交通等隧道防水工程中防水材料如土工布、防 水板的机械化铺设。以上实施例仅用于说明本发明的优选实施方式，但本发明并不限于上述实施方 式，在所述领域普通技术人员所具备的知识范围内，本发明的精神和原则之内所作的任何 修改、等同替代和改进等，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围之内。
权利要求
1.隧道防水材料铺设装置，包括台车行走装置、防水材料安装装置、铺设装置、支撑 装置、铺设轨道、铺设台车；其特征在于台车行走装置包括两侧的台车行走装置(1)，两侧台车行走装置(1)安装在铺设台车 车架(8 )底部，实现台车的行走；防水材料安装装置包括防水材料安装小车(2)，防水材料安装小车(2)安装在铺设台 车车架(8)的左右侧部；铺设装置包括铺设小车(5)、钢丝绳(11)、双向卷扬机(9)、滑轮组(12);滑轮组(12)和 双向卷扬机(9)设置在铺设台车车架(8)上，钢丝绳(11)通过滑轮组(12)缠绕在双向卷扬 机(9)上，钢丝绳(11)的两端铰接在铺设小车(5)的两侧，双向卷扬机(9)工作带动铺设小 车(5)沿铺设轨道(6)运动；支撑装置包括支撑油缸(4)和液压控制装置(13)，支撑油缸(4)呈圆周状铰接安装在 轨道(6 )上，液压控制装置(13)控制支撑油缸(4 )的伸缩动作；铺设轨道包括轨道(6 )和轨道支撑(10 )，轨道(6 )通过轨道支撑(10 )栓接固定在铺设 台车车架(8)上部；铺设台车包括铺设台车车架(8)、铺设作业平台(7)、台车升降装置(14)，铺设作业平 台(7)栓接固定在铺设台车车架(8)的两侧部，台车升降装置(14)栓接安装在台车车架(8) 的底部，台车升降装置(14)的下部和台车行走装置(1)铰接连接。
2.根据权利要求1所述的隧道防水材料铺设装置，其特征在于铺设台车车架(8)上安 装与隧道断面轮廓等距的随形铺设轨道(6 )。
3.根据权利要求1所述的隧道防水材料铺设装置，其特征在于铺设小车(5)包括托臂(15)，调整丝杠(16)，铺设半径调整装置(17)，车架(18)，螺旋扣(19);托臂(15)—端铰接 在车架(18)上，中部和调整丝杠(16) —端铰接；调整丝杠(16)的另一端和车架(18)铰接； 铺设半径调整装置(17)底部和车架(18)焊接；螺旋扣(19)安装在托臂(15)另一端端部。
4.实施权利要求1所述的隧道防水材料铺设装置的防水材料的铺设方法，其特征在 于包括以下步骤a)、启动台车行走装置(1)，并停至合适位置，调整台车升降装置(14)至合适高度；b)、在A侧将成卷的防水材料(3-1)放在防水材料安装小车(2-1)上后移动合适距离 到铺设小车(5)，并用螺旋扣(19)固定在托臂(15)上；c)、启动双向卷扬机(9)，铺设小车(5)沿随形铺设轨道(6)作由A-B运动，待运动到 B侧后通过防水材料安装小车(2-2)安装整卷防水材料(3-2)，为双向铺设需要；d)、人工拖拽防水材料(3-1)自由垂落段使其支撑在铺设滚筒(20)上，微调调整丝杠(16)及铺设半径调整装置(17)至合适铺设半径；e)、启动液压控制装置(13)，使B侧支撑油缸(4-12)伸出压紧防水材料(3-1)的自由 垂落段；f)、再次启动双向卷扬机(9)，铺设小车(5)沿随形铺设轨道(6)做由B-A方向的运动， 整卷的防水材料(3-1)逐渐沿隧道断面圆周展开；g)、支撑油缸(4-11) 支撑油缸(4-1)随后顺序伸出支撑并压紧已铺设的防水材料， 直至铺完需要的隧道断面；h)、根据需要单独或联动控制每组支撑油缸(4-12) 支撑油缸(4-1)，在铺设作业平CN 102061927 A权禾丨J 要求书2/2页台(7)上进行防水材料的固定或焊接；i)、固定结束，缩回支撑油缸(4-12) 支撑油缸(4-1)； j)、在A侧再次安装防水材料。
5.根据权利要求4所述的隧道防水材料的铺设方法，其特征在于第一次铺设作业是 需要执行步骤a、b、c，以后无需此步骤；从步骤d开始进行下一循环铺设作业。
全文摘要
本发明公开了一种新型的隧道防水材料铺设装置及其铺设方法，替代隧道防水施工中防水材料的人工铺设、支撑作业；铺设装置包括台车行走装置、防水材料安装装置、铺设装置、支撑装置、铺设轨道、铺设台车；本发明装置拆卸组装方便，对于铺设隧道大幅宽防水材料在降低劳动强度及人工成本的同时又提高了铺设工效和质量；本发明铺设装置主要应用于国防/人防工程、铁路/海底隧道、城市地铁/水电及公路交通等隧道防水工程中防水材料如土工布、防水板的机械化铺设。
文档编号E21D11/40GK102061927SQ20101058260
公开日2011年5月18日 申请日期2010年12月10日 优先权日2010年12月10日
发明者卓越, 张宁川, 张少华, 洪开荣 申请人:中铁隧道集团有限公司