专利名称：一种用于隧道防水板铺设的辅助装置及方法
技术领域：
本发明属于隧道施工的技术领域，尤其涉及一种用于隧道防水板铺设的辅助装置及方法。
背景技术：
目前，在铁路、公路、地铁隧道等地下工程施工作业中，采用衬砌施工对隧道结构进行支护。隧道的衬砌通常采用的方法是两次衬砌，在隧道的墙壁上喷一层混凝土进行初期支护，二次衬砌和初期支护相对而言，指在隧道已经进行初期支护的条件下，用混凝土等材料修建的内层衬砌，以达到加固支护、优化路线防排水系统、美化外观、方便设置通讯、照明、监测等设施的作用，以适应现代高速道路隧道建设的要求。而在初期支护与二次衬砌之间需要铺设隧道防水板(含缓冲层)，通常防水板的施工方法是利用人工将防水板固定于隧道混凝土内壁侧，以达到防止岩层中的水向隧道内渗漏的目的。现有的防水板按所使用的材料主要分为塑料防水板和橡胶防水板。塑料防水板具有重量轻、施工难度小的优点，但由于塑料防水板受到材料本身性能的限制，其幅宽较小，不能适应施工时幅宽要求，并且塑料防水板易腐蚀、使用寿命短、防水效果不够理想。因此，塑料防水板逐渐被橡胶防水板所替代，现有的橡胶防水板最大幅宽可达7米，能够满足施工中对宽度和使用寿命方面要求，具有使用寿命长、防水效果好的优点。但现有的橡胶防水板在施工作业中也存在有不足之处，由于橡胶防水板的尺寸越来越大且重量也越来越重，因此在人工铺设时，存在工艺复杂、施工难度大、费时费力、工效指标低、质量波动大等诸多技术问题。有鉴于上述现有技术存在的缺点，本设计人基于从事相关设计及现场经验和专业知识，积极加以改进和创新，以期实现一种便于铺设、施工难度低、省时省力并可提高施工质量的用于隧道防水板铺设的辅助装置及方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种便于铺设、降低施工难度、省时省力并可提高施工质量的用于隧道防水板铺设的辅助装置。为达到上述目的，本发明提出一种用于隧道防水板铺设的辅助装置，包括拱形支架；导向轨道，沿所述拱形支架外侧轮廓设置；多个导向辊，横向平行设于所述导向轨道内侧；行走小车，纵向设置于所述导向轨道上，该行走小车至少包括与所述导向轨道相配合的行走轮，驱动所述行走小车沿所述导向轨道纵向移动的驱动机构，控制所述行走小车定位的锁定机构，夹持所述防水板的夹持部件，以及导引所述防水板延伸至所述隧道内壁一侧的导引部件。如上所述的用于隧道防水板铺设的辅助装置，其中，所述行走小车还包括小车支架，所述小车支架包括纵向设置第一支架组和第二支架组，在所述第一支架组和所述第二支架组之间设有连接杆；在所述第一支架组和所述第二支架组的底部分别设有所述行走轮，在所述第一支架组的上部设有所述导引部件，所述导引部件为转向辊，所述转向辊能转动地定位于转向辊支杆的一端，所述转向辊支杆的另一端与所述第一支架组相连接；在所述连接杆上设有所述夹持部件，所述夹持部件包括能转动地连接于所述连接杆上的两个夹辊，所述两夹辊之间具有一定间隙。如上所述的用于隧道防水板铺设的辅助装置，其中，在所述第一支架组和所述第二支架组的上部分别吊装有工作台架。如上所述的用于隧道防水板铺设的辅助装置，其中，所述第一支架组与所述工作台架通过向外侧延伸的悬挂支杆相连接。如上所述的用于隧道防水板铺设的辅助装置，其中，所述转向辊支杆与所述第一支架组能转动地相连接，一弹簧撑杆的一端连接于所述转向辊支杆的中部，其另一端与所述第一支架组相连接。如上所述的用于隧道防水板铺设的辅助装置，其中，所述用于隧道防水板铺设的辅助装置还包括至少一个存料装置，所述存料装置包括存料辊，在所述存料辊上设有存料支架，所述存料辊能转动地与所述拱形支架的下部相连接。 如上所述的用于隧道防水板铺设的辅助装置，其中，所述拱形支架由竖直设置的多组立柱和水平设置的多组横梁交错连接形成。如上所述的用于隧道防水板铺设的辅助装置，其中，在所述拱形支架的底面设有多个转动轮。本发明还提供了一种用于隧道防水板的铺设方法，包括以下步骤步骤10 将防水板缠绕于存料辊上，防水板延伸并覆盖于导向辊上；步骤20 抽动防水板，使得防水板穿过小车支架的两夹辊之间的间隙，绕设于所述小车支架上部的转向辊上，并与隧道内层表面紧密贴合；步骤30 绑扎固定防水板；步骤40 移动行走小车，两夹辊夹持防水板且相向转动，同时拖动防水板展开于导向辊上；步骤50 调整防水板松紧程度；步骤60 重复步骤30至50，直至完成拱形隧道一环面的防水板铺设；步骤70 回退行走小车，同时反转存料辊，使得防水板回卷；步骤80 移动拱形支架至隧道未铺设防水板的另一环面，重复上述步骤30至60， 完成整体隧道防水板的铺设。如上所述的用于隧道防水板的铺设方法，其中，在所述步骤10之前，还包括步骤1 将缓冲层缠绕于存料辊上，缓冲层延伸并覆盖于导向辊上；步骤2 抽动缓冲层，使得缓冲层穿过小车支架的两夹辊之间的间隙，绕设于所述小车支架上部的转向辊上，并与隧道初期支护基面紧密贴合；步骤3 用射钉将热塑性垫圈和缓冲层平整地固定于隧道初期支护基面上；步骤4 移动行走小车，两夹辊夹持缓冲层且相向转动，同时拖动缓冲层展开于导向辊上；步骤5 调整缓冲层松紧程度；步骤6 重复步骤3至5，直至完成拱形隧道一环面的缓冲层铺设；
步骤7 回退行走小车，同时反转存料辊，使得缓冲层回卷。与现有技术相比，本发明具有以下特点和优点1、由于本发明采用行走小车与导向轨道相配合的结构设计，防水板在导向轨道内侧的导向辊上传送并通过行走小车延伸至隧道内壁一侧，并且防水板在行走小车的带动下沿隧道内壁的环面铺设，以实现防水板的铺设作业。因此，本发明与现有技术相比具有便于铺设、降低施工难度、省时省力、施工质量高的优点。2、本发明利用行走小车上吊装的工作台架的自身重力，随时调整与行走小车的相对角度，保证工作台架始终处于竖直状态，从而确保工作台架上的施工人员的作业不受影响，进一步保证了施工质量。3、本发明在转向辊支杆与第一支架组之间还设有自动调节部件，即该自动调节部件为一弹簧撑杆，弹簧撑杆的一端连接于所述转向辊支杆的中部，其另一端与所述第一支架组相连接；而所述转向辊支杆与所述第一支架组铰接；这样，当行走小车移动时，利用弹簧撑杆对转向辊的弹性力作用，转向辊的高度位置能够随隧道内壁侧表面的凹凸状况而自动调整，确保转向辊上绕设的防水板能够紧贴于隧道内壁一侧，从而提高了防水板的铺设施工质量，降低了施工难度。
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，图1为本发明用于隧道防水板铺设的辅助装置的结构示意图；图2为本发明的行走小车的结构示意图；图3为本发明的导向轨道与导向辊相结合的俯视结构示意图；图4为本发明的行走小车与导向轨道、导向辊相结合的侧视结构示意图。附图标记说明100-防水板；1-拱形支架；2-导向轨道；3-行走小车；31-小车支架；311-第一支架组；312-第二支架组；313-连接杆；32-行走轮；33-夹辊；34-转向辊；35-转向辊支杆； 36-悬挂支杆；37-弹簧撑杆；4-导向辊；5-工作台架；6-存料辊；7-存料支架；10-隧道； 11-立柱；12-横梁。
具体实施例方式为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照
本发明的具体实施方式
。请参考图1、图2、图3、图4，分别为本发明用于隧道防水板铺设的辅助装置的结构示意图、本发明的行走小车的结构示意图以及本发明的导向轨道与导向辊相结合的俯视结构示意图和本发明的行走小车与导向轨道、导向辊相结合的侧视结构示意图。如图所示，本发明的用于隧道防水板铺设的辅助装置包括用于支撑的拱形支架 1以及导向轨道2，所述导向轨道2沿所述拱形支架1外侧轮廓布设形成与隧道10横截面形状相配合的圆拱形，导向轨道2由拱形支架1所支撑，如图3所示，行走小车3纵向设置于所述导向轨道2上，导向轨道2可与行走小车3底部的行走轮32相配合，起到移动导向的作用。在导向轨道2内侧，沿垂直于导向轨道2轴向的方向平行地(即横向平行)设有多个导向辊4，导向辊4由拱形支架1支撑，且导向辊4能够沿各自的中心轴转动，多个平行且能转动的导向辊4起到导向展开后的防水板100的作用。在本发明中，所述行走小车3包括小车支架31、行走轮32、夹辊33和转向辊34， 以及驱动机构和锁定机构，所述驱动机构能驱动所述行走小车3沿所述导向轨道2纵向移动，所述锁定机构能使所述行走小车3锁定于导向轨道2上的任意位置。所述驱动机构和锁定机构均为已有技术，在此不再详细描述。其中，如图2所示，所述小车支架31包括纵向设置第一支架组311和第二支架组312，第一支架组311设于靠近防水板100的一侧，在所述第一支架组311和所述第二支架组312之间固定设有连接杆313，使得第一支架组311、 所述第二支架组312和连接杆313形成一体结构。在所述第一支架组311和所述第二支架组312的底部分别设有所述行走轮32，所述行走轮32与导向轨道2相配合，使得行走小车 3能够沿拱形导向轨道2往复移动。行走轮32与导向轨道2具体连接方式可选择轮轨结构或滑动导轨或滚动导轨等公知的结构。行走轮32横跨导向辊4的两端，并互相独立不干扰。在所述连接杆313的中部能转动地设有所述两个夹辊33，所述两夹辊33的轴线与导向辊4的轴向同向且平行，所述两夹辊33之间具有一定间隙，使得防水板100通过该间隙向隧道10内壁方向延伸。在本发明中，两夹辊33之间的间隙大小是可调的，从而能够根据实际作业情况进行调整，可调夹辊的具体结构为公知技术，在此不再详细说明。两夹辊33 是拖动防水板展开的装置，并能调整防水板(含缓冲层)铺设时的松紧程度，还起到转向作用。即当行走小车沿着导向轨道移动时，两夹辊可通过手动或机械方式转动，从而拖动防水板(含缓冲层)展开。当行走小车固定，只转动两夹辊时，就可调整防水板(含缓冲层)的松紧程度；且防水板由紧贴导向辊在通过两夹辊时向隧道壁方向转90°。但本发明也不限于此，本发明还可以采用其他公知的夹持部件，只要能够保证对防水板100起到夹持和传送的作用即可。在所述第一支架组311的上部设有转向辊34，所述转向辊34通过销轴能转动地定位于转向辊支杆35的一端，所述转向辊支杆35的另一端与所述第一支架组311相连接，这样使得防水板100能够绕设于转向辊34上，进而导向至隧道10内壁侧。但本发明也不限于此，本发明还可以采用其他公知的导引部件，例如导向滚筒等，只要能够使得防水板100导引至隧道内壁一侧并能接合于隧道内壁上即可。如图1所示，在本发明中，所述第一支架组311的高度大致上等于所述导向轨道2至隧道内壁表面的垂直距离，由转向辊34 设于第一支架组311的上部，这样使得转向辊34能抵接于隧道的内壁侧，从而转向辊34能够导引防水板100至隧道内壁一侧，以防水板的铺设作业。由上述可知，本发明采用行走小车与导向轨道相配合的结构设计，防水板在导向轨道内侧的导向辊上传送并通过行走小车延伸至隧道内壁一侧，并且防水板在行走小车的带动下沿隧道内壁的环面铺设，以实现防水板的铺设作业。因此，本发明与现有技术相比具有便于铺设、降低施工难度和劳动强度、提高了工作效率，保证了铺设质量的优点。进一步的，如图2所示，在所述第一支架组311和所述第二支架组312的上部分别吊装有工作台架5，以供施工人员铺设作业。即工作台架5可通过枢轴或铰链或其他公知的悬挂连接方式设置于所述第一支架组311和所述第二支架组312的上部。这样，在行走小车3沿拱形支架1上的导向轨道2移动时，行走小车的角度逐渐变化，而工作台架5能够依靠自身的重力随时调整与行走小车的相对角度，保证工作台架5始终处于竖直状态，从而确保工作台架5上的施工人员的作业不受影响，进一步保证了施工质量。在本实施例中，所述第一支架组311与所述工作台架5通过向外侧延伸的悬挂支杆36相连接，工作台架5吊挂于悬挂支杆36上，从而进一步地保证工作台架5处于竖直状态。进一步的，如图2所示，为了使行走小车3更加适应在隧道10内壁侧的不平整表面上进行作业，保证施工质量的稳定性。在转向辊支杆35与第一支架组311之间还设有自动调节部件，即该自动调节部件为一弹簧撑杆37，弹簧撑杆37的一端连接于所述转向辊支杆35的中部，其另一端与所述第一支架组311相连接；而所述转向辊支杆35与所述第一支架组311铰接或其他公知的可转动的方式连接；这样，当行走小车3移动时，利用弹簧撑杆 37对转向辊34的弹性力作用，转向辊34的高度位置能够随隧道内壁侧表面的凹凸状况而自动调整，由此，利用转向辊34、转向辊支杆35与弹簧撑杆37的共同作用，保证防水板(含缓冲层)与隧道初期支护基面密贴，并可人工调整防水板(含缓冲层)的松紧程度，从而提高了防水板的铺设施工质量，降低了施工难度。但本发明的自动调节部件也不限于弹簧撑杆，也可以采用其他可自动伸缩的部件，如液压油缸，只要保证转向辊的高度位置能够随隧道内壁侧表面的凹凸状况而自动调整即可。进一步的，如图1所示，所述用于隧道防水板铺设的辅助装置还包括两存料装置， 分别用于存放防水板及设置于防水板与隧道初期支护基面之间的缓冲层。所述存料装置包括存料辊6，在所述存料辊6上设有用于支撑防水板或缓冲层的存料支架7，所述存料辊6 能转动地与所述拱形支架1的下部相连接。这样，防水板或缓冲层能够绕设于存料辊6并由存料辊6导出，从而延伸至导向辊4上。进一步的，如图1所示，所述拱形支架1由竖直设置的多组立柱11和水平设置的多组横梁12交错连接形成，所述立柱11和所述横梁12为钢结构，从而保证拱形支架1具有足够的支撑强度。进一步的，在所述拱形支架1的底面设有多个转动轮(图中未示出)，从而使得拱形支架1能够沿隧道纵深方向移动，保证防水板铺设于整个隧道内。本发明还提供了一种用于隧道防水板的铺设方法，该方法包括以下步骤步骤10 将防水板缠绕于存料辊上，防水板延伸并覆盖于导向辊上；步骤20 抽动防水板，使得防水板穿过小车支架的两夹辊之间的间隙，绕设于所述小车支架上部的转向辊上，并与隧道内层表面紧密贴合；步骤30 绑扎固定防水板；步骤40 移动行走小车，两夹辊夹持防水板且相向转动，同时拖动防水板展开于导向辊上；步骤50 调整防水板松紧程度；此为现有技术，在此不再详细描述；步骤60 重复步骤30至50，直至完成拱形隧道一环面的防水板铺设；步骤70 回退行走小车，同时反转存料辊，使得防水板回卷；步骤80 移动拱形支架至隧道未铺设防水板的另一环面，重复上述步骤30至60， 完成整体隧道防水板的铺设。另外，在铺设防水板之前，即在上述步骤10之前，还需在隧道初期支护基面上铺设缓冲层，具体步骤包括步骤1 将缓冲层缠绕于存料辊上，缓冲层延伸并覆盖于导向辊上；步骤2 抽动缓冲层，使得缓冲层穿过小车支架的两夹辊之间的间隙，绕设于所述小车支架上部的转向辊上，并与隧道初期支护基面紧密贴合；步骤3 用射钉将热塑性垫圈和缓冲层平整地固定于隧道初期支护基面上；步骤4 移动行走小车，两夹辊夹持缓冲层且相向转动，同时拖动缓冲层展开于导向辊上；步骤5 调整缓冲层松紧程度；此为现有技术，在此不再详细描述；步骤6 重复步骤3至5，直至完成拱形隧道一环面的缓冲层铺设；步骤7 回退行走小车，同时反转存料辊，使得缓冲层回卷。 以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式
，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。
权利要求
1.一种用于隧道防水板铺设的辅助装置，其特征在于，所述用于隧道防水板铺设的辅助装置包括拱形支架；导向轨道，沿所述拱形支架外侧轮廓设置；多个导向辊，横向平行设于所述导向轨道内侧；行走小车，纵向设置于所述导向轨道上，该行走小车至少包括与所述导向轨道相配合的行走轮，驱动所述行走小车沿所述导向轨道纵向移动的驱动机构，控制所述行走小车定位的锁定机构，夹持所述防水板的夹持部件，以及导引所述防水板延伸至所述隧道内壁一侧的导引部件。
2.如权利要求1所述的用于隧道防水板铺设的辅助装置，其特征在于，所述行走小车还包括小车支架，所述小车支架包括纵向设置第一支架组和第二支架组，在所述第一支架组和所述第二支架组之间设有连接杆；在所述第一支架组和所述第二支架组的底部分别设有所述行走轮，在所述第一支架组的上部设有所述导引部件，所述导引部件为转向辊，所述转向辊能转动地定位于转向辊支杆的一端，所述转向辊支杆的另一端与所述第一支架组相连接；在所述连接杆上设有所述夹持部件，所述夹持部件包括能转动地连接于所述连接杆上的两个夹辊，所述两夹辊之间具有一定间隙。
3.如权利要求2所述的用于隧道防水板铺设的辅助装置，其特征在于，在所述第一支架组和所述第二支架组的上部分别吊装有工作台架。
4.如权利要求3所述的用于隧道防水板铺设的辅助装置，其特征在于，所述第一支架组与所述工作台架通过向外侧延伸的悬挂支杆相连接。
5.如权利要求2或3或4所述的用于隧道防水板铺设的辅助装置，其特征在于，所述转向辊支杆与所述第一支架组能转动地相连接，一弹簧撑杆的一端连接于所述转向辊支杆的中部，其另一端与所述第一支架组相连接。
6.如权利要求1所述的用于隧道防水板铺设的辅助装置，其特征在于，所述用于隧道防水板铺设的辅助装置还包括至少一个存料装置，所述存料装置包括存料辊，在所述存料辊上设有存料支架，所述存料辊能转动地与所述拱形支架的下部相连接。
7.如权利要求1所述的用于隧道防水板铺设的辅助装置，其特征在于，所述拱形支架由竖直设置的多组立柱和水平设置的多组横梁交错连接形成。
8.如权利要求7所述的用于隧道防水板铺设的辅助装置，其特征在于，在所述拱形支架的底面设有多个转动轮。
9.一种用于隧道防水板的铺设方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤步骤10 将防水板缠绕于存料辊上，防水板延伸并覆盖于导向辊上；步骤20 抽动防水板，使得防水板穿过小车支架的两夹辊之间的间隙，绕设于所述小车支架上部的转向辊上，并与隧道内层表面紧密贴合；步骤30:绑扎固定防水板；步骤40:移动行走小车，两夹辊夹持防水板且相向转动，同时拖动防水板展开于导向辊上；步骤50 调整防水板松紧程度；步骤60 重复步骤30至50，直至完成拱形隧道一环面的防水板铺设；步骤70 回退行走小车，同时反转存料辊，使得防水板回卷；步骤80 移动拱形支架至隧道未铺设防水板的另一环面，重复上述步骤30至60，完成整体隧道防水板的铺设。
10.如权利要求7所述的用于隧道防水板的铺设方法，其特征在于，在所述步骤10之前,还包括步骤1 将缓冲层缠绕于存料辊上，缓冲层延伸并覆盖于导向辊上； 步骤2 抽动缓冲层，使得缓冲层穿过小车支架的两夹辊之间的间隙，绕设于所述小车支架上部的转向辊上，并与隧道初期支护基面紧密贴合；步骤3 用射钉将热塑性垫圈和缓冲层平整地固定于隧道初期支护基面上；步骤4:移动行走小车，两夹辊夹持缓冲层且相向转动，同时拖动缓冲层展开于导向辊上；步骤5 调整缓冲层松紧程度；步骤6 重复步骤3至5，直至完成拱形隧道一环面的缓冲层铺设； 步骤7 回退行走小车，同时反转存料辊，使得缓冲层回卷。
全文摘要
本发明公开了一种用于隧道防水板铺设的辅助装置及方法，包括拱形支架；导向轨道，沿拱形支架外侧轮廓设置；多个导向辊，横向平行设于所述导向轨道内侧，导向辊由所述拱形支架支撑；行走小车，该行走小车包括行走轮，夹持部件，以及导引部件。行走小车还包括小车支架，小车支架包括第一支架组和第二支架组，在第一支架组的上部设有导引部件，导引部件为转向辊，转向辊支杆的另一端与第一支架组相连接；在连接杆上设有夹持部件，夹持部件包括能转动地连接于连接杆上的两个夹辊，两夹辊之间具有一定间隙。本发明具有便于铺设、降低施工难度和劳动强度、提高了工作效率，保证了铺设质量的优点。
文档编号E21D11/38GK102226402SQ20111008781
公开日2011年10月26日 申请日期2011年4月8日 优先权日2011年4月8日
发明者常乃超, 张宇宁, 李冠东, 秦德进 申请人:中铁三局集团有限公司, 中铁三局集团第六工程有限公司