本发明涉及衬砌技术领域，具体涉及一种混凝土分层浇注管路装置、衬砌台车及浇筑方法。
背景技术
在二次衬砌过程中，常用的混凝土灌浆采用的方式是：采用如申请号为201220331471.7的布料装置进行灌浆，此种装置具体是：包括用于输送混凝土的换向管以及连接至台车上各入模窗口处的多个混凝土导入溜槽，换向管设于多个混凝土导入溜槽上方，换向管的出口端可在多个混凝土导入溜槽之间转换。
此种方式具有以下缺陷：
1、插板阀门多，操作繁琐、需要很多工作人员(一般需要6-7人)配合。
2、料斗、溜槽均为敞开式，对接点多、死角多容易造成残留混凝土堆积，清洗麻烦，若清洗不完全，该部位残留混凝土凝固后造成设备使用困难或无法使用。
3、混凝土为无压输送，依靠自身重量往下流动，溜槽布置需要一定的角度。
4、泵送管路间通过管夹和密封圈连接，再通过固定架固定在台车上，施工中改变泵送位置时需要更换混凝土泵送接口，需停止混凝土的泵送通过数人协同先将泵管上的管卡、密封圈、泵管拆除，待更换适合长度的泵管和调整管路位置出口后重新跟下一个泵送接口对接后再进行安装和固定，然后继续泵送混凝土。更换下来的泵管中残留的混凝土需及时进行清理和清洗，工作量和劳动强度大，耗时长。
5、泵送混凝土中断时间长，滞留在泵管内的混凝土塌落度损失很容易造成堵管，而且新浇混凝土和之前浇筑的混凝土容易形成冷缝影响浇筑质量；频繁更换泵送接口，溢出的混凝土和管内残留混凝土的清洗，造成浪费和现场的污染。
因此，设计一种结构精简、操作方便且能大大提高灌浆效率的装置及施工方法具有重要意义。
技术实现要素：
本发明目的在于提供一种结构精简、操作方便且施工效率得到大大提高的混凝土分层浇注管路装置，具体技术方案如下：
一种混凝土分层浇注管路装置，包括集中供料分配装置、灌浆口固定管组以及连通所述集中供料分配装置和灌浆固定管组的连接管组；
所述集中供料分配装置包括分配装置本体以及分别设置在所述分配装置本体上的行走机构和分配管组，所述行走机构用于带动整个所述分配装置本体进行运动，所述分配管组的进口端与混凝土泵送机构连通；
所述连接管组包括至少一根连接管，所述灌浆口固定管组包括分层次布置的多个灌浆口固定管，所述分配管组包括至少一个分配管，所述连接管的进口端与所述分配管之间以及所述连接管的出口端与所述灌浆口固定管的进口端之间均为可拆卸式连接。
以上技术方案中优选的，所述连接管由多根硬质管道和多个弯头或者多根硬质管道、多个弯头和多根软管组合而成。
以上技术方案中优选的，所述连接管的进口端为硬质管道，其出口端为软管。
以上技术方案中优选的，两根所述硬质管道之间、两根所述软管之间、所述硬质管道和所述软管之间、所述硬质管道和所述弯头之间、所述软管和所述弯头之间以及相邻两个弯头之间均通过用于固定和密封的连接件进行连接，所述连接件由管卡和密封垫圈组合而成。
以上技术方案中优选的，所述连接管的进口端和位于拱顶位置的所述灌浆口固定管的进口端均设有接收部件，所述连接管的出口端和所述分配管的出口端均设有输出部件，所述接收部件的入口端包括第一接触面，所述输出部件的出口端能插入所述接收部件的入口端，且其包括与所述第一接触面相匹配的第二接触面，所述接收部件的入口端和所述输出部件的出口端对接压紧时，所述第一接触面和/或所述第二接触面产生变形而使得所述接收部件的入口端和所述输出部件的出口端的连接处完全密封。
以上技术方案中优选的，所述第一接触面和第二接触面均为斜面、圆锥面以及球面中的至少一种。
以上技术方案中优选的，沿待灌浆隧道的高度方向，由下至上布置至少2层灌浆口固定管组，每层所述灌浆口固定管组包括沿待灌浆隧道的长度方向的至少一个灌浆口固定管。
应用本发明的混凝土分层浇注管路装置，效果是：
(1)混凝土分层浇注管路装置包括集中供料分配装置、灌浆口固定管组以及连接管组，集中供料分配装置包括分配装置本体、行走机构和分配管组；连接管组包括至少一根连接管，所述灌浆口固定管组包括分层次布置的多个灌浆口固定管，所述分配管组包括至少一个分配管。整体结构精简；通过管路进料口集中布置，便于集中分配供料；出料口为发散布置，数量和位置根据需要进行布置；整个管路均为封闭式，不会漏混凝土，造成材料浪费和现场的污染；可以实现有压输送，还便于后续清洗。
(2)所述连接管由多根硬质管道和多个弯头或者多根硬质管道、多个弯头和多根软管组合而成，优选的：所述连接管的进口端为硬质管道，其出口端为软管。连接管的结构精简，且采用硬管和软管组合布置，连接管的末端(软管)可摆动供应附近入料点，实现一管多用，简化管路系统。
(3)各管道之间采用连接件进行连接，连接件起到固定和密封的双重作用；所述连接件由管卡和密封垫圈组合而成，部件容易获得，且能实现固定和密封的双重效果。
(4)连接管的进口端和位于拱顶位置的灌浆口固定管的进口端均设有接收部件，连接管的出口端和分配管的出口端均设有输出部件，接收部件的入口端包括第一接触面，输出部件的出口端包括第二接触面。接收部件和输出部件的组合设计，便于管路的对接，第一接触面和第二接触面采用不同的材质，在对接时使得第一接触面和/或第二接触面产生变形而使得所述接收部件和所述输出部件两者的连接处实现完全密封。位于其他位置的灌浆口固定管的结构没有特殊限制，可采用连接管直接贯穿上述灌浆口固定管并伸入仓内的结构，最好是在连接管的出口位置还设有阀门，阀门打开时，混凝土从连接管输送至仓内。连接管和灌浆口固定管的结构还可以采用其他方式。
(5)沿待灌浆隧道的高度方向，由下至上布置至少2层灌浆口固定管组，每层所述灌浆口固定管组包括沿待灌浆隧道的长度方向的至少一个灌浆口固定管。管路可根据施工需要进行分多层布置，每层可设置数个入料点，便于灌浆，大大提高施工效率。
本发明还公开一种采用上述混凝土分层浇注管路装置的衬砌台车，具体技术方案是：
一种衬砌台车，包括模板系统、门架系统以及如上所述的混凝土分层浇注管路装置；
所述模板系统上设有与所述灌浆口固定管相匹配的多个出料口；
所述门架系统上设有与所述行走机构相匹配的行走轨道，所述行走轨道的长度方向与隧道的长度方向相同。
应用本发明的衬砌台车，效果是：(1)采用布料机等供料设备从进料口集中分配供料，输送到不同位置分层浇筑，大大提高施工效率；(2)采用布料机结合本发明的管路设计，无需大量的施工人员辅助操作，大大节约人力成本；(3)泵送混凝土中断时间段，管路不易堵塞，大大提高灌浆质量。
本发明还公开一种采用上述的衬砌台车的进行浇筑方法，具体包括以下步骤：
步骤一、组装衬砌台车，将灌浆口固定管组安装至模板系统中的出料口位置，将混凝土分层浇注管路装置安装至衬砌台车上；
步骤二、衬砌台车行走至第i工位后进行立模，其中：i为大于等于1且小于等于总工位数量的自然数；
步骤三、行走机构行走至第j施工位，其中：j为大于等于1且小于等于第i工位处的总施工位数量的自然数；
步骤四、将连接管的两端分别与第k灌浆口固定管组和分配管连通，启动混凝土泵送机构，进行灌浆，其中：k为大于等于1且小于等于第j施工位的总灌浆固定管数量；
步骤五、关闭混凝土泵送机构，将连接管的两端分别与第k灌浆口固定管组和分配管断开；取k＝k+1，若k小于等于第j施工位的总灌浆固定管数量，返回步骤四；否则，继续下一步；
步骤六、取j＝j+1，j小于等于第i工位处的总施工位数量，则返回步骤三；否则，继续下一步；
步骤七、取i＝i+1，i小于等于总工位数量，则返回步骤二；否则，完成灌浆施工。
以上技术方案中优选的，所述步骤四中同一施工位：沿待灌浆隧道的高度方向，由下至上左右两侧依次进行灌浆；沿待灌浆隧道的长度方向，相邻灌浆口分开或同时进行灌浆，相邻灌浆口灌浆过程中混凝土浆液高度差小于等于50cm。
应用本发明的浇筑方法，工艺精简，便于施工人员操作。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是实施例1中混凝土分层浇注管路装置、门架系统以及模板系统的部分连接关系图；
图2是图1的左视图(连接管组用线条示意，灌浆口固定管未图示)；
图3是图1中接收部件和输出部件的结构示意图；
其中，1、集中供料分配装置，1.1、分配装置本体，1.2、行走机构，1.3、分配管组，2、灌浆固定管组，2.1、灌浆口固定管，3、连接管组，3.1、连接管，a、硬质管道，b、软管，4、接收部位，4.1、第一接触面，5、输出部位，5.1、第二接触面，6、模板系统，6.1、左模板，6.2、顶模板，6.3、右模板，c、窗口，7、门架系统，7.1、行走轨道。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1：
参见图1和图2(图1中的箭头为混凝土浆料运送方向)，一种衬砌台车，包括模板系统6、门架系统7以及混凝土分层浇注管路装置。
所述模板系统6上设有与所述灌浆口固定管相匹配的出料口。此处具体是：所述模板系统6包括左模板6.1、顶模板6.2和右模板6.3，所述左模板6.1和右模板6.3均由下至上开设有两组出料口，所述顶模板6.2的左下端、右下端和最高部位均各开设有一组出料口。模板系统上还设有窗口c，出料口位于窗口位置。除此之外，此处也还可以不设出料口，而仅设窗口，窗口有三大作用：观察混凝土浇注情况；用插入式振捣器对混凝土进行振捣；混凝土入仓。
所述门架系统7上设有与所述行走机构1.2相匹配的行走轨道7.1(行走轨道7.1设置在纵梁上或者是根据需求搭设一支撑平台)，所述行走轨道7.1的长度方向与隧道的长度方向相同。
所述混凝土分层浇注管路装置包括集中供料分配装置1、灌浆口固定管组2以及连通所述集中供料分配装置1和灌浆固定管组2的连接管组3，详细结构如下：
所述集中供料分配装置1包括分配装置本体1.1以及分别设置在所述分配装置本体1.1上的行走机构1.2和分配管组1.3，所述行走机构1.2用于带动整个所述分配装置本体1.1在行走轨道7.1上进行运动，所述分配管组1.3的进口端与混凝土泵送机构连通，即混凝土浆料通过混凝土泵送机构统一送至集中供料分配装置后进行集中分料。
所述连接管组3包括至少一根连接管3.1，所述灌浆口固定管组2包括分层次布置的多个灌浆口固定管2.1(具体是：沿待灌浆隧道的高度方向，由下至上布置至少2层灌浆口固定管组2，每层所述灌浆口固定管组2包括沿待灌浆隧道的长度方向的至少一个灌浆口固定管2.1)，所述分配管组1.3包括至少一个分配管，所述连接管3.1的进口端与所述分配管之间以及所述连接管3.1的出口端与所述灌浆口固定管2.1的进口端之间均为可拆卸式连接。
所述连接管3.1由多根硬质管道a和多个弯头或者多根硬质管道a、多个弯头和多根软管b组合而成，根据实际情况进行选择，此处优选，所述连接管3.1的进口端为硬质管道a，其出口端为软管b，同一连接管可以依次完成多个灌浆口的灌浆操作，实用性强。硬质管道a、软管b以及弯头均采用中空结构，可将整个管路设计为封闭式结构，不会漏混凝土，不会造成材料浪费和现场的污染，可以实现有压输送，且便于清洗。两根所述硬质管道a之间、两根所述软管b之间、所述硬质管道a和所述软管b之间、所述硬质管道a和所述弯头之间、所述软管b和所述弯头之间以及相邻两个弯头之间均通过用于固定和密封的连接件进行连接，所述连接件由管卡和密封垫圈组合而成。
所述连接管3.1的进口端和位于拱顶位置的所述灌浆口固定管2.1的进口端均设有接收部件4(位于其他位置时，可在连接管的端部直接设置阀门而贯穿伸缩灌浆口固定管深入待浇筑仓内)，所述连接管3.1的出口端和所述分配管的出口端均设有输出部件5，所述接收部件和输出部件的结构详见图3(图3中的箭头为混凝土浆料运送方向)，具体是：所述接收部件4的入口端包括第一接触面4.1，所述输出部件5的出口端能插入所述接收部件4的入口端，且其包括与所述第一接触内壁面相匹配的第二接触面5.1，所述接收部件4的入口端和所述输出部件5的出口端对接压紧时，所述第一接触面4.1和/或所述第二接触面5.1产生变形而使得所述接收部件4的入口端和所述输出部件5的出口端的连接处完全密封。所述第一接触面4.1和第二接触面5.1均可采用斜面、圆锥面以及球面中的至少一种。位于其他部位的灌浆口固定管2.1可以设置接收部件，也可以不设接收部件，详情是：1、当位于其他部位的灌浆口固定管设置接收部件时，因连接管输出端为软管，因此，此处需在接收部件上增设活节螺栓组件与连接管的出口端进行连接，此处优选：连接管的出口端设有连接板，连接板上设有卡槽，活节螺栓组包括一端固定设置在接收部件上且另一端为自由端的活节螺栓以及与活节螺栓相匹配的螺母，活节螺栓能卡入卡槽内，最好是在螺母的内侧还设有密封圈；2、当不设接收部件时，在连接管的输出端设置一个阀门，且连接管的输出端能贯穿上述灌浆固定管而伸入至仓内。还可以根据实际情况，采用其他结构。
应用本实施例的衬砌台车的浇筑方法，具体包括以下步骤：
步骤一、组装衬砌台车，将灌浆口固定管安装至模板系统6中的进料口(此处为窗口c)位置，将混凝土分层浇注管路装置安装至衬砌台车上；
步骤二、衬砌台车行走至第i工位后进行立模，其中：i为大于等于1且小于等于总工位数量的自然数；
步骤三、行走机构1.2行走至第j施工位，其中：j为大于等于1且小于等于第i工位处的总施工位数量的自然数；
步骤四、将连接管3.1的两端分别与第k灌浆口固定管和分配管连通，启动混凝土泵送机构，进行灌浆，其中：k为大于等于1且小于等于第j施工位的总灌浆固定管数量；
步骤五、关闭混凝土泵送机构，将连接管3.1的两端分别与第k灌浆口固定管2.1和分配管断开；取k＝k+1，若k小于等于第j施工位的总灌浆固定管数量，返回步骤四；否则，继续下一步；
步骤六、取j＝j+1，j小于等于第i工位处的总施工位数量，则返回步骤三；否则，继续下一步；
步骤七、取i＝i+1，i小于等于总工位数量，则返回步骤二；否则，完成灌浆施工。
针对所述步骤四中同一施工位，详情是：沿待灌浆隧道的高度方向，由下至上左右依次进行灌浆；沿待灌浆隧道的长度方向，相邻灌浆口分开或同时进行灌浆，相邻灌浆口灌浆过程中混凝土浆液位差小于等于50cm。
例如：一条2000米长的隧道进行施工，衬砌台车的长度为10米，那么分为200个工位(即i的最大值为200)；假设每个工位包括3个施工位，即j的最大值为3；针对每个施工位：沿隧道高度方向，分为四层灌浆口固定管组(下两层分别分布在左模板和右模板上，上两层分布在顶模板上，顶模板最高处分别一层，左右两侧各分布一层，如图1和图2所示)，沿隧道长度方向：最下层灌浆口固定管组包括等间距设置的四个灌浆固定管，第二层灌浆口固定管组包括等间距设置的三个灌浆固定管，第三层灌浆口固定管组包括等间距设置的四个灌浆固定管；第四层灌浆口固定管组位于定模板的最高位置，且其包括等间距设置的三个灌浆固定管。第一层的灌浆口固定管和第三层的灌浆口固定管相对应设置即位于隧道同一横截面上，第二层的灌浆口固定管和第四层的灌浆口固定管相对应设置即位于隧道同一横截面上。管路系统和灌浆口固定管的连接方式，优选图2中的方式。
应用本实施例的技术方案，效果是：
1、通过集中供料分配装置集中分配供料，减少操作节点和位置，现场操作方便快捷。
2、管路分层布置实现分层浇筑，克服了一孔灌到底浇筑导致混凝土离析、产生“人”字坡冷缝的弊端。管路从进料口直通出料口，无中间操作环节，简单易行。
3、管路均为封闭式，不会漏混凝土，不会造成材料浪费和现场的污染，可以实现有压输送，便于管路清洗。
4、连接管采用硬管和软管组合布置，硬管可预先布置在分配装置本体上，末端软管可摆动供应附近入料点，一根连接管可以完成多个灌浆口的灌浆，减少连接管的用量。
5、集中供料分配装置集中分配供料，输送到不同位置分层浇筑，有效提高了二衬混凝土浇筑的实体质量和外观质量，减少了换管施工工序，降低了劳动强度，减少了操作人员，节约了浇筑时间提高了效率降低了施工成本和安全风险。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。