全断面二衬仰拱盾构设备的制作方法

本发明涉及一种隧道施工设备，尤其涉及一种集栈桥、二衬台车、防水布台车、仰拱模板、中心沟台车和水沟台车于一体的全断面二衬仰拱盾构设备。

背景技术：

隧道施工设备众多，目前常用的有栈桥、二衬台车、防水布台车、中心沟台车和水沟台车，其中，栈桥一般采用整体式栈桥，主要包括后爬梯、从动轮、主梁、前爬梯、履带轮，履带轮安装于主梁的前端，从动轮安装于主梁的后端，履带轮可以带动整个栈桥移动，从动轮在已施工段上滚动，停止时，前爬梯和后爬梯均放下，工程车辆可以通过整个栈桥以便于运输挖出的渣土；二衬台车即二次衬砌台车，是隧道混凝土衬砌施工不可或缺的施工设备，用于对隧道内壁的砼衬砌施工；仰拱模板是用于仰拱施工的设备，用于隧道内仰拱的砼衬砌施工；防水布台车是一种用于在二衬与初支混泥土间进行防水布布置的台车，防水布布置完毕以后还可以用于二衬钢筋的绑扎；中心沟台车是一种用于在隧道中心位置浇注混凝土以形成隧道中心沟的台车，根据施工工序，分为外中心沟台车与内中心沟台车；水沟台车是一种用于在隧道两侧位置浇注混凝土以形成隧道水沟的台车。

上述各种隧道施工设备在目前的应用中均为各自独立使用，虽然能够完成施工，但二衬和仰拱之间会有施工缝，降低了施工质量，而且多种设备无统一性，导致施工工序多、施工效率低，施工规范性较差。

技术实现要素：

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种将栈桥、二衬台车、防水布台车、中心沟台车和水沟台车有机整合于一体的全断面二衬仰拱盾构设备。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种全断面二衬仰拱盾构设备，包括栈桥、二衬台车、防水布台车、仰拱模板、外中心沟台车、内中心沟台车和水沟台车，所述栈桥包括栈桥主梁、栈桥副梁、履带底盘、前爬梯、前爬梯吊臂、吊臂液压缸、后爬梯和从动轮，所述栈桥主梁的前端两侧分别通过两侧的履带支撑梁安装于两侧的所述履带底盘上，所述前爬梯的后端与所述栈桥主梁的前端旋转连接，所述栈桥主梁的前段向下弯曲5-15°，所述前爬梯吊臂安装于所述栈桥主梁的前端，所述吊臂液压缸安装于所述前爬梯吊臂上并用于升降所述前爬梯，所述前爬梯的中段安装有前爬梯横梁，所述吊臂液压缸的活塞缸连接有钢绳并通过该钢绳与所述前爬梯横梁连接，所述栈桥主梁的后端与所述栈桥副梁的前端连接，所述从动轮安装于所述栈桥副梁的后端并通过转向液压缸实现转向；所述防水布台车通过自身行走装置安装于所述栈桥主梁的前段并靠近所述栈桥主梁弯曲的位置，所述二衬台车通过自身行走装置安装于所述栈桥主梁上并位于所述防水布台车的后方，所述二衬台车与所述防水布台车通过螺栓连接，所述外中心沟台车通过自身的行走装置放置于所述栈桥副梁下，所述内中心沟台车通过自身的行走装置放置在所述外中心沟台车的后方，两台所述水沟台车分别置于所述内中心沟台车的两侧；所述仰拱模板安装于所述二衬台车的底部。

作为优选，所述二衬台车包括上横梁、上纵梁、主横梁、主支架、内主纵梁、台车行走小车、外主纵梁、上模板、边模板和台车支腿，所述上横梁通过所述上纵梁安装于所述主横梁的上方，两个所述主支架分别安装于所述主横梁的下面并分别靠近两端，两侧的所述内主纵梁分别通过内主纵梁液压缸安装于两个所述主支架的下端并靠近内侧，两个所述台车行走小车分别安装于两侧的所述内主纵梁的下端，两个所述台车行走小车安装于所述栈桥主梁上并分别位于靠近两侧的位置，两侧的所述外主纵梁分别通过支腿升降液压缸安装于两个所述主支架的下端并靠近外侧，两侧的所述台车支腿分别通过活动立柱安装于两侧的所述外主纵梁的下端，所述上模板通过上立柱安装于所述上横梁上，两组所述边模板的上部分别通过铰链旋转连接在所述上模板的两侧下部，两组所述边模板的上中下部分别通过支撑丝杆和侧向液压缸安装于两个所述主支架的外侧，所述仰拱模板的前后端头安装有可通过支腿液压缸升降的仰拱模板支腿，所述仰拱模板的两侧分别通过仰拱模板液压缸与两侧的所述活动立柱连接并与所述二衬台车形成一个整体。

进一步，所述二衬台车还包括脚模，两侧的所述脚模分别通过脚模液压缸安装于两侧的所述外主纵梁的外侧。

为了便于在需要时独立移动仰拱模板，所述仰拱模板上设有仰拱模板行走小车，两侧的所述仰拱模板行走小车的车轮在所述仰拱模板需要独立使用时挂装于所述栈桥主梁上并分别位于所述栈桥主梁的两侧。

作为优选，所述二衬台车的模板与所述仰拱模板通过能够快速拆卸的铰链连接，使组合后的多个模板围成的截面为隧道圆弧截面。

本发明的有益效果在于：

本发明将栈桥、二衬台车、防水布台车、中心沟台车、水沟台车和仰拱模板有机整合为成套设备，并对各设备相互衔接结构和部分设备自身结构进行改进，不但使二衬和仰拱之间减少了施工缝隙，提高了施工质量，而且多种设备可以统一调度运行，减少了施工工序，提高了施工效率和施工规范性；栈桥改进设计中，通过将主梁的前段向下弯曲，相当于使主梁的前段兼具主支撑和部分前爬梯的功能，在不用过多增加前爬梯长度的前提下可以使前爬梯的下端放置于更低的地面，可直接与仰拱层接触，实现不用回填渣土便能供工程车辆通行的目的，通过设置前爬梯吊架能够实现对前爬梯的快速升降，从而使前爬梯根据需要适应本栈桥停止和移动的不同状态，克服了传统栈桥在仰拱层开挖时需要先开挖、开挖完了再回填、回填完后又需再一次的将回填的渣土开挖运输出洞的繁琐工序，提高了工作效率，减少了人力、设备等资源的浪费，而且结构比较简单、使用比较方便；二衬台车改进设计中，将台车的上模板、边模板、底模和仰拱模板整合在一起形成周向全模板，并设计多个液压缸使各模板具有调节功能，设计台车行走小车在栈桥主梁上行走，使其与栈桥相互配合运行，二衬台车的行走小车既可安装于台车内主纵梁上在栈桥主梁上所设的轨道上行走，也可安装于外主纵梁上在已经施工好的填充层上行走，提高了整个全断面二衬仰拱盾构设备的施工效率。

附图说明

图1是本发明所述全断面二衬仰拱盾构设备的主视图；

图2是本发明所述全断面二衬仰拱盾构设备的俯视图；

图3是本发明所述全断面二衬仰拱盾构设备的右视图；

图4是本发明所述全断面二衬仰拱盾构设备的二衬台车和仰拱模板的主视图；

图5是本发明所述全断面二衬仰拱盾构设备的二衬台车和仰拱模板的右视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1、图2、图3和图4所示，本发明所述全断面二衬仰拱盾构设备包括栈桥5、二衬台车6、防水布台车7、仰拱模板76、外中心沟台车4、内中心沟台车17和水沟台车16，栈桥5包括栈桥主梁14、栈桥副梁3、履带底盘13、前爬梯11、前爬梯吊臂8、吊臂液压缸9、后爬梯1和从动轮2，栈桥主梁14的前端两侧分别通过两侧的履带支撑梁（图中未标记）安装于两侧的履带底盘13上，前爬梯11的后端与栈桥主梁14的前端旋转连接，栈桥主梁14的前段向下弯曲5-15°，前爬梯吊臂8安装于栈桥主梁14的前端，吊臂液压缸9安装于前爬梯吊臂8上并用于升降前爬梯11，前爬梯11的中段安装有前爬梯横梁12，吊臂液压缸9的活塞缸连接有钢绳10并通过该钢绳10与前爬梯横梁12连接，栈桥主梁14的后端与栈桥副梁3的前端连接，从动轮2安装于栈桥副梁3的后端并通过转向液压缸（图中未示出）实现转向；防水布台车7通过自身行走装置（一般为行走小车）安装于栈桥主梁14的前段并靠近栈桥主梁14弯曲的位置，二衬台车6通过自身行走装置（见下述台车行走小车78）安装于栈桥主梁14上并位于防水布台车7的后方，二衬台车6与防水布台车7通过螺栓连接，用于中心沟两侧位置施工的外中心沟台车4通过自身的行走装置（一般为行走小车）放置于栈桥副梁3下，用于中心沟中心位置施工的内中心沟台车17通过自身的行走装置（一般为行走小车）放置在外中心沟台车4的后方，两台水沟台车16分别置于内中心沟台车17的两侧。栈桥5的结构中，为了在施工时保护履带底盘13，在栈桥主梁14的下方设置了相互连接的栈桥升降液压缸18和采用伸缩结构的栈桥支腿19，栈桥升降液压缸18可以驱动栈桥支腿19实现升降功能，以适应整个设备停止和移动的需要。

如图4和图5所示，二衬台车6包括上横梁65、上纵梁63、主横梁68、主支架（图中未标记）、内主纵梁86、台车行走小车78、外主纵梁87、上模板67、边模板61、台车支腿74和脚模85，上横梁65通过上纵梁63安装于主横梁68的上方，两个所述主支架分别安装于主横梁68的下面并分别靠近两端，两侧的两个内主纵梁86分别通过内主纵梁液压缸82安装于两个所述主支架的下端并靠近内侧，两个台车行走小车78分别安装于两侧的内主纵梁86的下端，两个台车行走小车78安装于栈桥主梁14（见图1的栈桥主梁14）上并分别位于靠近两侧的位置，两侧的外主纵梁87分别通过支腿升降液压缸71安装于两个所述主支架的下端并靠近外侧，两侧的台车支腿74分别通过活动立柱79安装于两侧的外主纵梁87的下端，两侧的脚模85分别通过脚模液压缸72安装于两侧的外主纵梁87的外侧，活动立柱79由立柱液压缸80驱动升降，上模板67通过上立柱66安装于上横梁65上，两组边模板61的上部分别通过铰链旋转连接在上模板67的两侧下部，两组边模板61的上中下部分别通过支撑丝杆69和侧向液压缸70安装于两个所述主支架的外侧，仰拱模板76的前后端头安装有可通过支腿液压缸升降的仰拱模板支腿75，仰拱模板76的两侧分别通过仰拱模板液压缸81与两侧的活动立柱79连接并与二衬台车6形成一个整体，仰拱模板76的两侧边缘分别与两侧的脚模85用铰链连接，仰拱模板76上设有仰拱模板行走小车77，两侧的仰拱模板行走小车77的车轮在所述仰拱模板需要独立使用时挂装于栈桥主梁14（见图1的栈桥主梁14）上并分别位于栈桥主梁14的两侧；二衬台车6的模板与仰拱模板76通过能够快速拆卸的铰链连接，使组合后的多个模板围成的截面为隧道圆弧截面。

为了便于理解，图1中还示出了利用本全断面二衬仰拱盾构设备进行施工的施工段，包括已施工好的水沟段20（也包括电缆沟）、已施工好的中心沟段21、正施工的水沟段22（也包括电缆沟）、正施工的中心沟的中心段23、正施工的中心沟的两侧段24、正施工的仰拱层和二衬段25、正施工的绑扎钢筋或布置防水板段26、渣土开挖段27，图1中还示出了用于支撑的边纵梁62；图5还示出了用于移动上横梁65的平移液压缸64，用于连接脚模85与仰拱模板76的连接销73，分别设于两个主支架上的风带孔83和环保设备孔84；这些结构为常规结构，不作具体描述。

结合图1-图5，本发明所述全断面二衬仰拱盾构设备的工作原理如下：

拆模时，需要先拆卸二衬台车6的脚模85与仰拱模板76之间的铰链，通过四根脚模液压缸72分别收起左右两侧脚模85，通过四根侧向液压缸70将两侧的边模板61收回，再通过二衬台车6的主支架与仰拱模板76之间的活动立柱79将整个仰拱模板76提起，最后再通过外主纵梁87上的四根支腿升降液压缸71将整个台车模板及仰拱模板76放下，就完成了整套模板的脱模作业。反之，便可完成整套模板的立模作业，立模时，可通过二衬台车6上的平移油缸64进行左右调节，通过四根外主纵梁87上的台车支腿74将整个二衬台车6和仰拱模板76整体支撑起，从而与栈桥5脱离，立模完成后，进行其他准备，之后便可开始注浆。

防水布台车7、外中心沟台车4、内中心沟台车17和水沟台车16的工作原理与传统方式基本一致，在此不再赘述。

如果遇到二衬台车6与仰拱模板76需要分开使用时，将二衬台车6的台车行走小车78从内主纵梁86移动到外主纵梁87上，使其在填充层上的轨道上行走；仰拱模板76则可通过仰拱模板行走小车77在栈桥主梁14两侧外缘的轨道上移动，并通过四根仰拱模板支腿75进行升降调节。

上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。