一种隧道防水板及土工布综合安装台车的制作方法

本发明属于安装技术领域，涉及一种安装台车，尤其涉及一种隧道防水板及土工布综合安装台车。

背景技术：

目前国内隧道土工布、防水板铺设普遍使用的是简易台车加人工铺设，该施工装置工人运用较为熟练，但存在以下不足：1、防水板材料较重，需要工人搬运到台车上，工人上下搬运、摊开铺设劳动强度大，加上隧道内温度较高，施工环境差，加重了工人的体力消耗，机械化程度低；2、土工布材料较轻，可人工搬运，但平台简易，稳定性差，施工风险较大；3、作业平台下悬空，工人很不安全，加上配合主洞开挖等相关作业，不但增加了施工协调难度，同时机械伤害隐患较大；4、安装操作距离隧道初期支护面距离大，存在安全风险；5、存在焊接长度不够、破损、挂设不规范等质量隐患。

技术实现要素：

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种提高施工的机械化程度、降低工人劳动强度及安全风险、提高施工质量、提高工效以及保障施工安全的隧道防水板及土工布综合安装台车。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种隧道防水板及土工布综合安装台车，其特征在于：所述隧道防水板及土工布综合安装台车包括台架主体、防水板安装平台以及土工布安装平台；所述防水板安装平台以及土工布安装平台分别设置在台架主体上；所述防水板安装平台包括弧形轨道、防水板铺设装置以及可旋转防水板工作平台；所述弧形轨道沿隧道初期支护喷射混凝土内廓线布置；所述防水板铺设装置设置在可旋转防水板工作平台上；所述可旋转防水板工作平台设置在弧形轨道上并可在弧形轨道上自如滑动；待铺贴的防水板置于防水板铺设装置上；所述可旋转防水板工作平台在弧形轨道上滑动时带动防水板铺设装置将待铺贴的防水板铺贴在隧道初期支护喷射混凝土内廓线上；所述土工布安装平台包括土工布铺设平台的骨架以及铺设在土工布铺设平台的骨架上的钢筋网片。

作为优选，本发明所采用的防水板安装平台还包括设置在可旋转防水板工作平台上且置于防水板铺设装置底部的防水板密贴装置；所述防水板密贴装置将待铺贴的防水板密贴在隧道初期支护喷射混凝土内廓线上。

作为优选，本发明所采用的弧形轨道包括第一弧形轨道以及与第一弧形轨道并行设置的第二弧形轨道，所述第一弧形轨道、第二弧形轨道以及土工布安装平台自前而后依次设置在台架主体上；所述第一弧形轨道以及第二弧形轨道均包括双层弧形轨道；所述双层弧形轨道包括外圈弧形轨道以及与外圈弧形轨道同心的内圈弧形轨道；所述可旋转防水板工作平台设置在外圈弧形轨道上。

作为优选，本发明所采用的防水板铺设装置包括防水板料杆、防水板料杆定位杆、操作平台主轴杆以及防水板工作平台连接装置；所述操作平台主轴杆通过防水板工作平台连接装置设置在可旋转防水板工作平台上；所述防水板料杆通过防水板料杆定位杆设置在操作平台主轴杆上且与操作平台主轴杆的轴向相平行；待铺贴的防水板套装在防水板料杆外部；所述铺贴驱动装置与防水板料杆相连并驱动防水板料杆转动；所述防水板料杆在转动时将待铺贴的防水板铺贴在隧道初期支护喷射混凝土内廓线上。

作为优选，本发明所采用的可旋转防水板工作平台包括主动驱动装置、防水板工作平台、液压平衡油缸以及液压伸缩油缸；所述主动驱动装置分别与液压平衡油缸以及液压伸缩油缸相连；述液压平衡油缸是两组；两组液压平衡油缸分列在防水板工作平台两侧；所述操作平台主轴杆通过防水板工作平台连接装置与液压平衡油缸相连；所述主动驱动装置通过液压平衡油缸带动防水板工作平台在水平方向伸缩运动；所述主动驱动装置驱动液压伸缩油缸沿弧形轨道的铺设方向转动。

作为优选，本发明所采用的主动驱动装置包括驱动电机、变速箱以及滚轮；所述驱动电机通过滚轮设置在弧形轨道上并在弧形轨道上自如滑动；所述驱动电机通过变速箱分别与液压平衡油缸以及液压伸缩油缸相连。

作为优选，本发明所采用的防水板密贴装置包括防水板支撑调节杆以及设置在防水板支撑调节杆端部的橡胶轮；所述防水板支撑调节杆设置在操作平台主轴杆；所述防水板支撑调节杆是一根或多根。

作为优选，本发明所采用的防水板支撑调节杆是具有伸缩功能的防水板支撑调节杆。

作为优选，本发明所采用的隧道防水板及土工布综合安装台车还包括设置在台架主体之间的台架主体斜撑以及设置在弧形轨道之间的弧形轨道斜撑；所述土工布铺设平台的骨架上还设置有土工布铺设平台护栏。

作为优选，本发明所采用的隧道防水板及土工布综合安装台车还包括设置在台架主体底部的行走装置；所述行走装置是轨道。

本发明的优点是：

本发明提供了一种隧道防水板及土工布综合安装台车，包括台架主体、防水板安装平台以及土工布安装平台；防水板安装平台以及土工布安装平台分别设置在台架主体上；防水板安装平台包括弧形轨道、防水板铺设装置以及可旋转防水板工作平台；弧形轨道沿隧道初期支护喷射混凝土内廓线布置；防水板铺设装置设置在可旋转防水板工作平台上；可旋转防水板工作平台设置在弧形轨道上并可在弧形轨道上自如滑动；待铺贴的防水板置于防水板铺设装置上；可旋转防水板工作平台在弧形轨道上滑动时带动防水板铺设装置将待铺贴的防水板铺贴在隧道初期支护喷射混凝土内廓线上；土工布安装平台包括土工布铺设平台的骨架以及铺设在土工布铺设平台的骨架上的钢筋网片。采用本发明的结构设计，防水板铺设台车自带走行系统，其轨距与二衬台车、二衬养护台车轨距相同，免除了另行铺设轨道的麻烦，同时减少对隧道内施工的影响；铺设防水板时，铺设装置沿隧道内轮廓面环向运动，防水板沿隧道内轮廓面铺开，作业工人在合适位置进行焊接便可，减轻了工人的劳动强度；工人作业平台为旋转平台，沿隧道环向运行，液压自动调平，工人在旋转平台内完成作业，无需上下攀爬扶梯，保证作业工人安全，方便工人作业；与现有技术相比，本发明实现了铺设防水板施工机械化作业，同时设置了自动运行的操作人员工作平台，提高了防水板施工的机械化程度，降低了工人劳动强度及安全风险，提高了施工质量，改善了作业环境，减少了工人数量，提高了工效，保障了施工安全，是隧道铺设土工布、防水板施工的发展方向，适用于高速公路隧道施工中土工布、防水板的铺设施工。

附图说明

图1是本发明所提供的隧道防水板及土工布综合安装台车的侧视结构示意图；

图2是图1的i-i剖面结构示意图；

图3是图1的ⅱ-ⅱ剖面结构示意图；

图4是本发明所提供的隧道防水板及土工布综合安装台车的俯视结构示意图；

图5是本发明所采用的防水板铺设平台的侧面结构示意图；

图6是本发明所采用的防水板铺设平台的连接装置的结构示意图；

图7是本发明所采用的防水板铺设平台的防水板运输装置的结构示意图；

图8是本发明所提供的可旋转防水板工作平台的俯视结构示意图；

图中：

1-台架主体；2-行走装置；3-台架主体斜撑；4-双层弧形轨道；5-隧道初期支护喷射混凝土内廓线；6-弧形轨道斜撑；7-土工布铺设平台的骨架；8-钢筋网片；9-主动驱动装置；10-防水板料杆；11-防水板料杆定位杆；12-操作平台主轴杆；13-橡胶轮；14-防水板支撑调节杆；15-防水板工作平台；16-液压平衡油缸；17-土工布铺设平台护栏；18-防水板；19-防水板工作平台连接装置；20-主动驱动轮控制按钮板。

具体实施方式

如图1、2、3、4所示，本发明提供了一种隧道防水板及土工布综合安装台车，该隧道防水板及土工布综合安装台车包括台架主体1、位于台架主体下方的行走装置2，台架主体1之间用台架主体斜撑3连接以保证结构的稳定，前部分台架主体1上设置土工布铺设平台的骨架7，土工布铺设平台的骨架7上铺设钢筋网片8，后部分台架主体1上支撑双层弧形轨道4，双层弧形轨道4和台架主体1之间用弧形轨道斜撑6连接。主轨道上安装主动驱动装置9使其沿轨道切向方向运动，同时主轨道上连接操作平台主轴杆12及相关设备。

如图5、6、7、8所示，本发明所采用的操作平台相关设备包括：防水板料杆10、防水板料杆定位杆11；可滚动的软质橡胶轮13、具有伸缩功能的防水板支撑调节杆14、自动保持平衡的防水板工作平台15、防水板工作平台连接装置19以及主动驱动轮控制按钮板20。操作平台主轴杆12两端设置两个防水板料杆定位杆11，可通过钢管间连接装置调节其角度，防水板料杆定位杆11、连接防水板料杆10；操作平台主轴杆12中间部分设置防水板支撑调节杆14，防水板支撑调节杆14端部与可以滚动的软质橡胶轮13连接。同时操作平台主轴杆12两端边缘上设置防水板工作平台连接装置19，防水板工作平台连接装置19连接自动保持平衡的防水板工作平台15，方便防水板的安装。防水板工作平台连接装置19由定位钢板和轴轮组成，定位钢板上设置操控板，操作板下方装有液压平衡油缸，保持防水板工作平台15的铅垂。两个防水板料杆定位杆11通过贯穿于防水板18孔芯的防水板料杆10连接，并有自动伸缩的可调节杆件14和橡胶轮13送至围岩表面；旋转平台由主动驱动装置9控制悬挂有防水板工作平台15，防水板工作平台15上装有液压平衡油缸16。

具体制作时，台架主体1由20b工字钢组成，螺栓连接，台架主体1尺寸充分考虑了行车高度，通风管布置，净空高度为5.0m，宽度为7.0m，台架结构强度满足要求，确保施工安全；台架主体斜撑3、土工布铺设平台的骨架7、弧形轨道斜撑6均采用14工字钢。行走装置2为轨行式，电力驱动，包括铺设在隧道内的轨道以及与轨道相互配合的轨轮。内、外圈弧形轨道是铺设防水板装置的行走轨道，半径5.7m，由h钢弯制而成，背面焊有链条控制行走方向，两道轨道间距离为5m。铺设装置由铺设装置驱动装置、滚轮、布料杆、螺旋撑杆组成，铺设装置驱动装置包含驱动电机，变速箱以及由其驱动的链轮及焊接在弧形轨道上的链条，驱动电机、变速箱、滚轮有两套，分别安装在两道外圈弧形轨道上，其通过滚轮与弧形轨道h钢翼板咬合。料杆与滚轮之间用定位杆连接，形成整体，布料杆从防水板孔芯穿过；由于布料杆距离隧道初支面较远，工人无法操作，可以利用支撑调节杆调节距离；铺设装置带动防水板沿初支面运动，逐渐铺开防水板，工人紧跟进行焊接防水板。

旋转平台是工人进行作业的操作平台。由旋转平台的驱动装置、滚轮、操作平台、液压平衡油缸以及液压伸缩油缸组成。旋转平台的驱动装置包含驱动电机，变速箱以及由其驱动的链轮及焊接在弧形轨道上的链条，驱动电机、变速箱、滚轮有两套，分别安装在两道内圈弧形轨道上，滚轮与h钢翼板咬合，中间与定位板连接，定位板上挂有操作平台。操作平台下装有液压平衡油缸，无论操作平台在任何位置，始终保持水平，同时装有保险装置，确保操作平台运行安全，操作平台一旦发生异常，保险装置立即将操作平台锁住，不再有任何动作。

旋转平台与铺设装置各共同运行，方便工人上下进行操作。工人在操作平台里可进行焊接防水板等工作，操作平台下部通过液压伸缩油缸可上下伸缩，如果操作平台距离初支面较远，可伸出操作平台完成作业。在布料杆调制底部时，采用装载机将防水板安装到料杆上。

具体施工过程如下：

1)铺设防水板之前先进行基面检查，确保基面平顺无钢筋头等尖锐物。隧道断面净空符合设计及规范要求，欠挖处理干净；

2)铺设轨道，移动台车就位；

3)将防水卷材运至台车下方，降低布料杆高度，将料杆穿过无纺布孔芯，然后安装在铺设装置上；

4)启动铺设装置，在铺设装置运行过程中，逐渐铺开防水板并适当调节防水板横向及径向位置，使防水板两幅间搭接宽度要求；

5)启动旋转平台，与铺设装置保持适当距离，进行防水板的固定工作；

6)重复以上动作，完成防水板的铺设，最后进行防水板焊接；

7)按照要求进行焊缝充气检查，同时仔细检查防水板有无漏焊、焊穿等现象，及时进行处理。

本发明采用土工布、防水板铺设台车，包括台架主体、位于台架主体下方的行走装置，台车主体上前半部分架设土工布铺设平台，台车主体上后半部分架设防水板铺设平台及其运行轨道，同时在台架主体的上部及土工布铺设平台表层加铺钢筋网片，方便上部施工人员行走，保障上、下层施工人员安全。

本发明的创新点在于还包含安装于台架主体上轨道装置、防水板运输及铺设装置、防水板密贴装置、可旋转防水板工作平台及带防护装置的土工布铺设平台。台架主体上焊接有沿隧道内轮廓线布置的两道双层弧形轨道，防水板铺设的相关装置将通过滚轮整体沿轨道的切线方向运行，防水板相关铺设装置由驱动装置控制，可调节速度，两个驱动装置中心通过操作平台主轴杆进行连接，并在主轴杆上设置六根支杆，其中两端两个较短的支杆为防水板料杆定位杆，可通过钢管间连接装置调节其角度，防水板料杆定位杆连接防水板料杆，防水板料杆可穿入防水板孔心的轴，并具有足够强度支撑防水板和其自身重量；另外四根较长的具有伸缩功能的支杆为防水板支撑调节杆，同样可以通过钢管间的连接装置调整其角度，调节杆端部与可以滚动的软质橡胶轮连接，橡胶轮的轮宽为10cm，并且要圆滑无明显棱角，以保护防水板材料不受破坏。主轴上悬挂自动保持平衡的防水板工作平台，方便防水板的安装。工作平台由点位钢板连接，定位钢板上悬挂有操控板，操作板下方装有液压平衡油缸，保持防水板工作平台的铅垂。驱动装置包括电机、变速箱以及由其驱动的链轮及焊接在弧形轨道上的链条，实现铺设装置或旋转平台沿弧形轨道的环向运行。

为了进一步优化该台车的结构，完善其功能，本发明还进行了以下结构设计，在防水板的焊接过程中，防水板可能远离锚固点，采用可自动伸缩的杆件将其与初喷混凝土内表面紧贴，方便防水板的固定。其伸缩性的杆件可以调整防水板的位置来满足不同半径的要求。杆件的头部采用具有软质的橡胶轮，既有利于保护防水板，又能够满足与喷射混凝土内表面紧密贴附，沿轨道切线方向旋转的原理使得四根具有伸缩功能的枝头基本与隧道喷混凝土的岩面基本垂直。台架主体与行走装置之间设有横移机构，可以使台车整体左右移动30cm左右，增加台车的适用性。台架主体上是由钢架、钢筋网片组成，便于通风。土工布铺设平台增设60～80cm护栏，保护施工人员的安全，具有扶手作用方便施工人员施工；采用本发明的结构设计，防水板铺设台车自带走行系统，其轨距与二衬台车、二衬养护台车轨距相同，免除了另行铺设轨道的麻烦，同时减少对隧道内施工的影响；铺设防水板时，铺设装置沿隧道内轮廓面环向运动，防水板沿隧道内轮廓面铺开，作业工人在合适位置进行焊接便可，减轻了工人的劳动强度；工人作业平台为旋转平台，沿隧道环向运行，液压自动调平，工人在旋转平台内完成作业，无需上下攀爬扶梯，保证作业工人安全，方便工人作业；与现有技术相比，本发明实现了铺设防水板施工机械化作业，同时设置了自动运行的操作人员工作平台，提高了防水板施工的机械化程度，降低了工人劳动强度及安全风险，提高了施工质量，改善了作业环境，减少了工人数量，提高了工效，保障了施工安全，是隧道铺设土工布、防水板施工的发展方向，适用于高速公路隧道施工中土工布、防水板的铺设施工。