一种单线隧道衬砌台车自动化布料系统及施工方法与流程

本发明属于隧道工程施工技术领域，具体涉及一种单线隧道衬砌台车自动化布料系统及施工方法。

背景技术：

隧道二次衬砌保证了隧道使用中的稳定、安全、美观，同时也是作为安全储备的一种重要工程措施，其混凝土整体质量直接影响着二衬作用的发挥。二衬台车作为施作二次衬砌的主要设备，其工装工艺对二衬质量起决定性作用。目前混凝土浇筑通常采用“单管逐窗”方式，即在混凝土输送泵及配套管路连接完成后，砼按照“由下向上，单侧浇筑”的原则进行，由人工移管布料调节混凝土入窗，分层分仓布料劳动强度大，浇筑时间长且不宜控制，造成砼在浇筑时容易出现“驼峰”、“冷缝”，以及一侧砼浇筑数量偏多时台车受力不均导致模板发生局部位移等现象，进而导致砼质量问题发生。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种单线隧道衬砌台车自动化布料系统及施工方法，该布料装置安装、拆除简单方便，解决单线隧道狭窄空间布料难题，减少了人工劳动强度；解决了左右两侧同时浇筑难题，有效保证砼浇筑质量。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种单线隧道衬砌台车自动化布料系统，包括安装在台车上的两个无轴螺旋输送机，两个无轴螺旋输送机分别位于隧道左右两侧壁上段并沿其走向设置；各无轴螺旋输送机的下方均设置有一组侧壁输料管组，侧壁输料管组均包括多个输料管，各输料管包括竖直向下设置的竖直管、以及多个侧壁输料管，竖直管与无轴螺旋输送机的下料口相连通，竖直管管壁上从上到下间隔开有多个出料通孔，多个侧壁输料管的入口端对应连通安装在出料通孔上、且出口端向外对应侧隧道设置且对应该侧隧道衬砌浇筑处。

进一步地，还包括集料口，集料口位于两个无轴螺旋输送机上方，且设置于台车横梁上；集料口通过管路与各无轴螺旋输送机的进料口相连通。

进一步地，在位于各侧壁输料管的安装处均设置有两个插板，其中一个插板设置在侧壁输料管的入口端，另一个插板设置在竖直管上、且位于侧壁输料管的安装处下方。

进一步地，各插板插入径向开设在对应管上的开口内，可在开口内插入或拉出。

进一步地，各无轴螺旋输送机设置于台车对应侧的纵梁上。

进一步地，各无轴螺旋输送机的输料管的长度与台车长度一致，且输送管倾斜设置、其位于集料口的一端高于另一端。

进一步地，该竖直管的进料口处设置有喇叭状进料斗，与无轴螺旋输送机的输料管的出料口相连通。

进一步地，最下层的侧壁输料管与竖直管的下端出口相连接。

本发明还公开了上述的一种单线隧道衬砌台车自动化布料系统的施工方法，包括以下步骤：

通过混凝土泵车泵送混凝土到台车顶层集料口内；

通过无轴螺旋输送机将混凝土输入各竖直管内，并由各侧壁输料管输送至对应该侧隧道衬砌浇筑处；其中，拉出或者插入对应处的插板，以调节混凝土的通过量、以及对应浇筑处混凝土浇筑的速度与高度。

本发明一种单线隧道衬砌台车自动化布料系统及施工方法具有如下优点：1.在混凝土浇筑过程中通过无轴螺旋输送机输送，机械化自动布料，解决单线隧道狭窄空间布料难题，减少了人工劳动强度。2.通过插板调节分料管的混凝土量实现各个窗口均匀浇筑，减少驼峰和施工冷缝，布料系统的无轴输送机和调节插板的使用提高了衬砌台车混凝土浇筑工艺水平，解决了左右两侧同时浇筑难题，有效保证砼浇筑质量。

附图说明

图1是本发明一种单线隧道衬砌台车自动化布料系统的结构示意图；

图2是一种单线隧道衬砌台车自动化布料系统的纵断面示意图；

其中：1.集料口；2.分料管；3.无轴螺旋输送机；4.输料管；4-1.竖直管；4-2.侧壁输料管；5.插板；6.连接管；7.台车窗口；8.分料斗。

具体实施方式

本发明一种单线隧道衬砌台车自动化布料系统，如图1所示，包括安装在台车上的两个无轴螺旋输送机3，各无轴螺旋输送机3设置于台车对应侧的纵梁上。既能实现其在隧道内的运动，且不增加额外的动力装置。两个无轴螺旋输送机3分别位于隧道左右两侧壁上段并沿其走向设置；各无轴螺旋输送机3的下方均设置有一组侧壁输料管组，侧壁输料管组均包括多个输料管4，各输料管包括竖直向下设置的竖直管4-1、以及多个侧壁输料管4-2，竖直管4-1与无轴螺旋输送机3的下料口相连通，竖直管4-1管壁上从上到下间隔开有多个出料通孔，多个侧壁输料管4-2的入口端对应连通安装在出料通孔上、且出口端向外对应侧隧道设置且对应该侧隧道衬砌浇筑处，即台车窗口7处。根据实际情况，侧壁输料管4-2设置为三个。如果一根竖直管4-1太长，为增强其牢固性，可采用多根竖直管4-1，并通过连接管6首尾连接。各侧壁输料管4-2倾斜设置，其入口端高于出口端。

还包括集料口1，集料口1位于两个无轴螺旋输送机3上方，且设置于台车横梁上；集料口1通过管路与各无轴螺旋输送机3的进料口相连通。集料口1内用于承装待浇筑混凝土，用于接收外界的混凝土泵车泵送的浇筑混凝土，并将混凝土输送至各无轴螺旋输送机3。竖直管4-1的进料口处设置有喇叭状的分料斗8，与无轴螺旋输送机3的输料管的出料口相连通。

如图1和2所示，在位于各侧壁输料管4-2的安装处均设置有两个插板5，其中一个插板5设置在侧壁输料管4-2的入口端，另一个插板5设置在竖直管4-1上、且位于侧壁输料管4-2的安装处下方。各插板5插入径向开设在对应管上的开口内，可在开口内插入或拉出。在竖直管4-1或侧壁输料管4-2的对应位置切一开口，开口与对应的管子倾斜设置，然后将插板5插入开口内，且插板5的边缘位于对应的管子的外侧，以实现完全覆盖混凝土的通道。是采用人工的方式实现插板5的插入或拉出，可在竖直管4-1或台车上设置挂钩，可将拉出的插板挂在挂钩上。

当将插板5插入对应管子的开口处时，由此处通过的混凝土的通道被堵上，混凝土只能朝向未被堵上的通道运动。或者可以将插板5部分插入开口内，减少了通道面积，混凝土的通过量减少，即可以控制混凝土的通过量。

由于是采用台车带动无轴螺旋输送机3运动，所以各无轴螺旋输送机3的输料管的长度与台车长度一致，且输送管倾斜设置、其位于集料口1的一端高于另一端，以便于输送混凝土。

上述的一种单线隧道衬砌台车自动化布料系统的施工方法包括以下步骤：

通过混凝土泵车泵送混凝土到台车顶层集料口1内；

通过无轴螺旋输送机3将混凝土输入各竖直管4-1内，并由各侧壁输料管4-2输送至对应该侧隧道衬砌浇筑处；其中，拉出或者插入对应处的插板5，以调节混凝土的通过量、以及对应浇筑处混凝土浇筑的速度与高度。

实施例1

选用的无轴螺旋输送机3为ws350、输料管管道管径为300mm；插板5为厚度为5mm的钢板。直径上口为159mm、下口为125mm的分料管2。

步骤1、模板台车拼装完成后，将集料口1和无轴螺旋输送机3运送至台车上；为便于加工人员安装，可在台车门梁左右两侧二窗下、三窗上焊接厚5mm钢板，以增设两层操作平台；

步骤2、安装上述的单线隧道衬砌台车自动化布料系统；

步骤2.1、根据顶层集中料斗位置，在台车中间顶部两道横梁之间加焊纵向工字钢，将顶层集料口1与工字钢焊接牢靠；

步骤2.2、根据两侧无轴螺旋输送机3输送管位置，在台车两侧中间部位纵梁增加横向工字钢，将两侧无轴螺旋输送机3及输料管与工字钢焊接牢靠，输送管下料口与两侧输料管4管口对齐；

步骤2.3、根据输送管与两侧输料管4管口位置，将插板5安装在对应位置的开口。

步骤3、混凝土浇筑；

步骤3.1、浇筑混凝土前采用砂浆对无轴输送机3与分料管进行润管。

步骤3.2、浇筑混凝土，通过混凝土泵车泵送到台车顶层集中集料口1，然后通过左右两侧无轴螺旋输送机3分送到各个窗口，并通过设置在输料管4内的插板5，通过推拉插板5改变输料管过料面积，以改变出口的出浆量。调节输料管4混凝土通过量，调节隧道二衬混凝土灌注的速度与高度，保证均匀浇筑。