施工方式可转换的隧道施工台车的制作方法

本实用新型涉及隧道施工技术，特别是一种施工方式可转换的隧道施工台车。

背景技术：

随着国内高铁建设速度的加快，高铁隧道施工设施技术也在不断进步。隧道开挖是隧道施工的一部分，开挖隧道需要根据隧道围岩等级等条件来选择开挖方式。现有隧道开挖方式主要有全断面开挖、二台阶开挖和三台阶开挖等。尽管目前出现了适应开挖方式转换的台车，但现有台车的综合作业能力有限，特别是可转换台车上没有设置拱架起吊和安装设施，因此，在隧道挖掘后还需退出，专门的拱架安装台车继续作业，不仅导致施工效率低，而且台车数量多，施工步距长，存在不及时安装拱架的安全隐患，并且现有拱架安装台车的拱架在台车上转运不方便，需要进行改进。另外，经过同行多年的实践与探索，最近总结出了一种微台阶+全断面套打的施工方式，该方式是适应国内隧道施工投资、环境、工期的最佳工法，但没有适应此工法的机械化施工设备，为此，需要一种适应微台阶与全断面套打施工方式快速切换的台车，通过在此台车上加装凿岩钻孔设备、拱架安装设备等，则可实现该工法下的隧道开挖中多种内容的机械化作业。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是针对现有可转换隧道开挖台车上缺少拱架安装设施的不足，提供一种施工方式可转换的隧道施工台车，其通过在台车上设置拱架起吊装置、拱架搬运小车和拱架举升装置，使台车具有拱架安装功能，并利用举升装置的举升梁作为小车运行轨道，从而提高拱架在台车上搬运的方便性，其结构简单、功能可靠。

为实现前述目的，本实用新型采用如下技术方案。

一种施工方式可转换的隧道施工台车，包括底层台车和设在底层台车上的上层台车；所述上层台车由顶层台车构成，或者，上层台车由顶层台车和中间层台车组合形成；顶层台车能够相对于紧邻的下层台车纵向移动；还包括设在台车尾端的拱架起吊装置；在上层台车由顶层台车构成的结构中，底层台车上设有第一拱架举升装置；在上层台车由顶层台车和中间层台车组合形成的结构中，中间层台车上设有第一拱架举升装置；所述顶层台车上设有第二拱架举升装置；且两个举升装置的举升横梁上均可移动地设置有多个承载拱架的拱架承载小车。

采用前述技术方案的本实用新型，当上层台车由顶层台车构成时，台车整体呈上下两层结构，通过在底层设置行车通道，上层呈可相对于底层移动的伸缩结构，上层伸出时，可形成三台阶施工台车，上层回缩后，可形成两台阶施工台车；显然，更适用于两台阶与三台阶施工之间的转换；当上层台车由顶层台车和中间层台车组合形成时，在顶层台车和中间层台车全部回缩时，形成全断面施工台车，在顶层台车和中间层台车全部伸出时，形成微台阶施工，故适用于微台阶+全断面套打施工方式。其中，通过在台车朝向隧道洞口的尾部设置拱架起吊装置，以方便的将拱架吊上台车的拱架承载小车上；由于台车上设有多个承载小车，可以逐一将拱架吊装在对应小车上后，通过移动小车将拱架推送到对应的安装位置，然后，通过拱架举升装置将拱架举升到位后安装固定在隧道洞壁上。在两台阶、三台阶或或微台阶施工中，拱架可整体吊在第一举升装置的小车上，拆下下部的多余节段后，再将上部拱顶部分转移到第二举升装置的小车上；或者，整体吊在第一举升装置的小车上，然后，第二举升装置举升从第一举升装置的小车上将拱架承接到第二举升装置的小车上，在拆掉下部的多余节段后，通过第二举升装置进行举升安装，以便在下方隧道掌子面下方台阶施工后，从本台车上通过卷扬机等简单吊装设备，通过下放的方式落下进行方便的安装。相对于现有技术中，拱架在台车上复杂的输送机构而言，结构简单、操作方便，拱架起吊和安装效率高，利于降低隧道施工成本。

优选的，所述第一拱架举升装置呈竖直举升结构；所述第二拱架举升装置呈平行四边形框架式举升结构。其中，竖直举升结构空间占用小，结构紧凑，利于布置在平台两侧；且市场上有丝杆螺母举升装置的产品可供采购，无需自行制造，节约加工成本，缩短制造周期，也可采用结构简单的举升油缸举升；平行四边形框架式举升结构包括两平行布置的等长度两连杆，两连杆一端铰接在顶层台车上，两连杆的另一端铰接在举升梁上，任一或两连杆上连接有举升油缸，举升油缸驱动连杆摆动实现举升梁的升降，举升梁在升降过程中随连杆远端铰接点位置变化而形成纵向位置的改变，以借助其纵向位置变化实现拱架沿隧道纵向移动。且举升梁下落后，占用空间小，利于布置在平台中部，以与竖直举升结构的第一拱架举升装置形成紧凑、协调的布局。

优选的，在上层台车由顶层台车构成的结构中，所述顶层台车，和/或，所述底层台车上通过万向臂设有步进凿岩机；在上层台车由顶层台车和中间层台车组合形成的结构中，所述底层台车、所述中间层台车和所述顶层台车三者之一，或任意两者，或三者上通过万向臂设有步进凿岩机。万向臂是一种机械手手臂，具有多个自由度，广泛应用于各种大小设备中，如工业生产的自动化设备中作为机器人的手臂，或者大型施工设备的水泥浆喷锚，以及大型隧道施工设备中作为施工单元的机械手臂使用；步进凿岩机是一种在隧道施工中用于替代人工凿岩的机械化凿岩设备，通过将人工肩扛式气动凿岩机设置在导轨上而构成。其可通过简单的工业控制技术就能实现步进式推进的自动化凿岩钻孔。相对于大型专用大型凿岩设备而言，其造价低廉，维保和使用成本低，特别适用于国内施工队伍的隧道施工。本方案通过将二者结合，利用万向臂的伸缩臂结构可将步进凿岩机藏匿在台车内部空间内，并在伸出后实现凿岩钻孔，利用步进凿岩机实现自动进给的钻机方式。显著增加台车功能，为隧道的机械化施工提供有效保障。

进一步优选的，所述顶层台车后端可移动地设有龙门架，龙门架与顶层台车之间设有龙门架移动的龙门架驱动油缸；设在所述顶层台车的所述步进凿岩机通过所述龙门架设置。无论两层结构台车在两台阶转三台阶，或三层结构台车在全断面转微台阶后的三台阶施工，对应三台阶的施工空间相对狭小，步进凿岩机受台车结构限制只能布置在顶层台车的上平台和两侧，这种布局方便掌子面周边孔钻孔，而需要钻掌子面掏心孔时，钻机必须悬出台车前方较长的距离，以方便进行钻孔角度和位置的调整。但在顶层台车上进行拱架安装时，需要顶层台车前端离掌子面较近，以便能够安装的拱架更靠近掌子面，减少工作面不能支护的无支护段长度，确保施工安全；而通过龙门架设置凿岩机，在钻孔时龙门架移动到前方，拱架安装时回退到后方，使凿岩机整体全部或大部分隐匿在顶层台车下，从而实现尽可能地靠近掌子面的目的。

进一步优选的，所述万向臂包括大臂，大臂前端设有前支座，前支座铰接在所述大臂前端，前支座的自由端与所述大臂之间还设有液压撑杆；前支座通过第一枢轴可转动地设有导轨滑移架，导轨滑移架与所述前支座之间连接有导轨滑移架转动驱动油缸；导轨滑移架上通过平行于前支座承载面的第二枢轴可转动地设有导轨支座，导轨支座与导轨滑移架转动驱动油缸之间设有驱动导轨支座翻转的翻转驱动装置；所述步进凿岩机设在所述导轨支座上；其中，导轨滑移架呈长条状，导轨滑移架的长度方向分布有至少两个所述导轨支座；多个导轨支座上的翻转驱动油缸同步伸缩；导轨支座呈滑台结构，所述步进凿岩机可移动地设在所述导轨支座上，并在导轨支座与所述步进凿岩机之间设有移动驱动油缸，移动驱动油缸用于驱动所述步进凿岩机在所述导轨支座上移动；所述翻转驱动装置包括翻转驱动油缸，翻转驱动油缸的缸体和活塞杆分别铰接在导轨滑移架和导轨支座上。通过在前支座上设置两级旋转的安装座，前支座承载面的承载面构成相对坐标系uvw的uv平面，导轨滑移架可在承载面内绕w轴转动，安装在导轨支座上的步进凿岩机，可实现钻孔方向的调整；导轨滑移架呈长条状便于设置步进凿岩机，以便使凿岩机导轨纵向与导轨滑移架长度方向一致，第二枢轴轴线沿纵梁长度方向设置，第二枢轴轴线平行于v轴，凿岩机可随第二枢轴纵向旋转，以满足隧道掌子面周边孔的钻孔位置调整要求。且可实现凿岩机相对于导轨支座的整体纵向移动，能够对大臂的伸缩长度进行补偿，更加方便起钻位置调节和方便导轨前端固定过程的导轨移动调节要求。以实现前支座绕u轴在uvw相对坐标系的vw平面内转动，实现钻机角度微调。前支座铰接在大臂前端，并通过液压撑杆调节角度，可实现前支座绕u轴在uvw相对坐标系的vw平面内转动，实现钻机角度微调。且本方案通过驱动油缸和枢轴相结合的结构替代传统的液压马达，使结构简单、减少占用空间，减轻重量，且功能可靠，适用范围广。其中，前支座铰接轴、第一枢轴和第二枢轴三者构成相对于大臂的uvw相对坐标系。另外，翻转驱动通过简单、成熟的伸缩动力元件实现翻转驱动，以简化结构，减少故障发生机率。

更进一步优选的，所述大臂呈两级伸缩结构；所述大臂铰接在大臂铰接座上，大臂铰接座铰接在后支座上；大臂与后支座之间通过大臂铰接座上上的水平交接轴和竖直交接轴形成十字万向节结构；其中，大臂的俯仰角度由安装在大臂铰接座的俯仰调节油缸调节；大臂的水平转动角度由安装在后支座上的水平调节油缸调节。在绝对坐标系xyz中，大臂与大臂铰接座的铰接轴线平行于x轴，大臂与后支座的铰接轴线平行于z，并沿y轴方向伸缩。确保大臂具有多个自由度，以满足钻机藏匿、钻孔位置调节等要求。

更进一步优选的，所述步进凿岩机通过导轨支撑在所述导轨支座上；所述导轨的前端设有用于钻杆支撑的前端支撑套，所述导轨的中段设有中间支撑套，中间支撑套设在顶起装置上；所述顶起装置包括顶起基座和举升块，顶起基座设在所述导轨上并固定连接有顶起气缸，顶起气缸的活塞杆远端连接有推块，推块前端设有顶推斜面；所述举升块仅可竖直升降地配合在顶升筒内，顶升筒固定在所述顶起基座上，举升块下端设有滚轮，滚轮与所述顶推斜面滚动连接；所述中间支撑套固定连接在所述举升块上端。以利用细长构件的钻杆具有一定挠度的特点，在钻杆中部将其向上顶起呈拱形，以在钻周边孔时，将钻头形成一定回弯弧度钻入岩体，避免直线钻入方式导致的严重超挖，以有效减少超挖量，提高隧道掘进效率，并通过顶推斜面将顶起气缸设置成与钻杆纵向平行的布局，从而充分利用长度空间，减少高度方空间的占用，提高布局的合理性。

优选的，所述顶层台车通过顶层工字轨支撑在顶层托辊上，顶层工字轨前端设有第一液压支腿，所述顶层托辊设在紧邻的下层台车上，该紧邻的下层台车上还设有第一卡轨轮，第一卡轨轮滚动压迫在顶层工字轨的下翼板上；所述顶层台车与所述紧邻的下层台车之间还设有驱动顶层台车移动的顶层驱动液压缸。以通过托辊形成滚动移动副结构，从而方便利用液压缸推动台车的对应层移动，可有效简化结构，并降低重心，提高稳定性。

优选的，在顶层台车和中间层台车组合形成的结构中，底层台车上设有供中间层台车移动导向的中间层轨道，中间层轨道前端设有第二液压支腿，中间层轨道包括中间工字轨本体，该中间工字轨本体支撑在中间层托辊上，中间层托辊设在底层台车上，底层台车上还设有第二卡轨轮，第二卡轨轮滚动压迫在中间层轨道的中间工字轨本体的下翼板上；所述底层台车与所述中间层托辊之间还设有驱动中间层轨道移动的轨道驱动液压缸；所述中间层台车能够在中间层轨道移动。可有效简化结构，并降低重心，提高稳定性。

本实用新型的有益效果是，台车具有施工方式转换功能，且转换方便、转换过程和状态转换后，台阶结构稳定，牢固；特别适用于解决困扰行业多年的施工进度慢、效率低，长期亏损等问题的微台阶+全断面套打施工方法，其施工效率高，进度快、成本低。

附图说明

图1是本实用新型实施例1中台车（不含凿岩机和万向臂）的结构示意轴测图，其中，台车处于微台阶施工的展开状态。

图2是本实用新型实施例1中包括万向臂和步进凿岩机的结构示意轴测图，其中，台车处于全断面施工状态。

图3是本实用新型实施例1中第二举升装置的结构示意轴测图。

图4是本实用新型中中间层导轨的结构示意轴测图。

图5是本实用新型中万向臂的结构示意轴测图。

图6是本实用新型中万向臂的部分结构示意图。

图7是本实用新型中万向臂的部分结构示意图，其中，导轨支座处于设定角度的翻转状态。

图8是本实用新型中万向臂另一个视角的结构示意轴测图。

图9是本实用新型中万向臂与步进凿岩机组合状态的结构示意轴测图。

图10是本实用新型中步进凿岩机的结构示意轴测图。

图11是本实用新型中的步进凿岩机用顶起装置的部分结构示意图。

图12是本实用新型的步进凿岩机用导轨结构示意主视图。

图13是本实用新型图12中的a部放大图。

图14是本实用新型图13的俯视图，其中，接长锁紧机构处于锁止状态。

图15是本实用新型中凿岩机用导轨固定装置的结构示意轴测图。

图16是本实用新型中凿岩机用导轨固定装置的结构示意主视图。

图17是本实用新型中部分气路原理图。

图18是本实用新型实施例2双层台车（不含凿岩机和万向臂）的结构示意轴测图，其中，台车处于两台阶施工状态。

图19是本实用新型实施例2双层台车（不含凿岩机和万向臂）的结构示意轴测图，其中，台车处于三台阶施工的展开状态。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。

实施例1，参见图1、图2，一种施工方式可转换的隧道施工台车，包括底层台车200和设在底层台车200上的上层台车；所述上层台车由顶层台车210和中间层台车220组合形成；顶层台车210能够相对于紧邻的下层台车纵向移动；还包括设在台车尾端的拱架起吊装置230；中间层台车220上设有第一拱架举升装置240；顶层台车210上设有第二拱架举升装置250；且两个举升装置的举升横梁上均可移动地设置有多个承载拱架的拱架承载小车260；在底层台车200、中间层台车220和顶层台车210上均通过万向臂300设有步进凿岩机；底层台车200下方具有除碴车行车空间；且所述顶层台车210后端可移动地设有龙门架270，龙门架270与顶层台车210之间设有龙门架270移动的龙门架驱动油缸；设在所述顶层台车210的所述步进凿岩机400通过所述龙门架270设置。其中，图1中展示的是龙门架270随顶层台车210移动在前端极限位置，台车处于凿岩钻孔状态，在拱架安装时，顶层台车210仍处于图示位置，龙门架270回退到图18所示的位置，位于后极限位置。

其中，第一拱架举升装置240呈竖直举升结构，其由安装在中间层台车220四角的四个垂直布置的第一举升油缸构成，每两个第一举升油缸构成一组，并同步举升同一根第一举升横梁241，拱架通过两根第一举升横梁241上的两个拱架承载小车260抬举；所述第二拱架举升装置250呈平行四边形框架式举升结构。

参见图3，平行四边形框架式举升结构包括两平行布置的等长度两连杆251，两连杆一端铰接在顶层台车210上，两连杆251的另一端铰接在第二举升梁252上，两连杆251上分别连接有一第二举升油缸253，第二举升油缸253通过中部缸体铰接在顶层台车210上，第二举升油缸253的活塞杆末端铰接在连杆251，两第二举升油缸253同步伸缩驱动连杆251摆动，从而实现举第二升梁252的升降；第二举升梁252、连杆251和第二举升油缸253布置在同一竖直平面内。每根第二举升梁252与对应的连杆251和第二举升油缸253构成一组；两组的第二举升梁252平行布置，且两组中的所有第二举升油缸253同步伸缩；拱架通过两根第二举升横梁211上的两个拱架承载小车260抬举。

顶层台车210通过顶层工字轨211支撑在顶层托辊212上，顶层工字轨211前端设有第一液压支腿214，所述顶层托辊212设在紧邻的下层台车上，该紧邻的下层台车上还设有第一卡轨轮213，第一卡轨轮213滚动压迫在顶层工字轨211的下翼板上；所述顶层台车210与所述紧邻的下层台车之间还设有驱动顶层台车210移动的顶层驱动液压缸，紧邻的下层台车为中间层台车220，其中顶层托辊212顶点仅高于顶层台车210平台5mm～20mm。其中，底层台车200上设有供中间层台车220移动导向的两条平行的中间层轨道221，中间层轨道221前端设有第二液压支腿225，中间层轨道221包括中间工字轨本体，该中间工字轨本体支撑在中间层托辊222上，中间层托辊222设在底层台车200上，底层台车200上还设有第二卡轨轮223，第二卡轨轮223滚动压迫在中间层轨道221的中间工字轨本体的下翼板上；所述底层台车200与所述中间层托辊222之间还设有驱动中间层轨道221移动的轨道驱动液压缸；所述中间层台车220能够在中间层轨道221移动。

参见图4，两中间层轨道221前端通过中间横梁224固定连接在一起，第二液压支腿225设在中间横梁224上；两中间层轨道221中间设有可移动的移动支腿架226，移动支腿架226上设有活动液压支腿227，活动液压支腿227的缸体上固定连接悬挂箱，该悬挂箱上设有悬挂轮228，移动支腿架226通过悬挂轮228悬吊在中间工字轨本体的下翼板上，且悬挂箱上还设有辅助托辊229，以在中间层轨道221移伸出设定长度后，通过活动液压支腿227形成中间辅助支撑，并由辅助托辊229托起，以便中间层轨道221能够继续向前延伸，从而增大中间层轨道221的伸缩长度。

参见图5、图6、图7、图8，万向臂300包括大臂100，大臂100前端设有前支座110，所述前支座110的上端面构成前支座承载面，前支座110通过第一枢轴可转动地设有导轨滑移架120，导轨滑移架120与所述前支座110之间连接有导轨滑移架转动驱动油缸121；导轨滑移架120上通过平行于前支座承载面的第二枢轴可转动地设有导轨支座130，导轨支座130与导轨滑移架转动驱动油缸121之间设有驱动导轨支座130翻转的翻转驱动装置。参见图5，导轨支座130呈滑台结构，并在导轨支座130上设有移动驱动油缸142；所述移动驱动油缸142用于驱动通过所述导轨支座130设置的第三构件；承载构件130与第三构件之间通过滚动摩擦连接关系连接，以减少第三构件在承载构件130滑动移动的摩擦阻力；翻转驱动装置包括翻转驱动油缸141，翻转驱动油缸141的缸体和活塞杆分别铰接在导轨滑移架120和导轨支座130上。导轨滑移架120呈长条状，导轨滑移架120的长度方向分布有至少两个所述导轨支座130；多个导轨支座130上的翻转驱动油缸141同步伸缩。

前支座110铰接在所述大臂100前端，前支座110的自由端与所述大臂100之间还设有液压撑杆111。大臂100呈两级伸缩结构，大臂100铰接在大臂铰接座101上，大臂铰接座101铰接在后支座102上；大臂100与后支座102之间通过大臂铰接座101上的水平交接轴和竖直交接轴形成十字万向节结构；其中，大臂100的俯仰角度由安装在大臂铰接座101的俯仰调节油缸103调节；大臂100的水平转动角度由安装在后支座102上的水平调节油缸104调节。其中，后支座102固定在对应层台车的骨架上，也可由对应层台车的骨架构成；万向臂设在对应台车的平台上时，后支座102固定在对应台车的平台部分的骨架上。

本实施例中，大臂100包括基础臂100a,基础臂100a呈矩形管结构，基础臂100a内装设有一级伸缩臂100b，一级伸缩臂100b通过一级伸缩油缸100c驱动伸缩移动，一级伸缩油缸100c的两端分别铰接在基础臂100a和一级伸缩臂100b上；一级伸缩臂100b也呈矩形管结构，一级伸缩臂100b内装设有二级伸缩臂100d，二级伸缩臂100d自由端与所述前支座110连接，二级伸缩臂100d通过二级伸缩油缸100e驱动伸缩移动，二级伸缩油缸100e的两端分别铰接在二级伸缩臂100d和一级伸缩臂100b上，一级伸缩臂100b上设有与所述二级伸缩油缸100e铰接的铰接支耳100f，铰接支耳100f位于一级伸缩臂100b的侧壁上；所述基础臂100a的侧壁上设有长条形腰槽，长条形腰槽用于在一级伸缩臂100b运动过程中避让所述铰接支耳100f。

其中，大臂100与大臂铰接座101的铰接轴线、大臂铰接座101与后支座102的铰接轴线、大臂100的伸缩轴线分别对应构成基础坐标系xyz中的x轴、z轴和y轴；前支座110与大臂100的铰接轴线、第一枢轴轴线和第二枢轴轴线分别对应构成相对坐标系uvw中的u轴、w轴和v轴，且第三构件的移动方向与v轴一致。

参见图9，并结合图5～8，所述步进式凿岩机400安装在万向臂300的导轨支座130上，且导轨支座130呈滑台结构；步进式凿岩机400可纵向移动地设在所述导轨支座130上，在导轨支座130与所述步进式凿岩机400之间设有钻机移动驱动油缸142。

其中，大臂100与大臂铰接座101的铰接轴线、大臂铰接座101与后支座102的铰接轴线、大臂100的伸缩轴线分别对应构成基础坐标系xyz中的x轴、z轴和y轴；前支座110与大臂100的铰接轴线、第一枢轴轴线和第二枢轴轴线分别对应构成相对坐标系uvw中的u轴、w轴和v轴，且步进式凿岩机400的整体移动方向与v轴一致。

参见图10，步进凿岩机400包括凿岩主机1、导轨2、钻机承载滑台3、气腿14和气腿承载滑台18，钻机承载滑台3与导轨2之间设有第一锁紧装置；钻机承载滑台3上还设有退钻装置；该退钻装置包括锁紧滑块5和驱动油缸6，驱动油缸6连接在所述钻机承载滑台3和所述锁紧滑块5之间，锁紧滑块5仅可纵向移动地设在钻机承载滑台3上；第一锁紧装置设在锁紧滑块5与所述导轨2之间；气腿14连接在钻机承载滑台3和气腿承载滑台18之间；气腿承载滑台18与导轨2之间设有第二锁紧装置。

驱动油缸6通过其缸体连接在钻机承载滑台3上，锁紧滑块5与油缸的活塞杆远端固定连接；以凿岩机钻进方向为前方，锁紧滑块5位于油缸前方，油缸活塞杆处于回缩状态时，锁紧滑块5通过第一锁紧装置与导轨锁紧后，活塞杆伸出实施退钻；利用油缸活塞杆伸出的推力大于回缩的推力的特性，可在油缸缸径相同的条件下增大退钻推力，或者在退钻推力相同的条件下减小油缸直径。钻机承载滑台3上通过凸块设有两相对的导向槽，所述锁紧滑块5位于两导向槽之间，锁紧滑块5两侧形成有与所述导向槽滑动配合的导向部。第一锁紧装置包括第一锁止气缸4和所述导轨2上纵向分布的多个锁止孔；第一锁止气缸4的活塞杆上一体形成或固定连接的锁销与所述锁止孔配合形成插销式锁止结构；钻机承载滑台3上形成有供穿过所述锁销沿导向槽平移的长条孔。第二锁紧装置也利用导轨2上纵向分布的多个锁止孔和第二锁止气缸活19塞杆上的第二锁止插销形成。

其中，导轨2前端设有用于钻杆支撑的前端支撑套7，所述导轨2的中段设有中间支撑套8，中间支撑套8设在顶起装置上。参见图11，顶起装置包括顶起基座和举升块11，顶起基座39位置可调节地设在所述导轨2上并固定连接有顶起气缸9，顶起气缸9的活塞杆远端连接有推块10，推块10前端设有顶推斜面；所述举升块11仅可竖直升降地配合在顶升筒12内，顶升筒12固定在所述顶起基座上，举升块11下端设有滚轮13，滚轮13与所述顶推斜面滚动连接；所述中间支撑套8固定连接在所述举升块11上端。

参见图12、图13、图14，导轨2由基础段21和接长段22形成长度可变化的结构；所述基础段21和接长段22之间设有接长定位结构和接长锁紧机构；且基础段21和接长段22之间通过倾斜的结合面连接；该结合面在基础段21上由上向下逐渐向外倾斜；所述接长定位结构用于防止基础段21和接长段22左右错位和上下错位。导轨2包括导轨主体和轨道，轨道由圆管制成，导轨主体由方管或矩形管制成；接长定位结构包括轨道的圆管内孔配合的定位柱24，定位柱24一部分插入基础段21的圆管轨道管孔内，另一部分插入接长段22的圆管轨道管孔内。方管或矩形管可以是轧制或拉制的型材，也可以通过钢板弯折后焊接形成；导轨主体在高度方向具有由两根方管焊机组合形成；上方的方钢管两侧上端各焊接有一个圆管，该圆管构成所述轨道，下方的方钢管下端两侧各焊接有一个圆管、方管或、形管、扁钢或角铁，该下方圆管、方管或、形管、扁钢或角铁用于导轨安装固定。

导轨主体上设有平行设置的两根所述轨道；基础段21和接长段22的两根圆管轨道结合部的管孔内均设有所述定位柱24。基础段21和接长段22通过两个连接板25连接，两个连接板25的结合面构成所述基础段21和接长段22的结合面，两个连接板25分别焊接固定在所述基础段21和接长段22的导轨主体上。连接板25焊接在下方的方管上，上方方管端部焊接有端板，端板上焊接有定位管；两个端板上的定位管中插接有第三根定位柱23，三根定位柱分布在等腰三角形的三个角上。

所述接长锁紧机构呈偏心锁紧结构。接长锁紧机构包括挂钩26和环扣27，挂钩26固定设在基础段21上；所述环扣27铰接在手柄28上，手柄28铰接在接长段22上。环扣27可移动地设在环扣座29上，环扣座29铰接在手柄28上，环扣座29与环扣27之间通过加载弹簧30。其中，环扣27一端焊接有连杆27a，连杆27a自由端焊接有导向块27b；环扣座29一端具有杆状结构，环扣座29通过杆状结构的一端与手柄28铰接，环扣座29的另一端呈框形结构，连杆27a从框形结构的一端伸入框内，该框形结构的两侧框壁上设有滑槽29a，导向块27b滑动配合在滑槽29a内；所述加载弹簧30一端抵接在导向块27b上，另一端抵靠在框形结构的一端内壁上。手柄28的铰接座由两个独立的支耳28a构成，交接轴由两个半轴8b构成；在锁紧状态，环扣座29与手柄28的铰接中心与手柄28与接长段22的铰接中心连线重合在连杆27a轴线上。其中，挂钩26也可以设在接长段22，手柄28铰接在基础段21上。

另外，导轨2前端下部设有用于通过岩体支撑所述导轨2的导轨固定装置40。前端固定装置形成对导轨2悬伸部分的支撑，提高导轨的支撑强度和刚度。其中，导轨固定装置40利用可插入岩体的构件提供支撑，可根据隧道岩体的特性设置不同的结构。如针对松软岩体，导轨前端可设置一前端具有锥尖的钢钎，钢钎通过顶紧弹簧保持插入岩体的牢固性；也可在导轨前端固定设置一钻机或小型凿岩机，在钻杆钻入后，利用钻杆形成支撑构件。

参见图15、图16，在由小型凿岩机构成导轨固定装置40的方案中，包括用于固定在钻臂前端下方的定位座41，定位座41上滑动吊装有气动凿岩机42，气动凿岩机42前端用于设置钻杆47，气动凿岩机42后端设有顶推气缸或油缸43；定位座41前端固定连接有顶尖46。

其中，气动凿岩机42前方设有钻杆导向座48，钻杆导向座48上设有钻杆导向孔，钻杆导向座48固定连接在所述定位座41上。定位座41呈管状；定位座41内滑动配合有横梁49，横梁49上设有吊耳座49a；定位座41的管壁下侧设有条形避让槽；所述吊耳座49a穿过条形避让槽与气动凿岩机42上的吊耳铰接；定位座41内固定连接有两个支座44，两个支座44滑动配合地套装在所述横梁49上。

顶推气缸或油缸43固定设在保护管45内，保护管45固定连接在定位座41下端后部。顶推气缸或油缸43与所述气动凿岩机42的后端铰接。以在气缸或油缸活塞杆回缩时，拉动气动凿岩机回退，继而将钻杆退出定位孔，便于钻臂改变位置。其中，钻杆导向座48内设有导向套48a，所述导向孔设在导向套48a。以便在导向套48a磨损后单独更换，降低使用成本。

参见图17，气腿14推进所述凿岩主机1钻进时，气腿14的进排气管路分别由进气管路15和排气管路34构成，进气管路15上设有呈并联设置的电动开关阀16和电动流量调节阀17。其中，凿岩主机1通过钻机后盖连接有钻孔供气管32和吹渣供气管33，钻孔供气管32和吹渣供气管33通过电控阀门与所述供气总管路连接；进气管路15和排气管路34连接在电磁换向阀35上，电磁换向阀35的进气口与所述供气总管连接，电磁换向阀35的排气口与大气环境接通。

其中，电动开关阀16连接在进气管路15上，电动流量调节阀17连接在进气旁路上，改旁路与进气管路15呈并联设置，旁路的管径小于进气管路15。电动开关阀16为常闭结构；电磁换向阀35为中封结构的三位五通阀；用于控制所述钻孔供气管32和吹渣供气管33的电控阀门由第一电磁阀36和第二电磁阀37组成，第一电磁阀36和第二电磁阀37均为开关阀；供气总管路上还设有油壶38；钻孔供气管32的管径大于吹渣供气管33。

本实施中，当导轨支座130不采用滑台结构时，步进式凿岩机400固定连接在所述导轨支座130上。此方案的步进式凿岩机400不能在导轨支座130上整体移动，其连接牢固，刚度好。适用于无需进行纵向位置调整的隧道掘进凿岩机。

本实施例中，电磁换向阀35也可采用二位五通阀替代三位五通阀的方案。而且，电动开关阀16和电动流量调节阀17也可并联在气腿14的排气管路34上。

本实施例中前支撑套7和中间支撑套8均包括衬套和衬套座组成，衬套可相对于衬套座自由转动，前支撑套7的衬套座通过前支架与导轨2前端固定连接；中间支撑套8的衬套座与举升块11上端固定连接。

本实施例中的拱架起吊装置230与2018年5月8号，公告号cn108005687a公告的拱架提升机构相同。

实施例2，参见图18、图19一种施工方式可转换的隧道施工台车，包括底层台车200和设在底层台车200上的顶层台车210；顶层台车210能够相对于底层台车200纵向移动；还包括设在台车尾端的拱架起吊装置230；底层台车200上设有第一拱架举升装置240；顶层台车210上设有第二拱架举升装置250；且两个举升装置的举升横梁上均可移动地设置有多个承载拱架的拱架承载小车260；在底层台车200和顶层台车210上均通过万向臂300设有步进凿岩机；底层台车200下方具有除碴车行车空间；且所述顶层台车210后端可移动地设有龙门架270，龙门架270与顶层台车210之间设有龙门架270移动的龙门架驱动油缸；设在所述顶层台车210的所述步进凿岩机400通过所述龙门架270设置。

其中，图19中展示的是龙门架270随顶层台车210移动在前端极限位置，台车处于凿岩钻孔状态，在拱架安装时，顶层台车210仍处于图示位置，龙门架270回退到图18所示的位置，位于后极限位置。

本实施例的其余结构与实施例1相同，在此不再赘述。

利用实施例1或2的台车进行隧道实施的施工方法；采用实施例1的台车时，用于执行微台阶与全断面套打的工法施工；采用实施例2的台车时，用于执行两台阶或三台阶工法施工。其中，包括通过朝向洞口的台车尾部设置的拱架起吊装置起吊拱架，利用拱架承载小车在台车上运送拱架，以及利用举升装置举升拱架进行拱架安装；在具有步进凿岩机的方案中通过步进凿岩机进行凿岩钻孔。

其中，在三台阶施工状态的拱架安装时，顶层台车210上的万向臂与步进凿岩钻机组合通过龙门架回退到朝向洞口方向的后极限位置。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。