。5.按照权利要求1或2所述的气囊内模移动模架，其特征在于:所述拱顶伸缩机构包括左右两个对称布设的拱顶液压伸缩机构(2-1)，两个所述拱顶液压伸缩机构(2-1)的结构相同且二者分别安装在移动式支撑排架(I)的上部左右两侧;两个所述拱顶液压伸缩机构Ο-ι) 均呈竖直向布设； 每个所述侧部伸缩机构均包括多个由上至下布设的侧部液压伸缩机构(2-2)，多个所述侧部液压伸缩机构(2-2)的结构均相同。6.按照权利要求5所述的气囊内模移动模架，其特征在于:每个所述拱顶液压伸缩机构(2-1)均包括一个呈竖直向布设的第一剪叉式伸缩机构(2-11)和一个带动第一剪叉式伸缩机构(2-11)进行伸缩的第一伸缩液压缸(2-12)，所述第一伸缩液压缸(2-12)呈竖直向布设;所述第一剪叉式伸缩机构(2-11)底部固定安装在第一纵向连接杆(2-13)上，所述第一纵向连接杆(2-13)沿移动式支撑排架(I)的长度方向进行布设且其安装在移动式支撑排架(I)上部，第一伸缩液压缸(2-12)的缸体底部固定在第一纵向连接杆(2-13)上且其活塞杆顶端与第一剪叉式伸缩机构(2-11)顶部连接； 所述侧部液压伸缩机构(2-2)呈水平布设或由外至内逐渐向下倾斜； 每个所述侧部液压伸缩机构(2-2)均包括一个第二剪叉式伸缩机构(2-21)和带动第二剪叉式伸缩机构(2-21)进行伸缩的第二伸缩液压缸(2-22)，所述第二伸缩液压缸(2-22)与第二剪叉式伸缩机构(2-21)呈平行布设;所述第二剪叉式伸缩机构(2-21)底部固定安装在第二纵向连接杆(2-23)上，所述第二纵向连接杆(2-23)沿移动式支撑排架(I)的长度方向进行布设且其安装在移动式支撑排架(I)侧部，第二伸缩液压缸(2-22)的缸体底部固定在第二纵向连接杆(2-23)上且其活塞杆顶端与第二伸缩液压缸(2-22)顶部连接。7.按照权利要求5所述的气囊内模移动模架，其特征在于:所述拱顶液压伸缩机构Ο-?) 和侧部液压伸缩机构 (2-2) 均为能沿移动式支撑排架 (I) 的长度方向进行前后移动的液压伸缩机构;所述移动式支撑排架(I)的上部左右两侧分别设置有一个供拱顶液压伸缩机构(2-1)进行前后移动的第一纵向滑道(2-3)，所述拱顶液压伸缩机构(2-1)安装在第一纵向滑道(2-3)上;所述移动式支撑排架(I)的左侧和右侧均由上至下设置有多个分别供多个所述侧部液压伸缩机构(2-2)前后移动的第二纵向滑道(2-4)，所述侧部液压伸缩机构(2-2)安装在第二纵向滑道(2-4)上;所述第一纵向滑道(2-3)和第二纵向滑道(2-4)均沿移动式支撑排架(I)的长度方向进行布设。8.—种利用如权利要求1所述气囊内模移动模架进行隧道初期支护喷射混凝土施工的方法，其特征在于:沿所施工隧道的纵向延伸方向，由后向前分多个隧道节段对开挖形成的隧道洞进行隧道初期支护喷射混凝土施工，多个所述隧道节段的隧道初期支护喷射混凝土施工方法均相同；对任一个所述隧道节段进行隧道初期支护喷射混凝土施工时，包括以下步骤: 步骤一、气囊内模移动模架前移到位:沿所施工隧道的纵向延伸方向将所述气囊内模移动模架向前移动，直至将所述气囊内模移动模架移动至当前所施工隧道节段的内侧；此时，所述气囊内模中的所有气囊均处于未充气状态； 步骤二、隧道初期支护喷射混凝土施工，过程如下: 步骤201、模板支架打开及气囊内模充气并预留喷射混凝土施工窗口:采用所述伸缩式支撑装置中的所述拱顶伸缩机构带动顶部支架(4-1)向上移动，同时采用两个所述侧部伸缩机构带动两个所述侧部支架(4-2)分别向外移动;待顶部支架(4-1)向上移动到位且两个所述侧部支架(4-2)均向外移动到位后，采用充气装置对所述气囊内模中的两个所述第二气囊(3-2)、两个所述第四气囊(3-4)和两个所述第六气囊(3-6)分别进行充气； 所述拱顶中部气囊所处的区域为拱顶喷射混凝土施工窗口，两个所述第三气囊(3-3)所处的区域均为中部喷射混凝土施工窗口，两个所述第五气囊(3-5)所处的区域均为下部喷射混凝土施工窗口； 步骤202、边墙下部喷射混凝土施工:采用混凝土喷浆装置且通过两个所述下部喷射混凝土施工窗口，分别对当前所施工隧道节段的左右两侧边墙下部进行喷射混凝土施工；步骤203、下部喷射混凝土施工窗口封闭:采用所述充气装置对所述气囊内模中的两个所述第五气囊(3-5)分别进行充气，并将两个所述下部喷射混凝土施工窗口均封闭； 步骤204、边墙上部喷射混凝土施工:采用步骤202中所述混凝土喷浆装置且通过两个所述中部喷射混凝土施工窗口，分别对当前所施工隧道节段的左右两侧边墙上部进行喷射混凝土施工； 步骤205、中部喷射混凝土施工窗口封闭:采用所述充气装置对所述气囊内模中的两个所述第三气囊(3-3)分别进行充气，并将两个所述中部喷射混凝土施工窗口均封闭； 步骤206、拱部左右两侧喷射混凝土施工:采用步骤202中所述混凝土喷浆装置且通过所述拱顶喷射混凝土施工窗口，分别对当前所施工隧道节段的拱部左右两侧分别进行喷射混凝土施工； 步骤207、拱顶喷射混凝土施工窗口封闭:采用所述充气装置对所述气囊内模中的所述拱顶中部气囊进行充气，并将所述拱顶喷射混凝土施工窗口封闭； 步骤208、拱顶中部喷射混凝土施工:采用步骤202中所述混凝土喷浆装置且从所述拱顶中部气囊的前侧和/或后侧，对当前所施工隧道节段的拱顶中部进行喷射混凝土施工；步骤208中拱顶中部喷射混凝土施工完成后，完成所述气囊内模外侧的隧道初期支护喷射混凝土施工过程； 步骤209、气囊内模放气及模板支架收回:对所述气囊内模中的所有气囊进行放气;再采用所述拱顶伸缩机构带动顶部支架(4-1)向下移动，同时采用两个所述侧部伸缩机构带动两个所述侧部支架(4-2)分别向内移动，直至顶部支架(4-1)向下移动到位且两个所述侧部支架(4-2)均向内移动到位； 步骤三、下一隧道节段隧道初期支护喷射混凝土施工:按照步骤一至步骤二中所述的方法，对下一个所述隧道节段进行隧道初期支护喷射混凝土施工； 步骤四、多次重复步骤三，直至完成所施工隧道中所有隧道节段的隧道初期支护喷射混凝土施工过程。9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于:步骤202中所述混凝土喷浆装置包括混凝土喷浆机和与所述混凝土喷浆机连接的喷浆管； 步骤202中进行边墙下部喷射混凝土施工时，先将所述喷浆管通过两个所述下部喷射混凝土施工窗口，分别向下插入至两个所述第六气囊(3-6)外侧;再通过所述混凝土喷浆机由下至上进行喷射混凝土施工，直至施工至两个所述下部喷射混凝土施工窗口所处位置处； 步骤204中进行边墙上部喷射混凝土施工时，先将所述喷浆管通过两个所述中部喷射混凝土施工窗口，分别向下插入至两个所述第四气囊(3-4)外侧;再通过所述混凝土喷浆机由下至上进行喷射混凝土施工，直至施工至两个所述中部喷射混凝土施工窗口所处位置处； 步骤206中进行拱部左右两侧喷射混凝土施工时，先将所述喷浆管通过所述拱顶喷射混凝土施工窗口，分别向下插入至两个所述第二气囊(3-2)外侧;再通过所述混凝土喷浆机由下至上进行喷射混凝土施工，直至施工至所述拱顶喷射混凝土施工窗口所处位置处；步骤208中进行拱顶中部喷射混凝土施工时，先将所述喷浆管从所述拱顶中部气囊的前侧和/或后侧，插入至所述拱顶中部气囊外侧，再通过所述混凝土喷浆机由后向前和/或由前向后进行喷射混凝土施工，直至完成所述拱顶中部气囊外侧的喷射混凝土施工过程。10.按照权利要求8所述的方法，其特征在于:所述拱顶伸缩机构包括左右两个对称布设的拱顶液压伸缩机构(2-1)，两个所述拱顶液压伸缩机构(2-1)的结构相同且二者分别安装在移动式支撑排架(I)的上部左右两侧;两个所述拱顶液压伸缩机构(2-1)均呈竖直向布设； 每个所述侧部伸缩机构均包括多个由上至下布设的侧部液压伸缩机构(2-2)，多个所述侧部液压伸缩机构(2-2)的结构均相同； 所述拱顶液压伸缩机构(2-1)和侧部液压伸缩机构(2-2)均为能沿移动式支撑排架(I)的长度方向进行前后移动的液压伸缩机构;所述移动式支撑排架(I)的上部左右两侧分别设置有一个供拱顶液压伸缩机构(2-1)进行前后移动的第一纵向滑道(2-3)，所述拱顶液压伸缩机构(2-1)安装在第一纵向滑道(2-3)上;所述移动式支撑排架(I)的左侧和右侧均由上至下设置有多个分别供多个所述侧部液压伸缩机构(2-2)前后移动的第二纵向滑道(2-4)，所述侧部液压伸缩机构(2-2)安装在第二纵向滑道(2-4)上;所述第一纵向滑道(2-3)和第二纵向滑道(2-4)均沿移动式支撑排架(I)的长度方向进行布设； 所述移动式支撑排架(I)的纵向长度为L，且NLo < L < (N+1) Lo;其中，Lo为所述气囊内模的纵向长度，N=2或3; 当N = 2时，步骤一中所述的当前所施工隧道节段包括前后两个施工节段，两个所述施工节段的纵向长度均与所述气囊内模的纵向长度相同；步骤一中将所述气囊内模移动模架移动至当前所施工隧道节段的内侧后，先将所述充气模板与所述伸缩式支撑装置同步移至移动式支撑排架(I)后侧，再按照步骤201至步骤209中所述的方法，完成当前所施工隧道节段中位于后侧的施工节段的隧道初期支护喷射混凝土施工过程;之后，将所述充气模板与所述伸缩式支撑装置同步向前平移至移动式支撑排架(I)前侧，且向前平移距离与所述气囊内模的纵向长度相同；然后，按照步骤201至步骤209中所述的方法，完成当前所施工隧道节段中位于前侧的施工节段的隧道初期支护喷射混凝土施工过程;此时，完成当前所施工隧道节段的隧道初期支护喷射混凝土施工过程，并进入步骤三； 当N = 3时，步骤一中所述的当前所施工隧道节段由后向前分为三个施工节段，三个所述施工节段的纵向长度均与所述气囊内模的纵向长度相同且三者由后向前分别为后侧施工节段、中部施工节段和前侧施工节段;步骤一中将所述气囊内模移动模架移动至当前所施工隧道节段的内侧后，先将所述充气模板与所述伸缩式支撑装置同步移至移动式支撑排架(I)后侧，再按照步骤201至步骤209中所述的方法，完成当前所施工隧道节段中所述后侧施工节段的隧道初期支护喷射混凝土施工过程;之后，将所述充气模板与所述伸缩式支撑装置同步向前平移至移动式支撑排架(I)中部，且向前平移距离与所述气囊内模的纵向长度相同；随后，按照步骤201至步骤209中所述的方法，完成当前所施工隧道节段中所述中部施工节段的隧道初期支护喷射混凝土施工过程;然后，将所述充气模板与所述伸缩式支撑装置同步向前平移至移动式支撑排架(I)前侧，且向前平移距离与所述气囊内模的纵向长度相同；最后，按照步骤201至步骤209中所述的方法，完成当前所施工隧道节段中所述前侧施工节段的隧道初期支护喷射混凝土施工过程;此时，完成当前所施工隧道节段的隧道初期支护喷射混凝土施工过程，并进入步骤三。
【专利摘要】本发明公开了一种气囊内模移动模架及隧道初期支护喷射混凝土施工方法，该移动模架包括移动式支撑排架、位于移动式支撑排架外侧的充气模板和对充气模板进行支撑的伸缩式支撑装置，伸缩式支撑装置安装在移动式支撑排架上且其位于充气模板内侧；该施工方法包括步骤：一、气囊内模移动模架前移到位；二、隧道初期支护喷射混凝土施工；三、下一隧道节段隧道初期支护喷射混凝土施工；四、多次重复步骤三，直至完成所有隧道节段的隧道初期支护喷射混凝土施工过程。本发明设计合理、施工简便且使用效果好，通过气囊内模对隧道初期支护喷射混凝土的回弹率进行有效控制，施工效率高，施工工期短且施工质量高，能实现隧道初期支护喷射混凝土的零回弹率。
【IPC分类】E21F17/00, E21D11/10
【公开号】CN105507927
【申请号】CN201511020275
【发明人】姚志军, 刘新文, 朱汝威, 邹超, 王刘勋, 杨丁铭, 吴鑫, 裴伟伟, 苟涛, 张松, 张海鹏, 张亚鹏
【申请人】中铁一局集团有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月30日