穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车，需要解决现有台车对二次衬砌的施工过程考虑不足，未能避免临空期的出现，给隧道施工带来很大的风险。该穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车包括：台车支撑系统、台车穿行支架系统以及台车模板系统，上述系统均安装压力传感器和数据采集和显示装置，所述数据采集和显示装置采集压力传感器信号并显示实时压力。本实用新型台车能有效解决大断面隧道分步拆除临时支撑出现临空期问题，拆撑全过程均有台车支撑实现受力转换，减少安全风险，浇筑过程一次成模，缩短工期，减轻劳动强度。
【专利说明】
穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车
技术领域
[0001]本实用新型属于于隧道暗挖设备及方法技术领域，特别是涉及一种穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车，以及利用该台车实现的隧道暗挖衬砌施工方法。
【背景技术】
[0002]衬砌台车在地铁、公路、铁路等领域广泛使用，衬砌台车有效降低人工劳动强度，提高了二衬施工的作业效率。目前衬砌台车的结构基本相似，主要由模板系统、液压系统、行走系统、支架系统等构成，通过焊接以及螺栓连接构成整体。
[0003 ] 在应用CRD工法(交叉中隔墙法)、⑶工法等典型的隧道施工方法进行施工时，施工过程中均需预留临时支撑体系维持隧道的稳定，但在二次衬砌施工过程中需要拆除临时支撑，导致拆除临时支撑过程中存在无支撑的临空期的出现，增加施工风险。在专利号为“201510245418.3”的中国中公开了一种地铁隧道衬砌台车，该台车仅考虑了隧道内的施做空间问题，并未考虑临时支撑拆除过程的安全问题;在专利号为“201510573530.X”的中国中所公开的衬砌台车，充分考虑了台车自重、成本问题，缺少对施工过程中临时支撑影响的考虑。现有台车的机械性能不断改善，但是对二次衬砌的施工过程仍考虑不足，都未能避免临空期的出现，拆除临时支撑过程仅依靠工程经验，给隧道施工带来很大的风险。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车，解决现有技术中对二次衬砌的施工过程仍考虑不足、不能避免临空期的出现、拆除临时支撑过程仅依靠工程经验、给隧道施工带来很大的风险的技术难题。
[0005]为实现上述第一目的，本实用新型提供的技术方案如下:一种穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车，其包括:台车支撑系统、台车穿行支架系统以及台车模板系统；
[0006]所述台车支撑系统包括:
[0007]台车支撑系统框架，所述台车支撑系统框架用于安装台车支撑系统的其他部件；支撑立杆，所述支撑立杆用于支撑拱顶荷载;支撑液压装置，所述支撑液压装置的下端与所述支撑系统框架固定连接，上端与所述支撑立杆相连接；
[0008]所述穿行支架系统包括:
[0009]穿行支架框架，所述穿行支架框架用于安装穿行支架系统的其他部件；穿行支架液压装置，所述穿行支架系统液压装置的下端与所述穿行支架框架连接;穿行支架立杆，所述穿行支架立杆下端与所述穿行支架液压装置固定连接;支撑端头靴，所述支撑端头靴的下端与所述穿行支架立杆的上端连接，支撑端头靴可调整角度;支架横向连接锁扣，穿行作业时，支架横向连接锁扣通过螺栓将所述台车支撑系统和所述台车模板系统固定连接形成整体结构；
[0010]所述台车模板系统包括:
[0011]台车模板框架，所述台车模板框架用于安装台车模板系统的其他部件;模板液压装置，所述模板液压装置下端与所述台车模板框架固定连接;横梁，所述横梁与模板液压装置连接;弦杆，所述弦杆与所述横梁固定连接，横梁中部弦杆长度最长，弦杆长度由中部向两侧逐渐减小;模板调节丝杠，所述模板调节丝杠一端与所述台车模板框架连接，另一端与所述模板系统连接，用于调整模板角度。
[0012]本实用新型如上所述的穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车，进一步，所述的台车支撑系统框架由竖杆与横杆相互连接构成，相邻竖杆之间由横向支撑杆连接;所述支撑框架还包括行走轨轮，所述行走轨轮安装在支撑框架底部。
[0013]本实用新型如上所述的穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车，进一步，所述支撑液压装置的数量为四个，每排两个，排与排之间平行设置。
[0014]本实用新型如上所述的穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车，进一步，所述台车支撑系统还包括第一压力传感器，所述第一压力传感器安装在支撑立杆与支撑液压装置之间；第一数据采集和显示装置，所述第一数据采集和显示装置采集第一压力传感器信号并显示实时压力。
[0015]本实用新型如上所述的穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车，进一步，在所述的穿行支架系统中，所述穿行支架框架包括相互连接的竖杆和横杆；穿行支架框架还包括行走轨轮，所述行走轨轮安装在所述穿行支架框架底部。
[0016]本实用新型如上所述的穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车，进一步，所述穿行支架系统还包括第二压力传感器，所述第二压力传感器安装在穿行支架系统立杆与穿行支架液压装置之间；第二数据采集和显示装置，所述第二数据采集和显示装置采集第二压力传感器信号并显示实时压力;所述穿行支架液压装置分三排布置，每排两个。
[0017]本实用新型如上所述的穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车，进一步，在所述的台车模板系统中，所述的台车模板框架包括连接的竖杆和横杆;台车模板框架还包括行走轨轮，所述行走轨轮安装在所述台车模板框架底部。
[0018]本实用新型如上所述的穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车，进一步，所述台车模板系统还包括第三压力传感器，所述第三压力传感器安装在模板支撑端部和弦杆端部;第三数据采集和显示装置，所述第三数据采集和显示装置采集第三压力传感器信号并显示实时压力。
[0019]本实用新型如上所述的穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车，进一步，所述台车模板系统还包括平板振动设备，所述平板振动设备安装在模板系统内侧，用于对模板振动实现对混凝土振捣。
[0020]本实用新型的有益效果是:
[0021]1、本实用新型有效解决大断面隧道分步拆除临时支撑出现临空期问题，拆撑全过程均有台车支撑实现受力转换，减少安全风险，浇筑过程一次成模，缩短工期，减轻劳动强度。
[0022]2、引入了穿行支架系统，台车支撑系统、台车模板系统均可与穿行支架系统同步施作，实现快速换撑、快速移动。
[0023]3、通过安装在支撑立杆、穿行支架立杆、模板支撑等部位的压力传感器，采集各杆件受力数据并实时反馈至工作平台，利用输出的杆件受力变化曲线，以信息化数据指导现场台车的施作及移动时机，做到各工况受力均可控、施作环境安全、精准作业的要求。
【附图说明】
[0024]通过结合以下附图所作的详细描述，本实用新型的上述和/或其他方面和优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本实用新型，其中:
[0025]图1为穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车的整体示意图；
[0026]图2为穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车的台车支撑系统示意图；
[0027]图3为穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车的穿行支架系统示意图；
[0028]图4为穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车的台车模板系统示意图；
[0029]图5为本实用新型一种实施例的压力传感器细部连接构造示意图；
[0030]图6为本实用新型一种实施例的压力传感器细部连接构造示意图；
[0031 ]图7为本实用新型一种实施例的支架横向连接锁扣与支架横撑布置示意图；
[0032]图8为本实用新型一种实施例的台车模板系统与穿行支架系统协作示意图；
[0033]图9为本实用新型进行隧道暗挖衬砌施工方法的步骤I示意图；
[0034]图10为本实用新型进行隧道暗挖衬砌施工方法的步骤2示意图；
[0035]图11为本实用新型进行隧道暗挖衬砌施工方法的步骤3示意图；
[0036]图12为本实用新型进行隧道暗挖衬砌施工方法的步骤4示意图；
[0037]图13为本实用新型进行隧道暗挖衬砌施工方法的步骤5示意图；
[0038]图14为本实用新型进行隧道暗挖衬砌施工方法的步骤6示意图；
[0039]图15为隧道暗挖衬砌施工方法的操作流程示意图。
[0040]1、台车支撑系统，11、支撑框架，12、支撑立杆，13、支撑液压装置，111、台车支撑系统撑杆，112、行走轨轮，113、行走轮支架；
[0041 ] 2、台车穿行支架系统，21、穿行支架框架，211、支架横向连接锁扣，212、支架横撑，22、穿行支架液压装置，23、穿行支架立杆，24、支撑端头靴；
[0042]3、台车模板系统，31、台车模板系统框架，311、模板水平连接杆，312、侧模板纵梁，313、台车模板系统撑杆，32、模板液压装置，33、横梁，34、模板调节丝杠，35、弦杆；
[0043]4、台车模板系统剪刀撑；
[0044]5、行走轨道；
[0045]6、模板支撑；
[0046]7、平板振动设备；
[0047]8、模板系统，81、中隔壁，82、仰拱；
[0048]9、压力传感器设备，91、高强螺杆，92、钢垫板，93、螺栓，94、杆件，95、含凹槽钢板；
[0049]10、操作室。
【具体实施方式】
[0050]在下文中，将参照附图描述本实用新型的穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车以的实施例。
[0051]在此记载的实施例为本实用新型的特定的【具体实施方式】，用于说明本实用新型的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本实用新型实施方式及本实用新型范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
[0052]本说明书的附图为示意图，辅助说明本实用新型的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本实用新型实施例的各部件的结构，各附图之间并未按照相同的比例绘制。相同的参考标记用于表示相同的部分。
[0053]图1示出本实用新型一种实施例的穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车，其包括:台车支撑系统I，穿行支架系统2及台车模板系统3;
[0054]如图2所示，所述台车支撑系统I包括:
[0055]支撑框架11，所述支撑系统框架用于安装台车支撑系统的其他部件；
[0056]支撑立杆12，所述支撑立杆用于支撑拱顶荷载；
[0057]支撑液压装置13，所述支撑液压装置的下端与所述支撑系统框架固定连接，上端与所述支撑立杆12相连接;支撑液压装置共两排，每排两个，相互之间平行设置;支撑立杆12与支撑液压装置13之间安装有压力传感器系统9。
[0058]如图3所示，所述穿行支架系统2包括:
[0059]穿行支架框架21，所述穿行支架框架用于安装支架的其他部件；
[0060]穿行支架液压装置22，所述支架液压装置下端与所述穿行支架框架21固定连接；支架液压装置的数量为六个，三排布置，每排两个，相互对称设置。
[0061]穿行支架立杆23，所述支架立杆与所述支架液压装置固定连接；穿行支架液压装置22与穿行支架立杆之间安装有压力传感器系统9。
[0062]支撑端头靴24，所述支撑端头靴与所述穿行支架立杆23连接，可根据情况调整角度。
[0063]所述台车支撑系统I和台车模板系统3在穿行时能够固定连接。在本实用新型上述实施例的穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车中，如图7所示，所述穿行支架框架21包括支架横向连接锁扣211，通过螺栓，所述支架横向连接锁扣与所述台车支撑系统和所述台车模板系统穿行作业时固定连接，形成整体结构;支架横撑212连接;所述穿行支架框架21还包括行走轨轮。
[0064]如图4所示，所述台车模板系统3包括:
[0065]模板系统框架31，所述模板系统框架用于安装台车模板系统的其他部件；
[0066]模板液压装置32，所述模板液压装置的下端与所述模板系统框架固定连接；
[0067]横梁33，所述横梁与所述模板液压装置32固定连接；
[0068]模板调节丝杠34，所述模板调节丝杠的一端与二次衬砌模板铰接，另一端与所述台车模板系统；
[0069]弦杆35，所述弦杆与所述横梁33固定连接，横梁中部弦杆长度最长，由中部向两侧逐渐减小。
[0070]在附图1穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车中示出模板系统剪刀撑4，模板系统剪刀撑用于加固所述加固模板系统框架31。
[0071]在本实用新型上述实施例的穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车中，所述支撑框架11包括相互连接的竖杆和横杆;所述支撑框架还包括台车支撑系统撑杆111，用于加固支撑框架11，行走轨轮112，行走轨轮支架113;如图2所示，所述行走轨轮支架安装在支撑框架11底部;如图1所示，所述行走轨轮下方安装行走轨道5。
[0072]在本实用新型上述实施例的穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车中，所述台车模板框架31包括相互连接的竖杆和横杆，相邻竖杆间由台车模板系统撑杆313连接;模板水平连接杆311用于加固台车模板框架。侧模板纵梁312与台车模板框架连接。所述模板系统框架31还包括行走轨轮，台车模板系统还包括平板振动设备7，所述平板振动设备安装在模板系统内侧，用于对模板振动实现对混凝土振捣。
[0073]在本实用新型上述实施例的穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车中，所述台车支撑系统I，所述穿行支架系统2，所述台车模板系统3均安装有压力传感器，在台车支撑系统I中，所述压力传感器安装在所述支撑立杆12与支撑液压装置13之间。在穿行支架系统2中，所述压力传感器安装在穿行支架立杆23与穿行支架液压装置22之间，如图5所示，压力传感器9通过高强螺栓91与上下钢垫板92连接，上下杆件94分别与上下钢垫板焊接后，用螺栓93连接成整体。上下杆件94可以是立杆和液压装置。
[0074]如图6所示，在台车模板系统3中，模板支撑6与弦杆35端部安装压力传感器，通过高强螺栓连接上部有凹槽的钢垫板95与下部钢垫板，下部杆件与钢垫板焊接。下部杆件可以是模板支撑和弦杆。
[0075]利用本实用新型进行隧道暗挖衬砌施工时，具体包括以下步骤:
[0076]步骤I，如图8所示，隧道8的底板分段浇筑，纵向长度每段不超过30m;
[0077]底板范围内采用“隔二换一”法进行换撑施工，图8中示出相互交叉的中隔壁81和仰拱82;
[0078]步骤2，如图9所示，移动台车支撑系统至第一段临时仰拱底部，通过在临时支撑对应位置处凿孔破除，完成台车支撑杆件的连接，通过液压装置升起支撑并加力，通过压力传感器9监测杆件受力情况；
[0079]步骤3，如图10所示，移动穿行支架系统进入隧道，定位后与台车支撑系统完成连接;通过液压装置升起穿行支架支撑并加力，破除此段全部临时支撑结构，通过操作室10观测各杆件安装的压力传感器9的受力数据变化；
[0080]步骤4，台车支撑系统与穿行支架系统分体，通过观测杆件受力情况，分析合适时机收回台车支撑系统支撑立杆，向前移动至下一工作断面；
[0081 ]步骤5，如图11所示，完成穿行支架断面的防水及钢筋绑扎作业；
[0082]步骤6，如图12所示，台车模板系统移动至第一流水断面，通过定位完成与穿行支架系统连接合体，调整模板并完成衬砌的混凝土浇筑；
[0083]步骤7，如图13所示，待衬砌混凝土浇筑完成后穿行支架系统与台车支撑系统分体，观测杆件受力变化，选择合适时机收回支撑杆件，移动穿行支架，通过定位于台车支撑系统连接合体，进行下一段断面施做；
[0084]步骤8，如图14所示，开启平板振捣设备对混凝土振捣，保证混凝土浇筑质量；当混凝土达到设计强度要求后进行脱膜，二次衬砌浇筑完成；
[0085]如图15所示为数控系统的操作流程，通过对数据采集和显示装置数据的整理分析，若压力数据超过控制值，则提出预警，分析原因并提出相应辅助措施防止施工过程中危险的发生并继续监测，若压力数据低于控制值，则可继续施工作业。
[0086]上述披露的各技术特征并不限于已披露的与其它特征的组合，本领域技术人员还可根据实用新型之目的进行各技术特征之间的其它组合，以实现本实用新型之目的为准。
【主权项】
1.一种穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车，其特征在于，包括:台车支撑系统、台车穿行支架系统以及台车模板系统； 所述台车支撑系统包括: 台车支撑系统框架，所述台车支撑系统框架用于安装台车支撑系统的其他部件;支撑立杆，所述支撑立杆用于支撑拱顶荷载;支撑液压装置，所述支撑液压装置的下端与所述支撑系统框架固定连接，上端与所述支撑立杆相连接； 所述穿行支架系统包括: 穿行支架框架，所述穿行支架框架用于安装穿行支架系统的其他部件；穿行支架液压装置，所述穿行支架系统液压装置的下端与所述穿行支架框架连接;穿行支架立杆，所述穿行支架立杆下端与所述穿行支架液压装置固定连接;支撑端头靴，所述支撑端头靴的下端与所述穿行支架立杆的上端连接，支撑端头靴可调整角度;支架横向连接锁扣，穿行作业时，支架横向连接锁扣通过螺栓将所述台车支撑系统和台车模板系统固定连接形成整体结构； 所述台车模板系统包括: 台车模板框架，所述台车模板框架用于安装台车模板系统的其他部件;模板液压装置，所述模板液压装置下端与所述台车模板框架固定连接;横梁，所述横梁与模板液压装置连接;弦杆，所述弦杆与所述横梁固定连接，横梁中部弦杆长度最长，弦杆长度由中部向两侧逐渐减小;模板调节丝杠，所述模板调节丝杠一端与所述台车模板框架连接，另一端与所述模板系统连接，用于调整模板角度。2.根据权利要求1所述的穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车，其特征在于，所述的台车支撑系统框架由竖杆与横杆相互连接构成，相邻竖杆之间由横向支撑杆连接;所述支撑框架还包括行走轨轮，所述行走轨轮安装在支撑框架底部。3.根据权利要求2所述的穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车，其特征在于，所述支撑液压装置的数量为四个，每排两个，排与排之间平行设置。4.根据权利要求1-3任一项所述的穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车，其特征在于，所述台车支撑系统还包括第一压力传感器，所述第一压力传感器安装在支撑立杆与支撑液压装置之间；第一数据采集和显示装置，所述第一数据采集和显示装置采集第一压力传感器信号并显示实时压力。5.根据权利要求1所述的穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车，其特征在于，在所述的穿行支架系统中，所述穿行支架框架包括相互连接的竖杆和横杆；穿行支架框架还包括行走轨轮，所述行走轨轮安装在所述穿行支架框架底部。6.根据权利要求5所述的穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车，其特征在于，所述穿行支架系统还包括第二压力传感器，所述第二压力传感器安装在穿行支架系统立杆与穿行支架液压装置之间；第二数据采集和显示装置，所述第二数据采集和显示装置采集第二压力传感器信号并显示实时压力;所述穿行支架液压装置分三排布置，每排两个。7.根据权利要求1所述的穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车，其特征在于，在所述的台车模板系统中，所述的台车模板框架包括连接的竖杆和横杆;台车模板框架还包括行走轨轮，所述行走轨轮安装在所述台车模板框架底部。8.根据权利要求7所述的穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车，其特征在于，所述台车模板系统还包括第三压力传感器，所述第三压力传感器安装在模板支撑端部和弦杆端部;第三数据采集和显示装置，所述第三数据采集和显示装置采集第三压力传感器信号并显示实时压力。9.根据权利要求7或8所述的穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车，其特征在于，所述台车模板系统还包括平板振动设备，所述平板振动设备安装在模板系统内侧，用于对模板振动实现对混凝土振捣。
【文档编号】E21D11/10GK205638479SQ201620242902
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月28日
【发明人】刘文亮, 郑巍, 薛炜, 付春青, 郭哲
【申请人】北京住总集团有限责任公司