隧道衬砌混凝土快速拆除方法与流程

本发明涉及隧道施工方法技术领域，具体涉及一种隧道衬砌混凝土快速拆除的方法。

背景技术：

运营隧道因为多方面原因病害问题时有发生，其中典型情况就是衬砌混凝土的开裂需要及时拆除整治。但由于衬砌混凝土强度较高，给拆除工程带来一定困难。目前常用的手段是采用爆破或机械风镐进行破除，但是效率较低且安全风险极大。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明旨在提供一种能快速拆除既有病害隧道衬砌混凝土的方法，提高施工效率，确保施工安全。

为此，本发明所采用的技术方案为：一种隧道衬砌混凝土快速拆除方法，包括以下步骤：

步骤一，制作自动化环切台车，自动化环切台车包括墙锯机，以及配备有行走机构的台架，所述台架能左右及上下伸缩，在台架上设置有与隧道断面形状匹配的拱形支撑架，沿着拱形支撑架安装有弧形轨道，所述墙锯机安装在弧形轨道上，墙锯机配备有三台马达，分别驱动墙锯机的锯片旋转、锯片进深、锯片沿弧形轨道走行；

步骤二，自动化环切台车呈收缩状态进入既有病害隧道内，就位后自动化环切台车呈展开状态；

步骤三，在墙锯机上安装锯片，启动墙锯机进行深度切割及环向切割，切割深度不得小于隧道衬砌混凝土的厚度；

步骤四，切割完成后，自动化环切台车回复至收缩状态，拆除墙锯机上的锯片；

步骤五：自动化环切台前行，重复步骤二～步骤四，按隧道里程方向每间隔一段距离进行下一位置处的纵向切割，纵向切割间距为2～6米；

步骤六：全部切割完成后，再进行隧道衬砌混凝土的拆除。

作为上述方案的优选，所述台架的左右两侧分别配备有水平千斤顶，用于推动台架左右伸缩；台架底部配备有竖直千斤顶，用于推动台架上下伸缩。通过多个千斤顶，共同实现台架的左右及上下伸缩。

进一步优选为，所述墙锯机采用液压墙锯机，所述墙锯机配备的三台马达均为液压马达，所述水平千斤顶、竖直千斤顶，均为液压千斤顶。

进一步优选为，所述台架采用型钢制作并通过螺栓连接，台架的相邻立柱间设有剪刀撑。采用型钢制作台架并增设剪刀撑，以提高台架的整体强度，螺栓连接方便快捷。

进一步优选为，步骤三中，先在所述墙锯机上安装直径较小的锯片进行深度切割及环向切割，使切割深度小于隧道衬砌混凝土的厚度；再在墙锯机上安装直径较大的锯片进行深度切割及环向切割，使切割深度不得小于隧道衬砌混凝土的厚度。采用大小直径不同的锯片分两次进行切割，能降低锯片损耗程度，延长锯片(特别是大直径锯片)的使用寿命，避免损坏锯片及墙锯机，降低施工成本。

进一步优选为，步骤三中，直径较小的锯片直径为0.8米，切割深度为0.3米；直径较大的锯片直径为1米，切割深度为0.4米；步骤五中，纵向切割间距为3米。

本发明的有益效果：自动化程度高，显著提高了施工效率，并且由于弧形轨道与隧道断面形状匹配，切割深度一致，切割均匀，便于后续进行混凝土的快速拆除；操作简单，相比传统的采用爆破或机械风镐破除的方式，确保了操作人员的安全，避免过多灰尘吸入而影响身体健康；结构简单、设计巧妙，将墙锯机应用到行走台架的弧形轨道上，并结合三台马达分别实现锯片旋转、锯片进深、锯片沿弧形轨道走行，用于实现隧道衬砌混凝土的快速拆除，尚属首创，经济实惠，具有广阔的推广应用前景。

附图说明

图1是自动化环切台车在隧道内展开状态图。

图2是自动化环切台车展开状态的侧视图。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图，对本发明作进一步说明：

一种隧道衬砌混凝土快速拆除方法，包括以下步骤：

步骤一，制作自动化环切台车。

如图1—图2所示，自动化环切台车主要由行走机构1、台架2、墙锯机3、拱形支撑架4、弧形轨道5、水平千斤顶6、竖直千斤顶7组成。

行走机构1配备在台架2下方，用于实现自动化环切台车的自动行走。台架2下方既可以采用有轨台车作为行走机构，也可以采用橡胶轮胎的汽车作为行走机构。台架2能左右及上下伸缩，隧道内使用的台车为满足在隧道内自由行走，通常都能实现左右及上下伸缩，以缩小整体尺寸；行走到位时，再进行伸展、施工。最好是，台架2的左右两侧分别配备有水平千斤顶6，用于推动台架2左右伸缩；台架2底部配备有竖直千斤顶7，用于推动台架2上下伸缩。台架2实现左右及上下伸缩的结构不限于此。

在台架2上设置有与隧道8断面形状匹配的拱形支撑架4，作为弧形轨道5的安装支撑架。沿着拱形支撑架4安装有弧形轨道5，作为墙锯机3的行走轨道。墙锯机3安装在弧形轨道5上，墙锯机3配备有三台马达，分别驱动墙锯机3的锯片旋转、锯片进深、锯片沿弧形轨道5走行。

最好是，墙锯机3采用液压墙锯机，墙锯机3配备的三台马达均为液压马达，水平千斤顶6、竖直千斤顶7，均为液压千斤顶，便于整体液压管路的设计及布置。

为确保台架2的强度，提高安装的方便性，台架2采用型钢制作并通过螺栓连接，台架2的相邻立柱间设有剪刀撑2a。

步骤二，自动化环切台车呈收缩状态进入既有病害隧道内，就位后自动化环切台车呈展开状态。

步骤三，在墙锯机3上安装锯片，启动墙锯机3进行深度切割及环向切割，切割深度不得小于隧道衬砌混凝土的厚度。最好是，先在墙锯机3上安装直径较小的锯片进行深度切割及环向切割，使切割深度小于隧道衬砌混凝土的厚度；再在墙锯机3上安装直径较大的锯片进行深度切割及环向切割，使切割深度不得小于隧道衬砌混凝土的厚度。

优选为，直径较小的锯片直径为0.8米，切割深度为0.3米；直径较大的锯片直径为1米，切割深度为0.4米。

步骤四，切割完成后，自动化环切台车回复至收缩状态，拆除墙锯机3上的锯片。

步骤五：自动化环切台前行，重复步骤二～步骤四，按隧道里程方向每间隔一段距离进行下一位置处的纵向切割，纵向切割间距为2～6米。纵向切割间距优选为3米。

步骤六：全部切割完成后，再进行隧道衬砌混凝土的拆除。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种隧道衬砌混凝土快速拆除方法，包括以下步骤：制作自动化环切台车；自动化环切台车呈收缩状态进入既有病害隧道内，就位后自动化环切台车呈展开状态；在墙锯机上安装锯片，启动墙锯机进行深度切割及环向切割，切割深度不得小于隧道衬砌混凝土的厚度；切割完成后，自动化环切台车回复至收缩状态，拆除墙锯机上的锯片；自动化环切台前行，按隧道里程方向每间隔一段距离进行下一位置处的纵向切割；全部切割完成后，再进行隧道衬砌混凝土的拆除。将墙锯机应用到行走台架的弧形轨道上，并结合三台马达分别实现锯片旋转、锯片进深、锯片沿弧形轨道走行，用于实现隧道衬砌混凝土的快速拆除，尚属首创，具有广阔的推广应用前景。

技术研发人员：张开顺;崔增玉;张玉贵;熊晓辉;赵凡;黄明;刘志国;邹福林
受保护的技术使用者：中铁十一局集团第五工程有限公司;中铁十一局集团有限公司;福州大学
技术研发日：2018.10.30
技术公布日：2019.02.01