一种大直径隧道中隔墙安装设备及安装方法与流程

本发明涉及隧道施工设备，尤其是适用于大直径隧道的中隔墙安装施工，具体涉及一种大直径隧道中隔墙安装设备及安装方法，属于隧道施工设备。

背景技术：

1、随着社会的建设和发展，越来越多的地下隧道工程开始投入建设，大直径隧道掘进机应用越来越广泛，隧道的结构组合形式也越来越多。单洞双线的隧道形式是目前的一种主流隧道结构，但在隧道这种相对狭小的空间内，现浇或安装预制中隔墙是施工的一个难点问题。隧道中隔墙作为物理隔离左右隧道空间的结构，是隧道结构的重要组成部分，其安装效率影响整体隧道的施工进度，安装质量也是隧道安全的重要保证。

2、目前，在实际的施工工程中，架设模板现场浇筑中隔墙的方法因施工速度缓慢、质量不高、过多占用隧道空间等问题已较少使用，因此现在多采用在隧道洞内使用设备安装预制好的中隔墙。预制中隔墙一般采用混凝土结构，预制中隔墙利用植筋方式连接。钢筋混凝土的结构使得中隔墙重量较大，根据尺寸的不同，重量不等，通常可达数吨。并且预制中隔墙高度通常较大，竖立后顶部离隧道顶部的距离一般较小。如何质量可靠、安全高效地安装好隧道内的预制中隔墙成为了目前隧道施工过程中普遍面对且急需解决的实际问题。

技术实现思路

1、为解决隧道洞内预制中隔墙安装的难点问题，做到安装精度高，施工安全高效，且不过多占用隧道空间，便于同步施工，本发明提供了一种大直径隧道中隔墙安装设备及安装方法。

2、本发明是通过以下技术方案实现的：

3、一种大直径隧道中隔墙安装设备，包括有主架总成、翻转架台总成、抓取头、抓取转盘和龙门吊；

4、所述主架总成包括车顶、左底梁、中底梁和右底梁，所述左底梁、中底梁和右底梁前后延伸分布，所述左底梁、中底梁和右底梁分别通过多个竖直梁连接在所述车顶的底面；

5、所述翻转架台总成安装在左底梁与中底梁之间并能上下移动，所述抓取头安装在所述翻转架台总成底部并能前后移动和左右移动，所述抓取转盘安装在所述抓取头的右端，所述抓取转盘沿着前后方向竖直面分布，所述抓取转盘能够前后摆动、上下摆动和在前后方向竖直面内转动；

6、所述龙门吊安装在所述车顶的尾部。

7、进一步的，所述的抓取转盘上安装有多个抓取转盘油缸；所述抓取转盘油缸的活塞杆顶端加工有防滑螺纹。

8、进一步的，所述抓取头包括抓取头水平转动电机、抓取头上下旋转电机、抓取转盘旋转电机、抓取头底座和抓取头连接板，所述抓取头底座固定在翻转架台总成的底部，所述抓取头底座上通过旋转轴转动安装有抓取头水平齿轮，所述抓取头水平转动电机通过齿轮与抓取头水平齿轮啮合传动，所述抓取头水平齿轮对应的旋转轴下端固定连接抓取头连接板；

9、所述抓取头连接板的底部通过支架前后对称安装有两个可旋转的抓取头垂直齿轮，两个抓取头垂直齿轮之间共同固定有垂直轴心线的抓取杆，所述的抓取头下方安装有2个抓取头上下旋转电机；所述的2个抓取头上下旋转电机通过齿轮与2个抓取头垂直齿轮啮合，实现抓取转盘的上下转动；所述抓取头上下旋转电机的数量为两个并安装在抓取头连接板的底部，所述抓取头上下旋转电机通过齿轮与抓取头垂直齿轮啮合；

10、所述抓取杆的前端旋转安装有抓取转盘齿轮，所述抓取转盘齿轮的外侧固定所述抓取转盘，所述抓取转盘旋转电机固定在抓取杆前端并通过齿轮啮合抓取转盘齿轮。

11、进一步的，所述翻转架台总成滑动连接在左底梁和中底梁所对应的竖直梁上，竖直梁上设有同步齿条，所述翻转架台总成上设有翻转架台上下电机，所述翻转架台上下电机通过齿轮与相应竖直梁的同步齿条啮合；

12、所述翻转架台总成包括两根左右平行分布的台架横梁，两根台架横梁上滑动连接有两根前后平行分布的台架中间横梁，两根台架横梁相对面安装有同步齿条，所述台架中间横梁上安装有抓取头水平移动电机，所述抓取头水平移动电机通过齿轮与同步齿条啮合以实现台架中间横梁的前后移动；

13、两根台架中间横梁的底部均安装固定有抓取头油缸和导杆，抓取头油缸的活动杆固定连接抓取头，所述抓取头通过滑块滑动连接在所述导杆上。

14、进一步的，还包括绿光3d水平仪、红光3d水平仪和龙门吊激光水平仪，所述的绿光3d水平仪安装在抓取转盘上，所述的红光3d水平仪安装于车顶上，所述的龙门吊激光水平仪安装在龙门吊上。

15、进一步的，所述左底梁、中底梁和右底梁的底部安装有多个滑动滚轮，所述左底梁和右底梁的滑动滚轮均由主架行走电机驱动运行；所述的左底梁和右底梁的底部还安装有多个底梁油缸。

16、进一步的，所述车顶上安装有车顶台架和2个车顶油缸；所述车顶台架上安装有电动葫芦；所述的车顶油缸的活塞杆上安装有电磁吸盘。

17、一种大直径隧道中隔墙安装方法，采用本发明所述的大直径隧道中隔墙安装设备对中隔墙预制件进行安装，包括以下步骤：

18、（1）双头车运输中隔墙预制件至合适位置，龙门吊卸下中隔墙预制件，并吊运到隧道中线位置；

19、（2）整个安装设备通过主架总成运动到抓取工位，翻转架台总成下降到预定高度，抓取头水平移动调整到合适位置后将抓取转盘伸出，将中隔墙预制件固定在抓取转盘上；

20、（3）翻转架台总成提升中隔墙预制件到预定高度；

21、（4）抓取转盘将中隔墙预制件旋转90°；

22、（5）安装设备整体运动到指定预定安装位置之前，并利用红光3d水平仪保证位置精度，使安装设备运动到预定安装位置；

23、（6）利用翻转架台、抓取头和抓取转盘将中隔墙预制件绕 xyz三轴旋转微调，使中隔墙预制件调整到合适位置；

24、（7）通过抓取头和抓取转盘使中隔墙预制件在xy方向上平移微调，并利用绿光3d水平仪保证位置精度；

25、（8）利用翻转架台使中隔墙预制件在z方向下降到预定高度并微调；

26、（9）在中隔墙预制件底部垫钢垫片并固定螺栓；

27、（10）使用电动葫芦吊运顶部安装物料至合适位置；

28、（11）电磁吸盘吸住顶部安装物料，由车顶油缸伸出只合适安装位置并固定，进行后续施工。

29、本发明与现有技术相比所取得的有益效果如下：

30、1、通过翻转架台总成、抓取头、抓取转盘和龙门吊配合，实现中隔墙预制件的移动、翻转和调节位置等工序，最终将中隔墙预制件安装到位，从而实现中隔墙预制件的高效安全准确的安装；

31、2、本发明所述大直径隧道中隔墙安装方法解决预制中隔墙的安装问题，保证安装高效安全，且安装精度高；

32、3、在抓取转盘油缸的活塞杆顶端加工有防滑螺纹，活塞杆伸出后可穿过中隔墙预制件上的防滑螺栓孔，安装防滑螺栓后缩回活塞杆，可将中隔墙预制件固定于抓取转盘上，既牢固又安全，避免损坏中隔墙预制件；

33、4、通过翻转架台上下电机、抓取头水平转动电机、抓取头上下旋转电机、抓取转盘旋转电机、抓取头水平移动电机驱动相应的配合齿轮，使中隔墙预制件绕 xyz三轴旋转微调，使中隔墙预制件调整到合适位置，保证安装操作平稳，且结构紧凑；

34、5、绿光3d水平仪、红光3d水平仪和龙门吊激光水平仪能够大大保证中隔墙预制件的安装精度。