一种穿行式管廊衬砌系统的制作方法

技术领域：

本发明涉及市政工程施工设备技术领域，特别涉及城市地下综合管廊衬砌施工设备技术领域，具体为一种穿行式管廊衬砌系统。

背景技术：
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城市地下综合管廊(以下简称管廊)，就是在城市地下建造一个隧道空间，将电力、通信、燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体，设有专门的检修口、吊装口和监测系统，实施统一规划、统一设计、统一建设和管理，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。

管廊的混凝土衬砌施工，因其形状为方形平顶结构，所以在混凝土浇筑后必须等待顶板混凝土强度达到75％左右以后方可脱开模板，即大概需要7天左右，如果在冬季气温较低的时节，需要的时间会更长，所以在衬砌时对施工效率和成本有很大的影响。

目前，绝大部分管廊混凝土衬砌施工采用的是传统方式进行，管廊混凝土衬砌施工传统的方式主要包括木模/简易钢模+脚手架支撑方式和单个二衬台车的形式。木模/简易钢模+脚手架支撑的衬砌方式，存在混凝土衬砌精度和施工质量差、工作人员劳动强度大、人工成本高、施工效率低等问题，现场随时需要配备大吨位吊车；如采用单个二衬台车的衬砌方案，衬砌等强周期长、施工效率低、设备投入成本高。

因此亟需采用自成支撑体系的模板进行衬砌，并配合一组设备，对模板的立模、脱模及转运进行辅助，同时节省人力及人工，提高工作效率。

技术实现要素：
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针对现有技术的不足，本发明提供了一种穿行式管廊衬砌系统，其不仅能够提高混凝土的衬砌质量，而且能够解决等强等待时间长、施工周期长、效率低的问题，降低整体施工成本。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

本发明提供一种穿行式管廊衬砌系统，该衬砌系统包括模板系统、拖行转运系统、顶部行车系统。模板系统包括仓内模板和仓外模板，仓内模板沿管廊长度方向设置，共有至少2套或者3套，采用三套时，分为模板一、模板二和模板三，模板三为刚完成衬砌状态，模板二为等强状态，模板一为等待脱模状态；每个仓每套仓内模板分别由顶模、上边模、下边模组成，管廊两侧的仓外模板和与之对应的管廊两边墙的上边模、下边模固定连接，邻仓对应的上边模之间、下边模之间固定连接，每个仓内的顶模的两端分别与其左右两侧的上边模通过销轴铰接，顶模两端分别与对应的上边模通过液压丝杆固定定位，上边模和下边模通过销轴铰接，下边模通过撑地丝杆固定定位在管廊的底板上，管廊两侧的仓外模板的上部之间固定定位。所述的拖行转运系统包括驱动行走机构、平移机构、升降机构、收放模板机构、对位报警机构、中部钢轨转运机构，驱动行走机构设置在平移机构下部；平移机构包括平移梁和平移油缸，平移梁包括上平移梁、下平移梁两层，平移梁前后各一组；升降机构设置在平移机构上，包括举升油缸、导向座和导向套，导向座上设置有导向套，举升油缸设置在导向套内；收放模板机构设置在导向套上端，包括边模油缸和主梁；主梁的端头配装有对位报警装置；中部钢轨转运机构设置在平移机构上。所述的顶部行车系统有驱动行走系统、龙门架、行车葫芦、拉索、葫芦行走主梁、轨道支撑系统，管廊顶部沿管廊延伸方向平行铺设两根轨道，轨道设置在轨道支撑系统上，驱动行走系统设置在管廊顶部，驱动行走系统的行走轮设置在轨道上，龙门架设置在驱动行走系统上，龙门架上设置有一根葫芦行走主梁，拉索连接龙门架和葫芦行走主梁，葫芦行走主梁两端各设置一个行车葫芦。

所述模板系统施工长度根据实际的工况进行定制，主要取决于施工缝的划分，每一段模板又可根据转弯等因素分为若干小段，若干小段可取1～10米长度。

所述的上边模为“l”型模板，顶模为承插式可拆卸模板，下边模、仓外模板为平面模板，仓外模板与上边模“l”型的长边、下边模竖直平行设置。

所述的管廊两侧的仓外模板的上部之间通过对拉螺纹钢固定定位,对拉螺纹钢与顶模平行设置、并位于顶模的上方，对拉螺纹钢为多个，且沿管廊延伸方向均匀间隔并列排布。

所述的管廊两侧的仓外模板与管廊两边墙的上边模、下边模通过对拉杆进行固定连接，邻仓对应的上边模之间、下边模之间通过对拉杆进行固定连接，所述的对拉杆为多个，均匀间隔、并列、对称排布。

所述的驱动行走机构包括底梁、电机减速机、链轮、链条以及行走轮，行走轮前后左右对称设有4个，驱动行走机构由线控或遥控手柄控制。

所述的升降机构前后左右对称设置有4套，举升油缸对称设置有4支。

所述的收放模板机构对称设置在两个沿管廊横向方向布置的导向套的外侧或内侧。

所述的收放模板机构前后左右各对称设置1套，共4套；所述的边模油缸前后左右各对称设置1件，共4件。

所述的中部钢轨转运机构包括电机减速机、链轮、链条、行走轮，行走轮前后左右对称设有4个。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、采用本发明能够解决等强等待时间长、施工周期长、效率低的问题。

2、采用本发明能够提高混凝土的衬砌质量(尺寸、精度、外观、质量)。

3、采用本发明能够解决工作人员劳动强度大，人工成本高的问题。

4、采用本发明不需要随时配备大吨位吊车等机械设备。

5、采用本发明能够降低整体施工成本。

6、本发明的模板运输施工方便且模板周转次数多。

附图说明：

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明模板系统立模状态图；

图3为本发明拖行转运系统的结构主视图；

图4为本发明拖行转运系统的结构侧视图；

图5为本发明顶部行车系统使用状态图；

图6为本发明顶部行车系统的结构侧视图；

图7为本发明仓内模板通过拖行转运系统辅助脱模的脱模状态图；

图8为本发明脱模后的仓内模板通过拖行转运系统穿过正在等强的模板进入下一衬砌环节的穿行状态图。

图中附图标记：

1-仓外模板、2-顶模、3-上边模、4-下边模、5-液压丝杆、6-对拉螺纹钢、7-对拉杆、8-驱动行走机构、9-平移机构、10-升降机构、11-收放模板机构、12-对位报警机构、13-中部钢轨转运机构、14-驱动行走系统、15-龙门架、16-行车葫芦、17-拉索、18-葫芦行走主梁、19-轨道支撑系统、20-撑地丝杆。

9.1-上平移梁、9.2-下平移梁、9.3-平移油缸。

10.1-举升油缸、10.2-导向座、10.3-导向套。

11.1-边模油缸、11.2-主梁。

具体实施方式：

下面将结合本发明实施例中的附图，对技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参见图1-图8，本发明提供一种穿行式管廊衬砌系统，该衬砌系统主要包括模板系统、拖行转运系统、顶部行车系统。所述的模板系统施工长度可根据实际的工况进行定制，主要取决于施工缝的划分，每一段模板又可根据转弯等因素分为若干小段，若干小段可取1～10米长度。模板系统包括仓内模板和仓外模板1，本实施例的管廊分为3个仓，每个仓内的仓内模板沿管廊长度方向设置，共有至少2套或者是3套，本实施例为3套，为模板一、模板二和模板三，模板按序依次进入施工现场，按衬砌前进方向来看，模板三在最前方，为刚完成衬砌状态，模板二在中间，为等强状态，模板一在最后方，为等待脱模状态。每套仓内模板由顶模2、上边模3、下边模4组成，上边模3为“l”型模板，顶模2为承插式可拆卸模板，下边模4、仓外模板1为平面模板，仓外模板1与上边模3“l”型的长边、下边模4竖直平行设置。管廊两侧的仓外模板1与管廊两边墙的上边模3、下边模4通过对拉杆7进行固定连接，邻仓对应的上边模3之间、下边模之间4通过对拉杆7进行固定连接，每个仓内的顶模2的两端分别与其左右两侧的上边模3通过销轴铰接，顶模2两端分别与对应的上边模3通过液压丝杆5固定定位，上边模3的下端和下边模4的上端通过销轴铰接，下边模4通过撑地丝杆20固定定位在管廊的底板上，管廊两侧的仓外模板1的上部之间通过对拉螺纹钢6固定定位，对拉螺纹钢6与顶模2平行设置、并位于顶模2的上方，对拉螺纹钢6为多个，且沿管廊延伸方向均匀、间隔、并列排布。液压丝杆5、撑地丝杆20为多个，且沿管廊延伸方向均匀间隔、并列、对称排布。所述的对拉杆7为多个，均匀间隔、并列、对称排布。

所述的拖行转运系统包括驱动行走机构8、平移机构9、升降机构10、收放模板机构11、对位报警机构12、中部钢轨转运机构13。在管廊底板上沿管廊延伸方向铺设两根平行的轨道，驱动行走机构8设置在平移机构9下部、置于已铺设好的轨道上，驱动行走机构8包括底梁、固定安装在底梁上的驱动行走装置，驱动行走装置包括与电机连接的减速机、安装在减速器上的主链轮、安装在行走轮轴上的从动链轮、安装在主链轮和从动链轮上的链条以及行走轮，行走轮支撑在轨道上，驱动行走机构8通过电机减速机、链轮、链条驱动行走，可实现前进、后退，可由线控或遥控手柄控制。驱动行走装置前后左右对称设置有4套，4套同步动作，以防止该拖行转运系统整体扭曲。平移机构9设置在驱动行走机构8的底梁上，平移机构9包括平移梁、平移油缸9.3，平移梁包括上平移梁9.1、下平移梁9.2两层，前后各一组，可通过平移油缸9.3驱动上平移梁9.1在管廊横向方向沿下平移梁9.2左右移动。升降机构10设置在平移机构9的上平移梁9.1上，前后左右对称设置有4套，每套升降机构10包括举升油缸10.1、导向座10.2和导向套10.3，导向座10.2固定设置在平移机构9的上平移梁9.1上，导向座10.2上设置有导向套10.3，举升油缸10.1设置在导向套10.1内，沿导向套10.1上下滑动，模板的上升和下降通过举升油缸10.1实现，该拖行转运系统共对称设置4支举升油缸10.1，采用导向座10.2和导向套10.3进行导向，以防止倾斜。收放模板机构11设置为4套，收放模板机构11设置在对应的导向套10.3上端，根据管廊仓内横向宽度确定设置位置，根据实际情况可对称设置在两个沿管廊横向方向布置的导向套10.3的外侧或内侧。收放模板机构11包括斜挂的边模油缸11.1和主梁11.2，主梁11.2固定在导向套10.3上端，斜挂的边模油缸11.1一端铰接在主梁11.2上、另一端伸出端设置在导向套10.3上端上，斜挂的边模油缸11.1可实现对模板的回收和支撑，前后左右各对称设置1件，共4件。在收放模板机构11上的主梁11.2的端头配装有对位报警装置12，以防止对位模板时误操作造成管廊顶部成型混凝土受损，当对位完成以后会自动断开。中部钢轨转运机构13设置在平移机构9的上平移梁9.1上沿管廊延伸方向铺设的两根平行钢轨上，实现将后方的轨道向前转移，中部钢轨转运机构13包括电机减速机、链轮、链条、行走轮，行走轮前后左右对称设有4个。

在管廊中部设置该拖行转运系统，可穿过转运模板的系统本身，实现转运模板，同时将后方的轨道向前转移，该拖行转运系统可采用驱动行走机构8的电机减速机驱动或者人力驱动。

所述的顶部行车系统主要有驱动行走系统14、龙门架15、行车葫芦16、拉索17、葫芦行走主梁18、轨道支撑系统19组成，管廊顶部沿管廊延伸方向平行设置有两根轨道支撑系统19，两根轨道支撑系统19上平行铺设两根轨道，驱动行走系统14设置在管廊顶部，驱动行走系统14的行走轮设置在轨道上，龙门架15设置在驱动行走系统14上，龙门架15上设置有一根葫芦行走主梁18，拉索17连接龙门架15和葫芦行走主梁18，葫芦行走主梁18两端各设置一个行车葫芦16，可实现边墙模板的起吊和转运工作，在该顶部行车系统就位以后还可实现顶部钢筋的起吊作业。

该穿行式管廊衬砌系统的工作过程是：

使用该穿行式管廊衬砌系统时，在开挖好的管廊内沿各仓延伸方向各铺设两条平行的轨道，各仓各采用一台拖行转运系统，拖行转运系统设置在对应的轨道上，本实施例为三个仓，该穿行式管廊衬砌系统的模板系统由拖行转运系统转运到位后，仓内模板的顶模2、上边模3、下边模4通过液压丝杆5、撑地丝杆20辅助系统完成定位，液压丝杆5、撑地丝杆20支撑到位，锁紧液压丝杆5、撑地丝杆20进行定位，管廊两边墙的仓内模板的上边模3、下边模4与对应的管廊两侧的仓外模板1通过对拉杆7固定定位，管廊两侧的仓外模板1通过对拉螺纹钢6固定定位，完成此立模操作后，拖行转运系统即可与模板系统相脱离，然后再进行衬砌工序，直至衬砌施工结束后，达到拆模条件时，通过拖行转运系统辅助脱模，拖行转运系统的边模油缸11.1与对应的仓内模板的上边模3对位，对位完成后，上边模3通过销轴与对应的边模油缸11.1铰接连接，松开对应的对拉杆7和液压丝杆5、撑地丝杆20，启动边模油缸11.1进行模板收回，与上边模3铰接的下边模4向内折叠收放在该拖行转运系统内，模板回收到位以后，降低举升油缸10.1，将整个模板下降，达到可穿行高度以后，向前转运，脱模后的模板通过拖行转运系统穿过正在等强的模板进入下一衬砌环节。本实施例中，按衬砌前进方向，模板系统分为模板一、模板二和模板三，脱模后的模板一通过拖行转运系统可直接向前穿过正在等强的模板二和刚衬砌完成的模板三，进入最前方的衬砌现场，依次类推，实现连续浇筑。在转运过程中，通过平移油缸9.3驱动平移梁平移等操作通过弯道等特殊情况，中部钢轨转运机构13实现轨道向前转移。同时，该穿行式管廊衬砌系统的顶部行车系统通过驱动进入该最前方待衬砌现场，实现边墙模板的起吊和转运工作，在该穿行式管廊衬砌系统就位以后还可实现顶部钢筋的起吊作业。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。