一种隧道工程喷膜防水施工装置及施工方法与流程

本发明涉及一种隧道工程喷膜防水施工装置及施工方法。

背景技术：

隧道及地下工程渗漏水是当前地下工程建筑中突出的质量通病。目前，隧道及地下工程复合式衬砌的防水，多采用防水卷材，但常常失败，究其原因，除管理不善外，施工工艺和材料性能也是重要的因素。采用卷材防水有如下缺陷：本身的材质不能和混凝土密贴，难满足堵水的要求，安装时的冲击，背面冲突物等易将防水卷材扎破，导致漏水；要求防水面平顺整齐，如遇壁面混凝土有较大空洞和凹凸的场合，二次衬砌挤压防水卷材受拉伸，易使防水卷材断裂破坏；卷材间的接合部，是防水卷材的薄弱环节，对施工精度要求高，稍有不慎，会导致整个防水系统失效。

技术实现要素：

本发明目的在于针对现有技术所存在的不足而提供一种隧道工程喷膜防水施工装置及施工方法的技术方案，该喷膜防水施工装置，结构简单，可以调节喷膜防水机构的高度，便于控制喷膜防水机构与弧顶或墙面之间的间距，提高喷膜的效率和工作范围，该施工方法步骤简单，可以满足不同大小隧道的喷膜防水施工，喷膜防水材料喷涂均匀，防水效果好。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种隧道工程喷膜防水施工装置，其特征在于：包括箱体、底板、升降机构、储料箱、转动机构和喷膜防水机构，箱体的顶面上设置有端盖，升降机构和储料箱均位于箱体内，升降机构包括第一升降组件、第二升降组件和导向机构，第一升降组件和导向机构通过安装板连接在箱体的底面上，储料箱位于第一升降组件和导向机构的右侧，储料箱的外侧面上设置有进液管，进液管与储料箱连通，储料箱的顶面上设置有接口组件，接口组件上设置有输送泵，转动机构位于端盖的上方，转动机构包括转盘、u形板、伺服电机和框架，伺服电机固定连接在u形板的底面上，转盘位于u形板的上方，转盘的顶面上均匀设置有限位块和通孔，转盘通过连接组件连接伺服电机，u形板通过框架固定连接定位板，定位板位于端盖的上方，喷膜防水机构均匀分布在支撑板的侧面上，支撑板通过主支架和辅助支架连接在转盘的顶面上，主支架和辅助支架之间通过连杆连接，支撑板上设置有管路通道；通过升降机构的设计，可以调节喷膜防水机构的高度，便于控制喷膜防水机构与弧顶或墙面之间的间距，提高喷膜的效率和工作范围，第一升降组件和第二升降组件可以有效增大喷膜防水机构的行程，满足不同高度隧道的喷膜防水施工，导向机构提高了升降机构整体的稳定性和可靠性，储料箱便于存储喷膜防水材料，为喷膜防水机构连续提供原料，接口组件提高了输送管与储料箱连接的稳定性，提高密封性能，使输送泵在工作时防止发生漏气而影响喷膜材料的输送效果，转动机构可以带动喷膜防水机构旋转，增大喷膜防水机构的工作范围，同时可以根据实际施工的要求调整喷膜的方向，增强了膜防水施工装置的实用性和灵活性，支撑板可以根据隧道的长度、宽度和深度安装相应数量的喷膜防水机构，不仅可以提高喷膜防水机构的工作效率，而且可以减轻其重量，提高操作时的灵活性。

进一步，底板位于箱体的下方，底板上设置有两条相互平行的水平导轨，箱体的底面上设置有滑轮，滑轮与水平导轨相匹配，通过水平导轨的设计，可以使喷膜防水施工装置沿着水平方向直线移动，提高喷膜时的均匀程度，防止出现厚薄不均，同时提高了移动时的灵活性。

进一步，第一升降组件包括第一液压缸、第一顶伸板和第一活塞杆，第一液压缸固定连接在安装板的顶面上，第一顶伸板通过第一活塞杆连接在第一液压缸的上方，通过第一液压缸可以带动第一活塞杆上下移动，进而带动第一顶伸板上下移动。

进一步，第二升降组件包括第二液压缸、第二顶伸板和第二活塞杆，第二液压缸固定连接在第一顶伸板的侧面上，第二顶伸板通过第二活塞杆连接在第二液压缸的上方，通过第二液压缸可以带动第二活塞杆上下移动，进而带动第二顶伸板上下移动，增大升降机构的行程。

进一步，导向机构包括竖直导轨、定位块、导杆和升降板，竖直导轨垂直连接在安装板上，升降板位于端盖的上方，升降板的顶面上固定连接定位板，升降板的底面上设置有两个相互平行的导杆，导杆贯穿端盖和第二顶伸板，导杆与端盖之间设置有法兰盘，导杆的底端通过连接套筒固定连接定位块，定位块通过滑块移动连接在竖直导轨上，升降板在第一升降组件和第二升降组件的作用下上下移动，通过将导杆与竖直导轨进行连接，提高了升降板在上下移动过程中的稳定性和可靠性，提高喷膜的精度。

进一步，连接组件包括联轴器、圆盘和限速板，伺服电机通过联轴器连接转盘，联轴器和转盘之间设置有圆盘，圆盘的侧面上安装有限速板，限速板通过支撑块固定连接在u形板上，通过伺服电机可以带动转盘和圆盘旋转，而限速板可以控制转速，提高转动机构的稳定性和可靠性。

进一步，喷膜防水机构包括挡板、弧形转动块、喷膜枪和调节机构，挡板固定连接在支撑板上，弧形转动块转动连接在挡板上，喷膜枪架设在弧形转动块上，调节机构位于喷膜枪的尾端，弧形转动块的两侧对称设置有第一卡块，第一卡块上设置有导轮，导轮与弧形转动块接触，通过调节机构可以带动喷膜枪移动，进而带动弧形转动块旋转，调节喷膜枪的喷射角度和范围，第一卡块通过导轮对弧形转动块进行限位，提高弧形转动块在旋转时的稳定性。

进一步，调节机构包括第二卡块和调节螺杆，调节螺杆贯穿喷膜枪，调节螺杆通过第二卡块连接在挡板上，通过转动调节螺杆即可对喷膜枪的角度进行调整，提高了喷膜的范围和质量。

进一步，管路通道包括汇流管和输送管，汇流管通过分流管连接喷膜防水机构，汇流管通过输送管连接储料箱，输送管与通孔相匹配，通过汇流管和分流管可以将喷膜防水材料输送至各个喷膜防水机构上。

如上述的一种隧道工程喷膜防水施工装置的施工方法，其特征在于包括如下步骤：

1)隧道测量放样

a、首先根据隧道的长度、宽度和深度确定喷膜防水施工的方案，并根据施工要求选择相应的施工设备，做好技术交底工作；

b、然后在距离隧道洞口10m的位置划设设备存放区域和生活区，将施工设备放置在设备存放区域内，并做好安全标识；

c、在进行喷膜防水施工前对所有的施工设备进行检查，确保设备正常运行；

2)隧道墙面及弧顶清理

a、首先对隧道的墙面和弧顶进行清理，并将隧道墙面和弧顶上的模板拉杆钢筋齐根切割干净，然后用高压水枪对隧道墙面和弧顶进行冲洗；

b、待墙面和弧顶风干5～6h后，用砂轮对墙面和弧顶基面漏浆处的表面浮渣进行打磨平整，局部存在蜂窝处用水泥砂浆进行抹平处理，并将墙面根部的垃圾进行清理，空出墙面根部喷膜作业空间；

c、接着在隧道的两侧弧顶和墙面用混凝土进行加固处理；

3)排水层施工

a、根据图纸的设计要求，首先在隧道两侧弧顶的正中心处均通过钻机钻取深度为10～15cm的通水孔，然后在弧顶上沿着两个通孔的连线钻取主通水槽，使主通水槽的深度与通水孔的深度相匹配，然后沿着隧道的弧顶，以主通水槽为基准线，向弧顶的外侧对称钻取辅助通水槽，使每条辅助通水槽均与主通水槽平行；

b、接着在隧道两侧墙面的外侧沿着墙面用钻机钻取深度与主通水槽相匹配的主排水槽，使主排水槽与主通水槽连通，主排水槽的出水端与下水管网连通，然后沿着墙面和弧顶从左往右依次钻取辅助排水槽，使每条辅助排水槽均匀主通水槽和辅助通水槽垂直连通；

c、待主通水槽、辅助通水槽、主排水槽和辅助排水槽都施工结束后，用截面呈半圆弧形的pvc塑料管卡入主通水槽、辅助通水槽、主排水槽和辅助排水槽，并做好密封处理；

d、最后沿着隧道的弧顶和墙面用混凝土进行浇筑，浇筑的厚度为5～10cm；

4)喷膜施工

a、首先沿着隧道搭设脚手架，脚手架的高度为墙面和弧顶总高度的1/3，并进行加固处理，待隧道底部的脚手架搭设完毕后，在脚手架上安装带有水平导轨的底板；

b、然后在将喷膜防水机构均匀安装在支撑板上，并将支撑板通过主支架和辅助支架安装在转盘的限位块上，用连杆将主支架和辅助支架进行固定连接，同时将支撑板上的汇流管通过分流管与相应的喷膜防水机构进行连接，接着将带有伺服电机的转盘固定在框架和定位板上，将定位板与升降板进行固定连接，升降板通过第一升降组件和第二升降组件连接在箱体上，最后从汇流管上引出输送管，将输送管与箱体内的储料箱进行连接；

c、待整个喷膜装置安装结束后，通过吊装机将箱体吊运至水平导轨的上方，使箱体底面上的滑轮卡入水平导轨上，并将箱体侧面上的进液管与外部搅拌箱连接，使喷膜防水材料输入储料箱内；

d、最后启动接口组件上的输送泵，使喷膜防水材料经输送管输入汇流管，经分流管运送至各个喷膜防水机构上，在匀速喷膜的同时，使箱体沿着水平导轨匀速移动，实现对隧道弧顶和墙面的喷膜，在箱体水平移动的同时，启动伺服电机带动转盘旋转，实现支撑板的旋转，调节喷膜防水机构的工总范围；

5)喷膜防水修补

当隧道的弧顶和墙面整体施工完毕后，对弧顶和墙面进行检查，同时对局部喷膜防水进行修补。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

1、通过升降机构的设计，可以调节喷膜防水机构的高度，便于控制喷膜防水机构与弧顶或墙面之间的间距，提高喷膜的效率和工作范围，第一升降组件和第二升降组件可以有效增大喷膜防水机构的行程，满足不同高度隧道的喷膜防水施工，导向机构提高了升降机构整体的稳定性和可靠性；

2、储料箱便于存储喷膜防水材料，为喷膜防水机构连续提供原料，接口组件提高了输送管与储料箱连接的稳定性，提高密封性能，使输送泵在工作时防止发生漏气而影响喷膜材料的输送效果；

3、转动机构可以带动喷膜防水机构旋转，增大喷膜防水机构的工作范围，同时可以根据实际施工的要求调整喷膜的方向，增强了膜防水施工装置的实用性和灵活性；

4、支撑板可以根据隧道的长度、宽度和深度安装相应数量的喷膜防水机构，不仅可以提高喷膜防水机构的工作效率，而且可以减轻其重量，提高操作时的灵活性；

5、本发明的施工方法步骤简单，可以满足不同大小隧道的喷膜防水施工，喷膜防水材料喷涂均匀，防水效果好。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明一种隧道工程喷膜防水施工装置及施工方法中喷膜防水施工装置的结构示意图；

图2为本发明中箱体的内部结构示意图；

图3为本发明中转动机构的内部结构示意图；

图4为本发明中喷膜防水机构的结构示意图。

图中：1-箱体；2-端盖；3-转盘；4-定位板；5-框架；6-支撑板；7-喷膜防水机构；8-汇流管；9-分流管；10-主支架；11-限位块；12-辅助支架；13-连杆；14-输送管；15-进液管；16-底板；17-水平导轨；18-滑轮；19-储料箱；20-接口组件；21-输送泵；22-升降板；23-安装板；24-第一液压缸；25-第一顶伸板；26-第一活塞杆；27-第二液压缸；28-第二顶伸板；29-第二活塞杆；30-导杆；31-法兰盘；32-竖直导轨；33-滑块；34-定位块；35-连接套筒；36-伺服电机；37-u形板；38-支撑块；39-联轴器；40-圆盘；41-限速板；42-通孔；43-挡板；44-弧形转动块；45-喷膜枪；46-第一卡块；47-导轮；48-第二卡块；49-调节螺杆49。

具体实施方式

如图1至图4所示，为本发明一种隧道工程喷膜防水施工装置，包括箱体1、底板16、升降机构、储料箱19、转动机构和喷膜防水机构7，箱体1的顶面上设置有端盖2，底板16位于箱体1的下方，底板16上设置有两条相互平行的水平导轨17，箱体1的底面上设置有滑轮18，滑轮18与水平导轨7相匹配，通过水平导轨17的设计，可以使喷膜防水施工装置沿着水平方向直线移动，提高喷膜时的均匀程度，防止出现厚薄不均，同时提高了移动时的灵活性。

升降机构和储料箱19均位于箱体1内，升降机构包括第一升降组件、第二升降组件和导向机构，第一升降组件和导向机构通过安装板23连接在箱体1的底面上，第一升降组件包括第一液压缸24、第一顶伸板25和第一活塞杆26，第一液压缸24固定连接在安装板23的顶面上，第一顶伸板25通过第一活塞杆26连接在第一液压缸24的上方，通过第一液压缸24可以带动第一活塞杆26上下移动，进而带动第一顶伸板25上下移动，第二升降组件包括第二液压缸27、第二顶伸板28和第二活塞杆29，第二液压缸27固定连接在第一顶伸板25的侧面上，第二顶伸板28通过第二活塞杆29连接在第二液压缸27的上方，通过第二液压缸27可以带动第二活塞杆29上下移动，进而带动第二顶伸板28上下移动，增大升降机构的行程，导向机构包括竖直导轨32、定位块34、导杆30和升降板22，竖直导轨32垂直连接在安装板23上，升降板22位于端盖2的上方，升降板22的顶面上固定连接定位板4，升降板22的底面上设置有两个相互平行的导杆30，导杆30贯穿端盖2和第二顶伸板28，导杆30与端盖2之间设置有法兰盘31，导杆30的底端通过连接套筒35固定连接定位块34，定位块34通过滑块33移动连接在竖直导轨32上，升降板22在第一升降组件和第二升降组件的作用下上下移动，通过将导杆30与竖直导轨32进行连接，提高了升降板22在上下移动过程中的稳定性和可靠性，提高喷膜的精度，储料箱19位于第一升降组件和导向机构的右侧，储料箱19的外侧面上设置有进液管15，进液管15与储料箱19连通，储料箱19的顶面上设置有接口组件20，接口组件20上设置有输送泵21。

转动机构位于端盖2的上方，转动机构包括转盘3、u形板37、伺服电机36和框架5，伺服电机36固定连接在u形板37的底面上，转盘3位于u形板37的上方，转盘3的顶面上均匀设置有限位块11和通孔42，转盘3通过连接组件连接伺服电机36，连接组件包括联轴器39、圆盘40和限速板41，伺服电机36通过联轴器39连接转盘3，联轴器39和转盘3之间设置有圆盘40，圆盘40的侧面上安装有限速板41，限速板41通过支撑块38固定连接在u形板37上，通过伺服电机36可以带动转盘3和圆盘40旋转，而限速板41可以控制转速，提高转动机构的稳定性和可靠性，u形板37通过框架5固定连接定位板4，定位板4位于端盖2的上方。

喷膜防水机构7均匀分布在支撑板6的侧面上，喷膜防水机构7包括挡板43、弧形转动块44、喷膜枪45和调节机构，挡板43固定连接在支撑板6上，弧形转动块44转动连接在挡板43上，喷膜枪45架设在弧形转动块44上，调节机构位于喷膜枪45的尾端，弧形转动块44的两侧对称设置有第一卡块46，第一卡块46上设置有导轮47，导轮47与弧形转动块44接触，通过调节机构可以带动喷膜枪45移动，进而带动弧形转动块44旋转，调节喷膜枪45的喷射角度和范围，第一卡块46通过导轮47对弧形转动块44进行限位，提高弧形转动块44在旋转时的稳定性，调节机构包括第二卡块48和调节螺杆49，调节螺杆49贯穿喷膜枪45，调节螺杆49通过第二卡块48连接在挡板43上，通过转动调节螺杆49即可对喷膜枪45的角度进行调整，提高了喷膜的范围和质量。

支撑板6通过主支架10和辅助支架12连接在转盘3的顶面上，主支架10和辅助支架12之间通过连杆13连接，支撑板6上设置有管路通道，管路通道包括汇流管8和输送管14，汇流管8通过分流管9连接喷膜防水机构7，汇流管8通过输送管14连接储料箱19，输送管14与通孔42相匹配，通过汇流管8和分流管9可以将喷膜防水材料输送至各个喷膜防水机构7上；通过升降机构的设计，可以调节喷膜防水机构7的高度，便于控制喷膜防水机构7与弧顶或墙面之间的间距，提高喷膜的效率和工作范围，第一升降组件和第二升降组件可以有效增大喷膜防水机构7的行程，满足不同高度隧道的喷膜防水施工，导向机构提高了升降机构整体的稳定性和可靠性，储料箱19便于存储喷膜防水材料，为喷膜防水机构7连续提供原料，接口组件20提高了输送管14与储料箱19连接的稳定性，提高密封性能，使输送泵21在工作时防止发生漏气而影响喷膜材料的输送效果，转动机构可以带动喷膜防水机构7旋转，增大喷膜防水机构7的工作范围，同时可以根据实际施工的要求调整喷膜的方向，增强了膜防水施工装置的实用性和灵活性，支撑板6可以根据隧道的长度、宽度和深度安装相应数量的喷膜防水机构7，不仅可以提高喷膜防水机构7的工作效率，而且可以减轻其重量，提高操作时的灵活性。

如上述的一种隧道工程喷膜防水施工装置的施工方法，包括如下步骤：

1)隧道测量放样

a、首先根据隧道的长度、宽度和深度确定喷膜防水施工的方案，并根据施工要求选择相应的施工设备，做好技术交底工作；

b、然后在距离隧道洞口10m的位置划设设备存放区域和生活区，将施工设备放置在设备存放区域内，并做好安全标识；

c、在进行喷膜防水施工前对所有的施工设备进行检查，确保设备正常运行；

2)隧道墙面及弧顶清理

a、首先对隧道的墙面和弧顶进行清理，并将隧道墙面和弧顶上的模板拉杆钢筋齐根切割干净，然后用高压水枪对隧道墙面和弧顶进行冲洗；

b、待墙面和弧顶风干5～6h后，用砂轮对墙面和弧顶基面漏浆处的表面浮渣进行打磨平整，局部存在蜂窝处用水泥砂浆进行抹平处理，并将墙面根部的垃圾进行清理，空出墙面根部喷膜作业空间；

c、接着在隧道的两侧弧顶和墙面用混凝土进行加固处理；

3)排水层施工

a、根据图纸的设计要求，首先在隧道两侧弧顶的正中心处均通过钻机钻取深度为10～15cm的通水孔，然后在弧顶上沿着两个通孔42的连线钻取主通水槽，使主通水槽的深度与通水孔的深度相匹配，然后沿着隧道的弧顶，以主通水槽为基准线，向弧顶的外侧对称钻取辅助通水槽，使每条辅助通水槽均与主通水槽平行；

b、接着在隧道两侧墙面的外侧沿着墙面用钻机钻取深度与主通水槽相匹配的主排水槽，使主排水槽与主通水槽连通，主排水槽的出水端与下水管网连通，然后沿着墙面和弧顶从左往右依次钻取辅助排水槽，使每条辅助排水槽均匀主通水槽和辅助通水槽垂直连通；

c、待主通水槽、辅助通水槽、主排水槽和辅助排水槽都施工结束后，用截面呈半圆弧形的pvc塑料管卡入主通水槽、辅助通水槽、主排水槽和辅助排水槽，并做好密封处理；

d、最后沿着隧道的弧顶和墙面用混凝土进行浇筑，浇筑的厚度为5～10cm；

4)喷膜施工

a、首先沿着隧道搭设脚手架，脚手架的高度为墙面和弧顶总高度的1/3，并进行加固处理，待隧道底部的脚手架搭设完毕后，在脚手架上安装带有水平导轨17的底板16；

b、然后在将喷膜防水机构7均匀安装在支撑板6上，并将支撑板6通过主支架10和辅助支架12安装在转盘3的限位块11上，用连杆13将主支架10和辅助支架12进行固定连接，同时将支撑板6上的汇流管8通过分流管9与相应的喷膜防水机构7进行连接，接着将带有伺服电机36的转盘3固定在框架5和定位板4上，将定位板4与升降板22进行固定连接，升降板22通过第一升降组件和第二升降组件连接在箱体1上，最后从汇流管8上引出输送管14，将输送管14与箱体1内的储料箱19进行连接；

c、待整个喷膜装置安装结束后，通过吊装机将箱体1吊运至水平导轨17的上方，使箱体1底面上的滑轮18卡入水平导轨17上，并将箱体1侧面上的进液管15与外部搅拌箱连接，使喷膜防水材料输入储料箱内；

d、最后启动接口组件20上的输送泵21，使喷膜防水材料经输送管14输入汇流管8，经分流管9运送至各个喷膜防水机构7上，在匀速喷膜的同时，使箱体1沿着水平导轨17匀速移动，实现对隧道弧顶和墙面的喷膜，在箱体1水平移动的同时，启动伺服电机3636带动转盘3旋转，实现支撑板6的旋转，调节喷膜防水机构7的工总范围；

5)喷膜防水修补

当隧道的弧顶和墙面整体施工完毕后，对弧顶和墙面进行检查，同时对局部喷膜防水进行修补。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。