一种利用自动分料装置实现隧道衬砌快速连续浇筑的方法与流程

本发明属于隧道衬砌施工技术领域，尤其是一种利用自动分料装置实现隧道衬砌快速连续浇筑的方法。

背景技术：

隧道衬砌是承载地层压力、防止围岩变形、塌落的主体建筑物。浇筑衬砌时需将大量的混凝土注入衬砌模板内部，具体方法是将混凝土输送管的一端与混凝土泵车出料口连接，另一端与衬砌台车的灌注口连接，在混凝土泵车的压力作用下，将混凝土灌入衬砌模板内部。

在现阶段施工时每当浇筑完成一个区域，都需要工人将混凝土输送管连接到下一个灌注口。衬砌台车通常有多个灌注口，每更换一次灌注口，都需要拆卸接头，然后重新连接下一个接头，工人重复劳动量多，而且输送管和接头通常较重，衬砌台车上的作业空间有限，工人操作极为不便，劳动强度高、效率低，完成整个衬砌浇筑过程耗时较长。此外浇筑间歇时间过长将对衬砌浇筑质量产生不利影响。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供了一种利用自动分料装置实现隧道衬砌快速连续浇筑的方法，该方法可以将混凝土连续快速的分配到浇筑区域，具有操作简单、工人劳动强度低、施工效率高之特点，可以缩短时间以确保隧道衬砌浇筑的顺利完成。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种利用自动分料装置实现隧道衬砌快速连续浇筑的方法，在该方法中：隧道围岩是隧道开挖后形成的不稳定结构层，隧道衬砌是由混凝土浇筑而成的永久性建筑层，浇注模板依据隧道拱形而对应配置且其设置有数个灌注口，浇注模板和隧道围岩形成了浇筑隧道衬砌所需要的空腔；所述自动分料装置包含有主管道固定段、接头机构、回转机构、分支管道、主管道旋转段，该方法使用到混凝土泵车、衬砌台车，其特征是：

在所述自动分料装置中：

主管道固定段的下端与混凝土泵车的出料口联接，而其上端通过管卡联接固定在衬砌台车的平台上，之后再通过旋转接头与主管道旋转段联接；

回转机构也联接固定在衬砌台车的平台上，回转机构主要含有转台固定基座、蜗轮蜗杆转台及旋转管路支架，转台固定基座联接固定在衬砌台车的平台上面，蜗轮蜗杆转台与转台固定基座联接，旋转管路支架联接固定在蜗轮蜗杆转台上；

主管道旋转段分别穿过转台固定基座及蜗轮蜗杆转台的中间通孔后联接在旋转管路支架上，通过旋转接头使主管道旋转段的下端与主管道固定段的上端实现旋转联接；

接头机构联接在主管道旋转段的上端，接头机构主要含有电动推杆、滑动套筒、防尘圈、耐磨环、密封圈、圆柱销、连杆、橡胶圈、压板、螺母及喇叭口接头，电动推杆联接在主管道旋转段的外圆上，滑动套筒联接在主管道旋转段上端的外圆上并与电动推杆联接，在滑动套筒的内圈上开设有数个凹槽，在所述凹槽内分别联接有防尘圈、耐磨环及密封圈，橡胶圈联接在滑动套筒的末端，喇叭口接头与分支管道的一侧端口联接，压板联接在喇叭口接头的缩口端，压板的两侧分别联接各连杆，各连杆与压板通过螺母联接，各连杆与滑动套筒通过圆柱销联接；通过接头机构使分支管道的一端与主管道旋转段联接，而其另一端可以形成数个并联出口，每个所述并联出口则对应联接一个灌注口；

需要浇筑隧道衬砌时，先将主管道固定段的下端与混凝土泵车的出料口接通，通过驱动回转机构，将主管道旋转段的上端与分支管道中的喇叭口接头对齐，将接头机构中的滑动套筒向外推出并与喇叭口接头对接压紧，然后使用螺母、圆柱销和连杆将滑动套筒和压板紧固，以确保滑动套筒和喇叭口接头联接可靠；之后启动混凝土泵车，在混凝土泵车的压力作用下，混凝土便可沿着主管道固定段、主管道旋转段、分支管道以及数个灌注口到达对应的待浇筑区；注意：由于每个所述并联出口都唯一对应一个灌注口和其对应的浇筑区域，那么数个所述并联出口可以对应数个灌注口和数个对应浇筑区域，该数个对应浇筑区域就能形成连续接片的局部待浇筑区，就能实现隧道衬砌在所述局部待浇筑区内的快速连续浇筑；

当完成上述所述局部待浇筑区后需停止混凝土泵车工作，将圆柱销和连杆脱开，然后将接头机构缩回原位，之后收回数个所述并联出口后再移动回转机构，再将主管道旋转段对齐到另一待浇筑区并重复上述对接步骤，当数个所述并联出口对应另一待浇筑区的数个灌注口和数个对应浇筑区域时才可启动混凝土泵车，实现隧道衬砌在另一待浇筑区内的快速连续浇筑；

不断重复隧道衬砌在上述另一待浇筑区内的快速连续浇筑过程，即可完成整条隧道所有待浇筑区的隧道衬砌快速连续浇筑。

由于采用如上所述技术方案，本发明产生如下积极效果：

1、本发明实现了在每一待浇筑区内的隧道衬砌快速连续浇筑，数个所述并联出口可以快速分配混凝土浇筑，有利于实现混凝土分层连续浇筑之要求。

2、本发明的自动分料装置具有操作简单、劳动强度低、效率高之特点，相邻待浇筑区内的浇筑间歇时间得到大大缩短，降低了堵管、冷缝的风险，可以确保待浇筑区内隧道衬砌浇筑的快速完成。

3、本发明的自动分料装置具有自动化水平高之特点，有利与提升隧道衬砌施工的机械化水平。

4、本发明也可用于其它施工设备，为混凝土布料提供一种高效、可靠的作业设备和施工方法。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意简图；

图2是本发明自动分料装置中回转机构的结构示意简图；

图3是本发明自动分料装置中接头机构的结构示意简图。

上述图中：1-隧道围岩；2-隧道衬砌；3-浇注模板；4-主管道固定段；5-灌注口；6-平台；7-接头机构；8-回转机构；9-分支管道；10-管卡；11-旋转接头；12-主管道旋转段；13-转台固定基座；14-蜗轮蜗杆转台；15-旋转管道支架；16-电动推杆；17-滑动套筒；18-防尘圈；19-耐磨环；20-密封圈；21-圆柱销；22-连杆；23-橡胶圈；24-压板；25-螺母；26-喇叭口接头。

具体实施方式

下面结合附图1-3对本发明所述技术方案做出进一步解释，未述部分以所述技术方案为准，不另赘述。

图1是本发明的立体结构示意简图，图中管道的数量和布置样式仅是一种示意原理，现场施工所需的具体数量和布置方式由衬砌浇筑具体要求确定。隧道围岩1是隧道开挖后形成的不稳定结构，隧道衬砌2是由混凝土土浇筑而成的永久性建筑。衬砌台车是衬砌施工的专用设备，浇注模板3和隧道围岩1形成了浇筑隧道衬砌2所需要的空腔。浇注模板3表面留有数个灌注口5，用做浇筑混凝土的作业窗口。

本发明的自动分料装置主要包含有主管道固定段4、主管道旋转段12、回转机构8、接头机构7、分支管道9。

主管道固定段4、回转机构8和接头机构7均联接固定在平台6上，分支管道9安装在浇注模板3上并分别与各灌注口5联接。回转机构8可做360°以内的回转运动。接头机构7安装在回转机构8的末端，可沿回转机构8的回转圆周的径向做伸缩运动，能够与任一分支管道9进行对接。分支管道9沿回转机构8的回转圆周均匀分布，可将混凝土方便地输送到指定区域，有利于达到分层连续浇筑的要求。

图2说明了回转机构8的结构原理，主管道固定段4通过管卡10联接固定在平台6的底面上。旋转接头11用于联接主管道旋转段12和主管道固定段4。蜗轮蜗杆转台14是实现回转机构8转动的核心部件，通过转台固定基座13固定在平台6上面。旋转管路支架15与蜗轮蜗杆转台14转动部件联接。主管道旋转段12联接固定在旋转管路支架15上，可随旋转管路支架15同时转动。主管道旋转段12自身和接头机构7的重量由旋转管路支架15承载。

图3说明了接头机构7的结构原理，接头装置7安装在主管道旋转段12的末端。电动推杆16联接固定在主管道旋转段12的外圆上，滑动套筒17联接在主管道旋转段12的内圆上。电动推杆16的推杆和滑动套筒17联接，在电动推杆16的作用下，滑动套筒17在主管道旋转段12内部滑动。滑动套筒17的内圆上有凹槽，在与主管道旋转段12的接触区间安装有防尘圈18、耐磨环19和密封圈20，防止衬砌浇筑过程中混凝土漏浆和外界异物进入滑动表面。为方便管道对接，在接口位置采用了喇叭口接头26。为保证滑动套筒17和喇叭口接头26之间具有良好的密封性能，在滑动套筒17的末端安装有橡胶圈23。喇叭口接头26缩口侧安装有一个压板24，压板24和连杆22之间使用螺母25联接，滑动套筒17与连杆22使用圆柱销21联接。电动推杆16推动滑动套筒17压向喇叭口接头26后，人工拧紧螺母25，即可确保滑动套筒17和喇叭口接头26对接可靠。

通过接头机构7使分支管道9的一端与主管道旋转段4联接，而其另一端可以形成数个并联出口，每个所述并联出口则对应联接一个灌注口5。

通过所述自动分料装置的结构设置，本发明具有自动化水平高之特点，也是实现本发明方法的基本条件，有利与提升隧道衬砌施工的机械化水平。

需要浇筑隧道衬砌时，先将主管道固定段4的下端与混凝土泵车的出料口接通，通过驱动回转机构8，将主管道旋转段12的上端与分支管道9中的喇叭口接头26对齐，将接头机构7中的滑动套筒17向外推出并与喇叭口接头26对接压紧，然后使用螺母25、圆柱销21和连杆22将滑动套筒17和压板24紧固，以确保滑动套筒17和喇叭口接头26联接可靠；之后启动混凝土泵车，在混凝土泵车的压力作用下，混凝土便可沿着主管道固定段4、主管道旋转段12、分支管道9以及数个灌注口5到达对应的待浇筑区；注意：由于每个所述并联出口都唯一对应一个灌注口5和其对应的浇筑区域，那么数个所述并联出口可以对应数个灌注口5和数个对应浇筑区域，该数个对应浇筑区域就能形成连续接片的局部待浇筑区，就能实现隧道衬砌在所述局部待浇筑区内的快速连续浇筑。

当完成上述所述局部待浇筑区后需停止混凝土泵车工作，将圆柱销21和连杆22脱开，然后将接头机构7缩回原位，之后收回数个所述并联出口后再移动回转机构8，再将主管道旋转段12对齐到另一待浇筑区并重复上述对接步骤，当数个所述并联出口对应另一待浇筑区的数个灌注口5和数个对应浇筑区域时才可启动混凝土泵车，实现隧道衬砌在另一待浇筑区内的快速连续浇筑。

不断重复隧道衬砌在上述另一待浇筑区内的快速连续浇筑过程，即可完成整条隧道所有待浇筑区的隧道衬砌快速连续浇筑。

通过上述陈述可以明显看出：本发明实现了在每一待浇筑区内的隧道衬砌快速连续浇筑，数个所述并联出口可以快速分配混凝土浇筑，有利于实现混凝土分层连续浇筑之要求。

以上实例仅用于说明本发明的技术方案，但本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内对本发明的任何修改，等同替代和改进等，均属于本发明请求保护之范围。