本发明属于一种用于变断面隧道二衬的可移动门式组合模架。
背景技术
二次衬砌（简称二衬）是矿山法隧道工程施工时，在初期支护内侧施作的模筑混凝土或钢筋混凝土衬砌。二次衬砌与初期支护共同组成复合式衬砌；二次衬砌承担由于隧道初期支护可能劣化而作用于二次衬砌上的荷载，或由于软岩蠕变、环境条件变化等引起的附加荷载以及作为安全储备。
针对矿山法隧道二衬拱墙施工，一般采用整体衬砌台车或满堂脚手架，但现有技术均存在缺陷，如整体衬砌台车只适用于围岩较好、线路较长、单一尺寸断面、小半径隧道。而对于变断面尺寸及轮廓变化的隧道，需根据隧道断面尺寸的变化采购多组台车，不但增加了投入的成本，而且各断面交叉作业，材料、设备运输不便。
采用满堂脚手架（即用脚手架支撑满施工隧道，脚手架需从施工隧道地面搭建）虽适用于任意断面、地质条件良好地段的二衬施工，但脚手架搭设拆除工程体量大，不能移动，阻隔设备材料通道，高空作业多，安全隐患大，尤其针对crd工法超大断面隧道，成本区大和工期也不可控制。
因此，当前迫切需解决软弱围岩地层超大断面、变断面尺寸及轮廓、大角度转弯线路矿山法隧道二衬作业空间受限、存在交叉作业、需投入多组台车、断面适应性单一、作业效率低等问题。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种用于变断面隧道二衬的可移动门式组合模架，能够适用于超大断面、变断面尺寸及轮廓、大角度转弯线路的矿山法隧道二衬，具有操作灵活方便、适用性强，省工省力，成本低，施工和经济效率高，节约工期和使用效果好的优点。
为此，本发明由满堂脚手架和行走装置所组成，所述的用于变断面隧道二衬的可移动门式组合模架包括可移动门式台车、满堂脚手架、装配式模板、定型梳型模和小钢模。其中：
可移动门式台车：用于承载和移动满堂脚手架、装配式模板、定型梳型模和小钢模，可移动门式台车由门式架体和行走装置所构成。
门式架体由钢板箱体立柱、钢板箱体横梁、钢板箱体底梁和螺栓拼装而成，数根呈间隔距离分布的钢板箱体立柱对称分布在门式架体两侧，数根钢板箱体横梁的两端分别连接两侧对应的钢板箱体立柱的上端，工字钢梁连接相邻的钢板箱体横梁，两侧的钢板箱体立柱的下端位于两钢板箱体底梁上。
门式台架每侧两端各安装一套竖向液压升降系统，液压升降系统下端的顶出杆位于行走装置的车体上，液压升降系统上端的缸座与对应部的门式架体连接。
门式架体的钢板箱体横梁一侧内轴设有水平滑块，水平滑块的内侧与水平液压件的顶出杆连接，水平滑块的外侧轴接可调丝杆的一端，可调丝杆的另一端连接对应部的装配式模板的上端内侧壁，与可调丝杆下端对应的装配式模板的内侧壁与对应部的门式架体侧端之间呈间隔距离设有数根可调丝杆。
门式架体的另一侧端与门式架体的上端依次设有满堂脚手架、定型梳型模和小钢模。
满堂脚手架：用于支撑定型梳型模和小钢模，满堂脚手架位于门式架体的上端和一侧端，满堂脚手架的一侧端位于门式架体的一侧端及门式架体上端的工字钢梁上，满堂脚手架的另一侧端支撑定型梳型模的一端，定型梳型模的另一端设有小钢模。
装配式模板：位于门式架体的另一侧端，装配式模板的上端内侧壁与对应部的门式架体侧壁之间的距离由水平滑块和水平液压件实现，装配式模板的中部和下端内侧壁与对应部的门式架体侧壁之间的距离由呈间隔距离设置的数根可调丝杆配合水平液压件完成。
定型梳型模：用于承接小钢模，定型梳型模位于满堂脚手架与小钢模之间。
小钢模：用于顶持位于满堂脚手架部的变断面隧道二衬。
所述的可移动门式台车呈门字体形。
所述的行走装置分为动力行走装置和支撑行走装置。动力行走装置位于门式台架的后端下部两侧，支撑行走装置位于门式台架的前端下部两侧，动力行走装置是驱动门式台架和支撑行走装置。所述的动力行走装置由车体、电机、驱动轨轮、行走轨轮、小链轮、大链轮和轴承副所构成。驱动轨轮和行走轨轮分别位于车体下部的后、前部，驱动轨轮和行走轨轮中部的轨轮轴的两端通过两轴承副与车体下部轴接，驱动轨轮的轨轮轴上设有大链轮，位于驱动轨轮上部的车体上固定有电机，小链轮位于电机轴上，电机轴通过小链轮和链条传动大链轮，驱动轨轮和行走轨轮位于轨道上。
所述的各钢板箱体立柱与对应的钢板箱体横梁之间设有加强肋板。所述的位于装配式模板下端的可调丝杆的一端可与地面作为顶点。所述的位于门式架体上的装配式模板与满堂脚手架的位置可依需要互换。所述的门式架体的后端一侧设有爬梯。所述的门式架体的前端两侧设有防撞架。所述的每侧相邻的各钢板箱体立柱之间设有加强槽钢柱，各钢板箱体立柱与钢板箱体底梁之间设有斜向钢柱。
所述的门式架体的上部周边设有操作平台。
上述结构达到了本发明的目的。
本发明能够适用于超大断面、变断面尺寸及轮廓、大角度转弯线路的矿山法隧道二衬，具有操作灵活方便、适用性强，省工省力，成本低，施工和经济效率高，节约工期和使用效果好的优点。
本发明与已有技术相比具有以下优点和积极效果：
（1）采取了行走装置使门式台架整体移动无需消耗大量人力，操作简单。
（2）采取门式台架结构，在保证门式台架整体刚度和稳固性的前提下，使得门式台架轻量化，方便吊装及运输，且门式台架的下部空间形成通道，即便同时投入多组台架也可满足材料运输、车辆通行需求。
（3）门式台架采用螺栓连接，便于在隧道内空间受限情况下快速完成拼装、拆卸。
（4）本发明可根据断面突变设定安装满堂脚手架及小钢模和可通过水平液压件的调整装配式模板调整即可，可最大化减少人工作业工程量，降低了作业中安全风险。
（5）本发明可根据实际需求调整满堂脚手架在门式台架上的分配比例、台架长度，针对变断面隧道轮廓、大角度转弯隧道适用性显著，减少了人力、设备的投入，提高了作业效率。
（6）本发明构思独特、结构简单、紧凑合理、工作性能安全可靠、操作灵活省力，具有适宜施工使用、便于进行推广等优点。
附图说明
图1是本发明的涉及的施工区剖面支撑结构示意图。
图2是本发明的侧面结构示意图。
图3是本发明的结构示意图。
图4是图2的a-a剖面结构示意图。
图5是本发明的动力行走装置的传动结构示意图。
图6是本发明的动力行走装置的结构示意图。
具体实施方式
如图1至图6所示，一种用于变断面隧道二衬的可移动门式组合模架由满堂脚手架20和行走装置36所组成。
如图1至图4所示，所述的用于变断面隧道二衬的可移动门式组合模架包括可移动门式台车、满堂脚手架、装配式模板19、定型梳型模21和小钢模22。其中：
可移动门式台车：用于承载和移动满堂脚手架、装配式模板、定型梳型模和小钢模。可移动门式台车由门式架体35和行走装置36所构成。所述的可移动门式台车呈门字体形。
门式架体35由钢板箱体立柱1、钢板箱体横梁2、钢板箱体底梁4和螺栓拼装而成，钢板箱体立柱、钢板箱体横梁、钢板箱体底梁均为钢板箱体组成的中空结构，其两端设有连接法兰盘，各立柱、横梁和底梁的连接均通过螺栓及连接法兰盘拼装而成，以方便整体拆装。
数根呈间隔距离分布的钢板箱体立柱对称分布在门式架体两侧，数根钢板箱体横梁的两端分别连接两侧对应的钢板箱体立柱的上端，工字钢梁3连接相邻的钢板箱体横梁，工字钢梁的下端位于钢板箱体横梁的上端。两侧的钢板箱体立柱的下端位于两钢板箱体底梁上。工字钢梁的两端下部亦通过螺栓连接相邻的钢板箱体横梁。所述的每侧相邻的各钢板箱体立柱之间设有加强槽钢柱11，各钢板箱体立柱与钢板箱体底梁之间设有斜向钢柱12，以增加各钢板箱体立柱和与对应的钢板箱体底梁之间的强度。
所述的各钢板箱体立柱与对应的钢板箱体横梁之间设有加强肋板15，以增加钢板箱体立柱与对应的钢板箱体横梁之间的强度。加强肋板两端与钢板箱体立柱、钢板箱体横梁之间亦通过螺栓连接。
门式台架每侧两端各安装一套竖向液压升降系统5，液压升降系统下端的顶出杆17位于行走装置的车体6上；即：液压升降系统下端的顶出杆通过位于车体中部的连接轴33与车体轴接。
液压升降系统上端的缸座32与对应部的门式架体连接。当液压升降系统下端的顶出杆从缸座顶出或缩进时，可实现门式台架的整体升降。显然，液压升降系统用于支撑门式台架于行走装置上且实现门式台架的整体升降。
门式架体的钢板箱体横梁一侧内轴设有水平滑块16，水平滑块与对应部的钢板箱体横梁可通过滑道及滑槽轴接，水平滑块的内侧与水平液压件18的顶出杆连接，水平液压件的缸体固定在对应部的钢板箱体横梁上。水平滑块的外侧轴接可调丝杆10的一端，可调丝杆的另一端连接对应部的装配式模板的上端内侧壁。与可调丝杆下端对应的装配式模板的内侧壁与对应部的门式架体侧端之间呈间隔距离设有数根可调丝杆。显然，上述一组的水平滑块及可调丝杆分布结构，可根据装配式模板的宽度设呈间隔距离分布的数组。可调丝杆可通过位于门式架体上的吊耳与门式架体侧连接。
门式架体的另一侧端与门式架体的上端依次设有满堂脚手架、定型梳型模和小钢模。
满堂脚手架20：用于支撑定型梳型模和小钢模，满堂脚手架位于门式架体的上端和一侧端，满堂脚手架的一侧端位于门式架体的一侧端及门式架体上端的工字钢梁上，满堂脚手架的另一侧端支撑定型梳型模的一端，定型梳型模的另一端设有小钢模。
装配式模板19：位于门式架体的另一侧端，装配式模板的上端内侧壁与对应部的门式架体侧壁之间的距离由水平滑块和水平液压件实现，装配式模板的中部和下端内侧壁与对应部的门式架体侧壁之间的距离由呈间隔距离设置的数根可调丝杆配合水平液压件完成。装配式模板的外侧为变断面隧道二衬23。所述的位于装配式模板下端的可调丝杆的一端可与地面作为顶点，以方便顶固装配式模板于变断面隧道二衬上。
所述的位于门式架体上的装配式模板与满堂脚手架的位置可依需要互换。即：装配式模板可依需要位于门式架体上的任意一侧，门式架体上的其余位置可设满堂脚手架。
定型梳型模21：用于承接小钢模，定型梳型模位于满堂脚手架与小钢模之间。
小钢模22：用于顶持位于满堂脚手架部的变断面隧道二衬。
所述的门式架体的后端一侧设有爬梯13，以方便施工人员上下可移动门式台车。所述的门式架体的上部周边设有操作平台14，以方便施工人员站在其上施工。
所述的门式架体的前端两侧设有防撞架24，以防止可移动门式台车与隧道壁碰撞损坏。
如图5和图6所示，所述的行走装置分为动力行走装置和支撑行走装置。动力行走装置位于门式台架的后端下部两侧。支撑行走装置位于门式台架的前端下部两侧。
动力行走装置是驱动门式台架和支撑行走装置。所述的动力行走装置由车体6、电机7、驱动轨轮26、行走轨轮34、小链轮27、大链轮30和轴承副29所构成。驱动轨轮位于车体下端的后部，行走轨轮位于车体下端的前部。驱动轨轮和行走轨轮中部的轨轮轴25的两端通过两轴承副与车体下部轴接。驱动轨轮的轨轮轴上设有大链轮。位于驱动轨轮上部的车体上固定有电机，小链轮位于电机轴上。电机轴通过小链轮和链条28传动大链轮，驱动轨轮和行走轨轮位于轨道8上。轨道下端位于枕木9上。小链轮的齿数与大链轮的齿数比为1∶3～5。为安全，在电机轴和小链轮外设防护罩31。
前端两个支撑行走装置仅起支撑和移动门式架体的作用，前端两个支撑行走装置与后端两个动力行走装置不同的是：不设电机及大、小链轮和链条，其余相同，故不再累述。
使用时，可同时启动后端两个动力行走装置上的电机，使电机正、反转，电机轴通过小链轮和链条传动大链轮带动驱动轨轮移动，使各支撑行走车沿轨道前进和后退，带动门式架体及其上的满堂脚手架、装配式模板、定型梳型模和小钢模移至隧道适合位置作业。而后，启动液压升降系统调整好门式架体的高度。启动水平液压件调整装配式模板的上端内侧壁与对应部的门式架体侧壁之间的距离后，再固定其后的呈间隔距离设置的数根可调丝杆。在门式架体的一侧端及门式架体上端的工字钢梁上设满堂脚手架的一侧端，满堂脚手架的另一侧端支撑定型梳型模的一端，定型梳型模的另一端设有小钢模。在小钢模外侧及装配式模板外侧施工变断面隧道二衬，变断面隧道二衬完工后。启动液压升降系统收缩门式架体的高度，拆除可调丝杆，启动水平液压件收进水平滑块，使小钢模和装配式模板外侧壁脱离施工完成断面隧道二衬。重复前行施工即可。
总之，本发明能够适用于超大断面、变断面尺寸及轮廓、大角度转弯线路的矿山法隧道二衬，具有操作灵活方便、适用性强，省工省力，成本低，施工和经济效率高，节约工期和使用效果好的优点。