小断面隧道用轨行式衬砌台车及衬砌方法与流程

本发明属于隧道衬砌施工技术领域，具体涉及一种小断面隧道用轨行式衬砌台车及衬砌方法。

背景技术：

在小断面隧道二衬施工中，隧道内净空间较小，为了保证施工操作空间，多采用组合式模板，组合式模板在每一环衬砌前准备时间和衬砌后脱模拆卸模板时间较长，二衬施工效率较低，劳动强度大，且二衬质量不能保证；传统的大型施工台车又存在定位支撑复杂，结构件较多，调试较为困难等问题，适用于小断面隧道同样会造成作业空间小和施工效率低的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种小断面隧道用轨行式衬砌台车及衬砌方法，其结构设计合理，提高定位和脱模效率、方便操作、降低劳动强度、提高二衬施工质量。

为达到上述目的，所采取的技术方案是：

一种小断面隧道用轨行式衬砌台车，包括：门架；行走组件，其设置在所述门架下部，所述行走组件匹配设置在隧道内的轨道上，并驱动所述门架沿轨道行走；升降组件，其设置在所述门架与行走组件之间，并驱动所述门架升降动作；以及模板组件，所述模板组件包括顶模单元和枢接设置在所述顶模单元两侧的侧模单元，所述顶模单元支撑设置在所述门架上；在所述侧模单元的底部设置有支撑组件和固定组件，实现所述侧模单元的横向的固定和竖向的顶撑。

根据本发明小断面隧道用轨行式衬砌台车，优选地，所述侧模单元的顶部与所述门架之间设置有调节撑杆。

根据本发明小断面隧道用轨行式衬砌台车，优选地，所述模板组件与所述门架之间设置有横移组件，其驱动所述模板组件横向调节动作。

根据本发明小断面隧道用轨行式衬砌台车，优选地，所述横移组件包括：横移架，其匹配滑动设置在所述门架上；以及横移动力推杆，其驱动所述横移架和模板组件动作。

根据本发明小断面隧道用轨行式衬砌台车，优选地，所述升降组件包括：导向座，其设置在所述行走组件上部；导向套，其设置在所述门架底部，且所述导向座和所述导向套匹配滑动套设；以及升降动力推杆，其设置在所述导向座与所述导向套之间。

根据本发明小断面隧道用轨行式衬砌台车，优选地，所述行走组件包括：轮组箱，多组所述轮组箱分别设置在门架的各支腿底部；以及动力组件，在至少一组所述轮组箱上设置有动力组件，且所述动力组件与所述轮组箱可拆卸连接固定。

根据本发明小断面隧道用轨行式衬砌台车，优选地，多组所述支撑组件布设在所述侧模单元与地面之间，所述支撑组件包括：支撑座，其放置在地面上；以及顶撑元件，其匹配顶撑在所述支撑座和所述侧模单元之间；所述顶撑元件为顶撑螺栓或顶撑油缸。

根据本发明小断面隧道用轨行式衬砌台车，优选地，多组所述固定组件布设在所述侧模单元与隧道侧壁之间，所述固定组件包括：连接板，其设置在所述侧模单元下部；以及预埋件，其预埋设置在所述隧道侧壁中，并与所述连接板对应固定。

根据本发明小断面隧道用轨行式衬砌台车，优选地，所述顶模单元上设置有灌浆口和注浆装置，所述侧模单元上设置有窗口。

一种小断面隧道用轨行式衬砌方法，利用上述的小断面隧道用轨行式衬砌台车，进行隧道二衬施工，具体包括以下步骤：

对隧道的待施工区段进行基础处理，在隧道两侧底部修筑矮边墙；

将所述小断面隧道用轨行式衬砌台移动至待施工区段，并完成定位；

对所述模板组件进行调整，使得其与隧道侧壁面、顶壁面和矮边墙之间形成二衬浇筑腔，同时对侧模单元底部进行顶撑和固定；

待所述模板组件支撑完成后，进行二衬的浇筑和养护作业；

养护完成后，拆除所述侧模单元底部的固定组件和支撑组件，并完成脱模作业；

行进至下一工作区段，并重复上述步骤进行衬砌施工作业。

采用上述技术方案，所取得的有益效果是：

本发明的整体结构设计合理，替代传统小断面隧道衬砌组合式模板施工，提高了二衬施工效率高，减小了劳动强度。可拆卸式行走动力装置，增大了台车内净空间，方便施工操作，采用底部支撑和预埋螺栓固定的方式进行模板定位，安全可靠。

本申请的多组支撑组件和固定组件的布设，能够使得侧模单元得到稳定的支撑，配合门架对顶模单元的支撑，实现了整个模板的快速定位，从而便于进行下一步的浇筑施工作业；本申请的行走组件的动力组件能够实现可拆卸连接，从而能够在模板支护浇筑过程中，减少对隧道内空间的占用，提高隧道内部空间的可利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下文中将对本发明实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本发明的一些实施例，而非将本发明的全部实施例限制于此。

图1为根据本发明实施例的小断面隧道用轨行式衬砌台车的结构示意图，其示出了各部件的位置关系和相对连接结构。

图2为图1的左视结构示意图。

图3为图1中a部的放大结构示意图。

图4为图1中b部的放大结构示意图。

图5为根据本发明实施例的小断面隧道用轨行式衬砌台车的脱模状态示意图。

图中序号：

100为门架；

200为行走组件、210为轮组箱、220为动力组件；

300为升降组件、301为导向座、302为导向套、303为升降动力推杆。；

400为模板组件、410为顶模单元、420为侧模单元、430为调节撑杆、440为支撑组件、441为支撑座、442为顶撑螺栓、450为固定组件、451为预埋件、452为连接板、453为连接螺母、461为灌浆口、462为窗口、463为注浆装置、470为铰接轴；

500为横移组件、501为横移架、502为横移动力推杆；

601为轨道、602为矮边墙。

具体实施方式

为了使得本发明的技术方案的目的、技术特征和技术效果更加清楚，下文中将结合本发明具体实施例的附图，对本发明实施例的示例方案进行清楚、完整地描述。

参见图1-图5，本发明公开了一种小断面隧道用轨行式衬砌台车，包括门架100、行走组件200、升降组件300和模板组件400，行走组件200设置在门架100下部，行走组件200匹配设置在隧道内的轨道601上，并驱动门架100沿轨道601行走；升降组件300设置在门架100与行走组件200之间，并驱动门架100升降动作；模板组件400包括顶模单元410和枢接设置在顶模单元410两侧的侧模单元420，顶模单元和侧模单元均为模板拼装一体结构，其形成一个区段环的二衬浇筑，从而实现分段连续施工作业，具体的顶模单元410支撑设置在门架100上，位置相对固定；在侧模单元420的底部设置有支撑组件440和固定组件450，实现侧模单元的横向的固定和竖向的顶撑，侧模单元420相对顶模单元410枢接摆动，便于进行支模、行走和调整固定。

本实施例中，侧模单元410的顶部与门架100之间设置有调节撑杆430，用于在卸模或者行走过程中向内侧偏拉侧模单元，以及在支撑浇筑过程中保障侧模单元的顶部的稳定性。

进一步的，为了提高模板的左右对中调节的便捷性，在模板组件400与门架100之间设置有横移组件500，横移组件500驱动模板组件400横向调节动作；具体的，横移组件500包括横移架501和横移动力推杆502，横移架匹配滑动设置在门架100上；横移动力推杆可以为液压缸进行自动调节或者为丝杠进行手动调节，横移动力推杆驱动横移架带动模板组件动作，此时，其调节撑杆430设置在横移架501与侧模单元420之间，调节撑杆可以是油缸或者丝杠均可。

升降组件300包括导向座301、导向套302和升降动力推杆303，导向座301设置在行走组件200上部；导向套302设置在门架100底部，且导向座301和导向套302匹配滑动套设；升降动力推杆303设置在导向座301与导向套302之间，升降动力推杆可以为千斤顶或者液压油缸。

行走组件200包括轮组箱210和动力组件220，多组轮组箱210分别设置在门架100的各支腿底部，由于存在升降组件，其升降组件可以设置在支腿的中部，或者支腿的底部，此时相应的行走组件设置在升降组件的底部；在至少一组轮组箱210上设置有动力组件220，且动力组件220与轮组箱210可拆卸连接固定，其动力组件包括固定箱、驱动电机、减速器和主传动轮，在轮组箱上设置有从传动轮，主传动轮和从传动轮之间通过同步带传动或者链条传动，固定箱和轮组箱可拆卸连接。

进一步的，多组支撑组件440布设在侧模单元420与地面之间，支撑组件440包括支撑座441和顶撑元件，支撑座441放置在地面上；顶撑元件匹配顶撑在支撑座441和侧模单元420之间；顶撑元件为顶撑螺栓442或顶撑油缸等；多组固定组件450布设在侧模单元420与隧道侧壁之间，固定组件450包括连接板452和预埋件451，连接板452设置在侧模单元420下部；预埋件451预埋设置在隧道侧壁中，并与连接板452通过连接螺母453连接固定。对于支撑组件和固定组件来说，其目的是实现侧模单元底部的顶撑和固定，保障浇筑过程中的整个模板组件的稳定性，并实现整个模板组件受力的稳定性，其模板具体可以包括支撑框架，并在支撑框架上拼装模板，支撑组件和固定组件设置在支撑框架底部，利用支撑框架的纵横筋梁实现受力的稳定性。

在顶模单元420上设置有灌浆口461和注浆装置463，侧模单元420上设置有窗口462，其能够实现浇筑支撑和养护。

上述衬砌台车的工作原理是：衬砌台车定位时，将台车通过行走组件在轨道上行走至设定位置，通过台车升降组件将门架顶升至衬砌高度，通过横移组件将顶模单元调整至隧道中线位置。将侧模板单元沿铰接轴470撑开，使侧模单元的底部和矮边墙搭接，然后依次安装调节撑杆、支撑组件和固定组件，对模板组件进行固定和支撑，完成衬砌台车定位后，可以将行走组件的动力组件拆下，以保证台车内部通过空间。

台车浇筑状态时，通过衬砌台车侧模单元上的窗口和顶模单元上的冲顶灌浆口进行混凝土浇筑作业，二衬腔浇满后，通过顶模单元的拱顶带模注浆装置对二衬进行带模注浆，然后对二衬混凝土进行养护。

如图5所示，二衬混凝土养护完成后，依次拆除支撑组件、固定组件和调节撑杆，将侧模单元向内脱模，然后通过台车台车升降组件将顶模单元向下脱模，完成对衬砌台车的脱模作业。脱模后安装行走组件的动力组件，将衬砌台车行走至下一工作位置，开始定位进行下一循环衬砌施工作业。

本申请还公开了一种小断面隧道用轨行式衬砌方法，利用上述的小断面隧道用轨行式衬砌台车，进行隧道二衬施工，具体包括以下步骤：

对隧道的待施工区段进行基础处理，具体的是为了便于支撑组件和固定组件的固定、以及浇筑腔的形成，设置矮边墙602；

将小断面隧道用轨行式衬砌台移动至待施工区段，并完成定位；

对模板组件进行调整，使得其与隧道侧壁面和顶壁面之间形成二衬浇筑腔，具体的是通过升降组件进行高度的调节，通过横移组件实现对中，从而首先完成顶模单元的定位，之后通过调节撑杆进行调节侧模单元，同时对侧模单元底部和矮边墙之间的连接、侧模单元底部与地面之间的顶撑；

待模板组件支撑完成后，进行二衬的浇筑和养护作业；

养护完成后，拆除侧模单元底部的固定组件和支撑组件，并完成脱模作业；

行进至下一工作区段，并重复上述步骤进行衬砌施工作业。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似词语并非现定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

上文中参照优选的实施例详细描述了本发明的示范性实施方式，然而本领域技术人员可理解的是，在不背离本发明理念的前提下，可以对上述具体实施例做出多种变型和改型，且可以对本发明提出的各技术特征、结构进行多种组合，而不超出本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。