一种用于隧道衬砌台车带压浇筑混凝土的设备的制作方法

本发明涉及一种隧道混凝土浇筑用的施工设备，尤其涉及一种用于隧道衬砌台车带压浇筑混凝土的设备。

背景技术：

在隧道施工完成初期支护后，需要进行二次衬砌，即浇筑混凝土，由于台车为大型设备，通常长12米左右，因此一般都是在台车两侧交错开有多排和多列的窗口用于浇筑混凝土。因为混凝土的易凝结性和密度较大的特性，通常都是用一段较长的布料管连接在搅拌机的泵上，然后在接近浇筑窗口的时候用一根较短软管连接到浇筑窗口中。传统的浇筑混凝土的方法，通常在一个窗口浇筑完混凝土之后，停止搅拌机，封闭浇筑窗口，然后根据长度一根布料管，继续另外一个窗口的混凝土浇筑。该方法由于需要换管，因此工作量较大，花费的时间较长，在下一个窗口开始浇筑混凝土的时候，上一个窗口浇筑的混凝土可能已经开始初凝，两个窗口浇筑的混凝土并不能完全相融，因此容易产生冷缝。而如果想偷懒，用较少的窗口浇筑的话，则比较容易产生人字坡。

现目前浇筑混凝土有一种分仓系统，可以在一定程度上解决上述问题。其主要的做法是在台车内设置多个漏斗，将搅拌机中的混凝土通过布料管泵送至最高的一个漏斗中，然后再将其与其它的第二层的几个漏斗相连，然后在第二层的漏斗上连接多个软管或者滑槽，每个软管或者滑槽可以分别将混凝土送入到浇筑窗口中。该系统在实际使用中也存在一些问题，主要有（1）布置不易：由于台车内空间有限，要布置上述漏斗和软管并不容易，特别是对于单线台车；（2）容易产生离析：由于送入浇筑口中的混凝土并不是通过泵送进入，而是通过漏斗利用重力流动进行的，因此混凝土中的各种物质容易产生离析，导致浇筑质量不好；（3）清洗不易：由于是通过漏斗利用重力流动进行的，因此分仓的管道或者滑槽上容易粘结混凝土，清洗不易；（4）某些隧道高度不够：对于某些比较扁平的隧道，比如公路隧道，其并没有足够的高度让混凝土能够凭自重下滑。

技术实现要素：

本发明的目的在于，研制出一种用于隧道衬砌台车带压浇筑混凝土的设备，该设备能够快速的切换浇筑窗口，克服传统浇筑方式中容易产生人字坡和冷缝的问题。

本发明是这样构成的，一种用于隧道衬砌台车带压浇筑混凝土的设备，包括布料机，多根布料管、分料接头以及出料管口固定装置；

其中布料管布置在衬砌台车上，其包括布置在衬砌台车后侧的布料管入料管口以及布置于衬砌台车内部靠近衬砌台车工作窗的布料管出料管口，布料管末端设置有活动节，活动节可使得出料管口可以切换插入附近不同的工作窗内；

出料管口固定装置包括固定卡具和出料口卡具，其中固定卡具固定在衬砌台车的工作窗上，出料口卡具安装在布料管的出料管口上，通过出料管口卡具与固定卡具可以将出料管口固定在衬砌台车工作窗内；

布料机和分料接头连接在一起，分料接头可以接驳出料管口，其中分料接头分为双头回转接头和单头回转接头两种，两者的圆心和回转半径相同，根据不同的情况使用不同的分料接头，其中双头回转接头可以同时接驳两根布料管出料管口，单头回转接头一次只能接驳一根布料管出料管口。

上述的一种用于隧道衬砌台车带压浇筑混凝土的设备，所述布料管为六根，两两分成一组，一共三组；

其中出料管口的布置结构为：其中一组两根布料管的出料管口分别布置在衬砌台车横向正中，纵向三分之一和三分之二的位置，出料管口靠近衬砌台车顶部工作窗；另外两组的其中一组两根布料管的出料管口分别布置在衬砌台车横向两侧，纵向三分之一的位置，另外一组的两根布料管的出料管口布置在衬砌台车横向两侧，纵向三分之二的位置；

其中入料管口的布置结构为：每组布料管的入料管口两两配对在同一直径上成圆形布置，其直径和双头回转接头的两个出料口的直径相同。

上述的一种用于隧道衬砌台车带压浇筑混凝土的设备，所述布料管为六根，两两分成一组，一共三组；

其中出料管口的布置结构为：其中一组两根布料管的出料管口分别布置在衬砌台车横向正中，纵向三分之一和三分之二的位置，出料管口靠近衬砌台车顶部工作窗；另外两组的其中一组两根布料管的出料管口分别布置在衬砌台车横向一侧，纵向三分之一和三分之二的位置，另外一组的两根布料管的出料管口分别布置在衬砌台车横向一侧，纵向三分之一和三分之二的位置；

其中入料管口的布置结构为：每组布料管入料管口两两配对在同一直径上成圆形布置，其直径和双头回转接头的两个出料口的直径相同。

上述的一种用于隧道衬砌台车带压浇筑混凝土的设备，还可以是，还包括多个照明装置，其中照明装置通过卡具可以固定在衬砌台车的工作窗旁。

上述的一种用于隧道衬砌台车带压浇筑混凝土的设备，还可以是，还包括一支撑架，该支撑架位于衬砌台车后侧，其中布料管的入料管口固定于支撑架上。

上述的一种用于隧道衬砌台车带压浇筑混凝土的设备，还可以是，所述布料机还包括底座、输料管、旋转机构、横移机构、纵移机构以及升降机构，其中输料管一端用于接驳搅拌机的混凝土泵，另外一端用于接驳分料接头，输料管固定在旋转机构上，旋转机构可以使得输料管进行一定角度的旋转以适应分料接头与入料管口的接驳；横移机构和纵移机构安置在布料机的底座上，其可以使得输料管进行一定距离的横移以及纵移以适应分料接头与入料管口的接驳，升降机构固定在布料机底座上，其可以使得输料管进行一定距离升降以适应分料接头与入料管口的接驳。

上述的一种用于隧道衬砌台车带压浇筑混凝土的设备，还可以是，还包括多根清洗连接管，其中清洗连接管布置在衬砌台车上，每根清洗连接管的两端可以分别与其中两根布料管的出料管口连接在一起。

本发明的一种用于隧道衬砌台车带压浇筑混凝土的设备具有如下效果：

（1）设计简单，自动化程度高，操控直观方便的特点；

（2）可以同时接驳两根布料管，即可以同时进行两个窗口的浇筑，其可以有效的减少人工接驳布料管的时间，提高工作效率，可以有效的减少冷缝和人字坡的产生。

（3）布料机中旋转机构、横移机构、纵移机构以及升降机构的设计可以适应不同的情况；

（4）对于特殊情况或者补充浇筑，可以使用单头回转接头，其可以具有更高的适用性；

（5出料管口固定装置和照明装置的设计，可以快速的固定出料管口以及提供照明，有利于浇筑的快速进行；

（6）出料管口和活动节的配合，可以将混凝土泵送至不同的工作窗内。

附图说明

图1为本发明的一种用于隧道衬砌台车带压浇筑混凝土的设备的主视示意图；

图2为本发明的一种用于隧道衬砌台车带压浇筑混凝土的设备的侧视示意图；

图3为本发明的一种用于隧道衬砌台车带压浇筑混凝土的设备的出料管口固定装置安装示意图；

图4为本发明的一种用于隧道衬砌台车带压浇筑混凝土的设备的布料机结构示意图；

图5为本发明的一种用于隧道衬砌台车带压浇筑混凝土的设备的入料管口布置示意图；

附图标记：1-衬砌台车；2-布料管；3-入料管口；4-布料机；5-支撑架； 6-工作窗；7-固定卡具；8-出料口卡具；9-照明装置；10-双头回转接头；11-单头回转接头；12-旋转机构；13-横移机构；14-纵移机构；15-升降机构；16-活动节；17-清洗连接管，18-出料管口，21-输料管，22-底座。

具体实施方式

下面结合实施例具体说明本发明的结构。

如图1和图2所示，一种用于隧道衬砌台车带压浇筑混凝土的设备，包括布料机4，多根布料管2、分料接头以及出料管口固定装置；

其中布料管2布置在衬砌台车1上，其包括布置在衬砌台车后侧的布料管入料管口3以及布置于衬砌台车内部靠近衬砌台车工作窗6的布料管出料管口18，布料管末端设置有活动节16，活动节可使得出料管口18可以切换插入附近不同的工作窗6内；

出料管口固定装置包括固定卡具7和出料口卡具8，其中固定卡具7固定在衬砌台车的工作窗6上，出料口卡具8安装在布料管的出料管口18上，通过出料管口卡具8与固定卡具7可以将出料管口18固定在衬砌台车工作窗6内；

布料机4和分料接头连接在一起，分料接头可以接驳出料管口18，其中分料接头分为双头回转接头10和单头回转接头11两种，两者的圆心和回转半径相同，根据不同的情况使用不同的分料接头，其中双头回转接头10可以同时接驳两根布料管出料管口18，单头回转接头11一次只能接驳一根布料管出料管口18。

实际工作时，布料机4的一端接搅拌机的泵，另外一端通过分料接头接驳布料管，其可以将混凝土泵送到布料管2中，通过出料管口固定装置将出料管口18固定在工作窗内，其就可以将混凝土送入其工作窗中。活动节和出料管口的配合，可以将混凝土泵送至相邻的几个工作窗，中间不需要更换布料管，可以提高工作效率。另外本发明中分料接头分为双头回转接头10和单头回转接头11两种，其中为了提高工作效率，通常的浇筑混凝土应该将使用双头回转接头，双头回转接头可以同时连接两根布料管的入料管口，可以提高整个浇筑混凝土的工作效率。同时使用双头回转接头可以更少的更换与其连接的布料管，因此同样可以提高工作效率，从而防止了冷缝和人字坡的产生。在特殊情况下不宜使用双头回转接头的时候，可以使用单头回转接头，比如只剩下一个布料管还没有浇筑完毕，或者比如补充浇筑的情况均可以使用单头回转接头。

作为优选，本发明所述布料管2为六根，两两分成一组，一共三组；

其中出料管口18的布置结构为：其中一组两根布料管2的出料管口18分别布置在衬砌台车横向正中，纵向三分之一和三分之二的位置，出料管口靠近衬砌台车顶部工作窗；另外两组的其中一组两根布料管的出料管口分别布置在衬砌台车横向两侧，纵向三分之一的位置，另外一组的两根布料管的出料管口布置在衬砌台车横向两侧，纵向三分之二的位置；

其中入料管口3的布置结构为：每组布料管的入料管口两两配对在同一直径上成圆形布置，其直径和双头回转接头的两个出料口的直径相同。入料管口布置如图5所示。

作为优选，本发明所述布料管为六根，两两分成一组，一共三组；

其中出料管口18的布置结构为：其中一组两根布料管的出料管口分别布置在衬砌台车横向正中，纵向三分之一和三分之二的位置，出料管口靠近衬砌台车顶部工作窗；另外两组的其中一组两根布料管的出料管口分别布置在衬砌台车横向一侧，纵向三分之一和三分之二的位置，另外一组的两根布料管的出料管口分别布置在衬砌台车横向一侧，纵向三分之一和三分之二的位置；

其中入料管口3的布置结构为：每组布料管入料管口两两配对在同一直径上成圆形布置，其直径和双头回转接头的两个出料口的直径相同。

衬砌台车为大型设备，布料管布置的多少一般与衬砌台车的长度和宽度有关。布料管布置的太少，为了保证能够全部浇筑混凝土到每个工作窗，在浇筑混凝土的时候就需要其中活动节离出料管口越长，但是活动节离出料管口越长，其中出料管口固定装置固定出料管口到工作窗内的难度就越大；布料管布置的太多则在布料机与布料管连接换管的时候需要的时间就越多，同时衬砌台车内部空间有限，布置太多布料管并不方便。因此应当根据台车的情况布置适当的布料管数量。通常来说，一般的衬砌台车长度为12米左右，一般的衬砌台车长度为12米左右，其工作窗通常为顶部一排4个，两侧各 3 排，每排 4 个。本发明中优选的方案为6根布料管，可以方便的浇筑到全部工作窗，也不至于使换管的总时间太长，同时也不至于使得出料管口固定装置难以固定出料管口。由于一般浇筑混凝土的顺序为从下到上，因此处于台车最顶部的工作窗浇筑混凝土设置了两根布料管，这两根为一组，可以同时浇筑；而剩余的4根布料管在台车中部横向两侧各布置2根，这4根布料管，可以将位于衬砌台车两侧的2根布料管组成一组以便于同时浇筑混凝土，也可以将两侧各一根布料管组成一组，进行同时浇筑。

如图3所示，作为优选，本发明还包括多个照明装置，其中照明装置通过卡具可以固定在衬砌台车的工作窗旁。

本发明中上述通常一个固定卡具7和出料口卡具8以及一个照明装置组成一组，置于一个工作窗旁，以便于将出料管口固定支撑好，以及便于观察浇筑混凝土。通常固定卡具7是在浇筑混凝土之前通过焊接安装在模板内侧的工作窗旁，而出料口卡具8则是安装在出料管口18上，使用时，将出料口卡具8和固定卡具卡在一起就成为出料管口固定装置。而照明装置9通常则是在开始浇筑后在需要浇筑该窗口前才安装上，浇筑完毕该窗口后可以拆除。

如图2和图5所示，作为优选，本发明还包括一支撑架5，该支撑架5位于衬砌台车1后侧，其中布料管2的入料管口3固定于支撑架上。支撑架的使用可以保证分料接口与入料管口对接处的稳定性。

作为优选，本发明所述布料机4还包括底座22、输料管21、旋转机构12、横移机构13、纵移机构14以及升降机构15，其中输料管21一端用于接驳搅拌机的泵，另外一端用于接驳分料接头，输料管21固定在旋转机构12上，旋转机构可以使得输料管进行一定角度的旋转以适应分料接头与入料管口的接驳；横移机构13和纵移机构14安置在布料机的底座22上，其可以使得输料管进行一定距离的横移以及纵移以适应分料接头与入料管口的接驳，升降机构15固定在布料机底座上，其可以使得输料管进行一定距离升降以适应分料接头与入料管口的接驳。

作为优选，本发明还包括多根清洗连接管，其中清洗连接管布置在衬砌台车上，每根清洗连接管的两端可以分别与其中两根布料管的出料管口连接在一起。

浇筑混凝土之后，需要及时对其中布料管进行清洗，以免混凝土在其中凝固。本发明中自然不可能直接将全部布料管拆下清洗，那样的话工作效率太低。但是如果直接将具有泵送能力的水管和其中的布料管的入料管口连接然后清洗的话，其中水从布料管出料管口或者软管中出来，其可能会将水以及混凝土全部流入到衬砌台车下面，这样并不利于施工的进行。因此，本发明采用特殊的方式，即预设了多根清洗连接管，每根清洗连接管可以其中两根布料管的出料管口连接在一起，这样的话，将具有泵送能力的水管和连接在一起的其中一根布料管的入料管口连接后，水从该布料管的入料管口进入，然后从其出料管口进入与其连接的清洗连接管中，最后进入与另外一根布料管连接的出料管口，然后在通过该布料管的入料管口流出，这样可以方便的将该废水以及废混凝土进行收集，同时也能够方便快捷的进行清洗。当然也可以视情况先将双头回转接头与布料管相连，然后通过双头回转接头泵送水进入布料管进行清洗。本发明中的清洗除了水洗之外，还可以使用风洗。

本发明的一种利用用于隧道衬砌台车带压浇筑混凝土的设备可以使用如下使用工艺，其包括如下步骤：

（1）将布料机移动到衬砌台车后侧布置有布料管的入料管口附近；

（2）调整布料机的位置，包括上下左右的位置及角度，以适应接驳布料管的入料管口，通常选用双头回转接头以实现台车左右同步浇筑，在条件受限时，也可使用单头回转接头分别浇筑；

（3）将衬砌台车左右两侧的各布料管的出料管口通过出料管口固定装置固定在预期开展浇筑工作的窗口内，保证出料管口伸入工作窗内；并通过卡具将照明装置固定在衬砌台车的工作窗旁，然后打开照明装置；

（4）将布料机的输料管的另外一端与搅拌机的混凝土泵相连接；

（5）打开混凝土泵机开始浇筑混凝土并观察浇筑情况，在所进行的窗口浇筑完成后及时停止，解除出料管口的固定以及取下照明装置，关闭该工作窗；

（6）通过布料管末端的活动节将布料管的出料管口转移至下一组工作窗用同样的方法继续浇筑；需要变换浇筑的布料管时只需在布料机通过回转接头变换布料管的入料管口即可，重复上述步骤直至将台车左右所有工作窗全部注满，浇筑时注意工作窗的使用采取从低到高的原则；

（7）将布料机通过分料接口与出料管口位于衬砌台车顶部的布料管的入料管口相连，采用和前面类似的方法浇筑顶部工作窗内的混凝土直至全部工作窗口浇筑完毕；

（8）检查浇筑情况，对于浇筑的不好的窗口，可以通过单向接口连接布料机和布料管的入料管口进行个别补充浇筑；

（9）将布料机与布料管分离，清洗布料管；

（10）解除布料管入料管口端的撑地或其他约束，解除布料机与布料管的连接，解除布料机与混凝土泵的连接，清洗布料机，收纳零部件，整理好本次混凝土浇筑的文字或图像记录资料。

浇筑混凝土的原则是先浇筑最下面一层窗口，然后在依次向上浇筑，一直到顶部的窗口浇筑。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。