地铁隧道二衬结构拼装设备的制作方法

本实用新型涉及隧道二衬结构拼装设备技术领域，具体涉及一种地铁隧道二衬结构拼装设备。

背景技术：

我国地铁隧道工程的施工方法主要包括明挖法、盾构法、矿山法三种。矿山法是在新奥法的基础上，结合我国水文地质特点提出的以改良地质条件为前提，以控制地表沉降为重点，以格栅(或其他钢结构)和喷锚作为初期支护手段，以现浇钢筋混凝土结构作为二次衬砌结构的一套在软弱地层的隧道施工方法。其具有施工灵活性高，隧道断面、线路适用性强等优点，但各施工环节仍然主要依靠人力施工，施工效率仅为盾构法的5％，

二衬结构施工长期以来一直采用现浇法，是制约矿山法施工效率提升的主要原因之一。二衬结构施工工艺流程包括：初衬结构施工完毕→敷设防水层→浇筑仰供防水保护层→绑扎仰拱钢筋→浇筑仰拱混凝土结构→仰拱混凝土养护→绑扎侧墙及顶拱钢筋→安装侧墙及顶拱模板→浇筑顶拱混凝土结构→侧墙及顶拱混凝土养护。

在狭小的隧道洞室内进行现浇法施工，各工序相互衔接、相互交叉，造成施工效率降低、安全质量风险增高、资源消耗浪费增加等问题，如下：

一是施工效率低。现浇法是工程建设领域中最原始的施工方法之一，该方法工序繁多，工艺复杂，劳动密集，效率不高。在矿山法地铁隧道中进行现浇法施工，施工的作业面大小、运输通道数量均受到很大的限制，进一步降低了施工效率。

二是施工质量不易保证。矿山法地铁隧道渗漏水问题是现阶段地铁工程中较常见出现的质量问题之一，现浇法二衬结构施工方法不当导致结构产生裂缝或施工缝处理方法不当，是隧道渗漏水的主要原因。矿山法地铁隧道顶拱二衬结构出现空洞也是地铁工程易发生的质量问题。隧道顶拱二衬结构在浇筑混凝土时，只能从底面向顶面灌注混凝土，肉眼无法观察到拱顶处混凝土是否灌注密实，质量控制难度大。

三是施工安全管理难度大。现浇法施工涉及防水、钢筋、模板、混凝土等多个工序的交叉作业，组织不同的工种、材料、机具同时在现场施工作业，本身即存在一定的安全隐患。在矿山法地铁隧道中作业，由于作业空间小、施工通道狭窄，消防、物体打击、高空坠落等安全风险进一步增大。

四是资源消耗浪费较大。现浇法施工使用的钢筋、混凝土材料的损耗率较高，模板等临时措施材料废弃量大，造成资源浪费，不利于节能环保、绿色施工。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种能够对二衬结构进行快速拼装，提高工程质量和施工效率的适用于矿山法的地铁隧道二衬结构拼装设备及快速拼装施工方法，以解决上述背景技术中的至少一个技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型提供的一种地铁隧道二衬结构拼装设备，用于运输二衬结构拼装构件，包括：

分别设于所述地铁隧道两侧的轨道，以及分别在两条所述轨道上可移动的第一车体和第二车体；

所述第一车体和所述第二车体均包括下车体，以及可升降的设置于所述下车体上的上车体；

所述下车体上设有与所述轨道相匹配的车轮，所述车轮通过第一驱动装置驱动；

所述上车体上设有滑移装置，通过所述滑移装置实现二衬结构的待拼装构件在所述上车体上的横向移动；

所述滑移装置通过第二驱动装置驱动。

优选的，所述滑移装置包括：

在所述上车体上设有横向凹槽，所述横向凹槽内设有横向滑轨，所述横向滑轨的下方可转动的设有丝杆，所述第二驱动装置驱动连接所述丝杆；

所述横向滑轨上可滑动的设有滑台，所述滑台的下方设有连接块，所述连接块上设有供所述丝杆穿过的螺纹孔，所述横向滑轨上设有横向通孔；

所述连接块向下伸出所述横向通孔后，利用所述螺纹孔与所述丝杆螺纹连接。

优选的，其特征在于，所述滑移装置包括：

在所述第一车体的上车体或所述第二车体的上车体上设有横向凹槽，所述横向凹槽内设有横向滑轨，所述横向滑轨的下方可转动的设有丝杆，所述第二驱动装置驱动连接所述丝杆；

所述横向滑轨上可滑动的设有滑台，所述滑台的下方设有连接块，所述连接块上设有供所述丝杆穿过的螺纹孔，所述横向滑轨上设有横向通孔；

所述连接块向下伸出所述横向通孔后，利用所述螺纹孔与所述丝杆螺纹连接；

在所述第二车体的上车体或所述第一车体的上车体上设有与所述滑台对应的滚筒，所述滚筒的顶部的高度与所述滑台的上表面的高度一致。

优选的，所述第一驱动装置为第一驱动电机，所述第一驱动电机安装在所述下车体的一端；

所述第一驱动电机连接有第一变速器，所述第一变速器连接有第一主动齿轮，所述车轮上设有第一从动齿轮，所述第一主动齿轮和所述第一从动齿轮通过第一传动链条连接。

优选的，所述第二驱动装置为第二驱动电机，所述第二驱动电机安装在所述下车体的另一端；

所述第二驱动电机连接有第二变速器，所述第二变速器连接有第二主动齿轮，所述丝杆的一端设有第二从动齿轮，所述第二主动齿轮和所述第二从动齿轮通过第二传动链条连接。

优选的，所述下车体和所述上车体之间通过升降装置连接；所述升降装置为液压油缸，所述液压油缸的顶端连接所述上车体，所述液压油缸的底端固定在所述下车体上。

优选的，所述下车体上设有纵向凹槽，所述车轮设于所述纵向凹槽内，所述液压油缸设于所述纵向凹槽内；所述上车体为与所述下车体相扣合的罩型结构。

优选的，所述第一车体和所述第二车体之间可拆卸的连接有连接梁；述第一车体的下车体以及所述第二车体的下车体的同一端均设有安装板，所述连接梁的两端以及所述安装板上均设有通孔，所述连接梁和所述安装板利用螺栓与所述通孔的配合连接。

本实用新型有益效果：大幅提高矿山地铁隧道二衬结构施工效率，提升工程质量、降低施工风险、减少资源消耗，提高了施工精细化管理水平。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例所述的地铁隧道二衬结构拼装设备得俯视结构图。

图2为本实用新型实施例所述的地铁隧道二衬结构拼装设备得侧视结构图。

图3为图2中a-a处剖视结构图。

图4为图2中b-b处剖视结构图。

图5为图2中c-c处剖视结构图。

图6为图1中d-d处剖视结构图。

图7为本实用新型实施例所述的利用地铁隧道二衬结构拼装设备运输拼装构件时的施工状态示意图。

图8为图7中f处结构放大图。

图9为图8中e-e处剖视结构图。

图10为本实用新型实施例所述的地铁隧道二衬结构拼装设备的轨道安装示意图。

其中：1-轨道；2-第一车体；3-第二车体；4-下车体；5-上车体；6-车轮；7-横向凹槽；8-横向滑轨；9-丝杆；10-滑台；11-连接块；12-滚筒；13-第一驱动电机；14-第一变速器；15-第一主动齿轮；16-第一从动齿轮；17-第一传动链条；18-第二驱动电机；19-第二变速器；20-第二主动齿轮；21-第二从动齿轮；22-第二传动链条；23-液压油缸；24-纵向凹槽；25-连接梁；26-安装板；27-运输中的拼装构件；28-临时存放的拼装构件；29-待拼装构件；30-已拼装构件；31-垫层；32-锚栓；33-轨道安装槽。

具体实施方式

下面详细叙述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件和/或它们的组。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

为便于理解本实用新型，下面结合附图以具体实施例对本实用新型作进一步解释说明，且具体实施例并不构成对本实用新型实施例的限定。

本领域技术人员应该理解，附图只是实施例的示意图，附图中的部件并不一定是实施本实用新型所必须的。

实施例

本实用新型实施例提供一种地铁隧道二衬结构拼装设备，解决了预制二衬构件在隧道内的水平运输问题，同时利用该设备实现构件的对位拼装。提高矿山法地铁隧道二衬结构施工效率、提高安全质量、减少资源消耗。

图1为实施例所述的地铁隧道二衬结构拼装设备得俯视结构图。如图1所示，地铁隧道二衬结构拼装设备包括：

分别设于所述地铁隧道两侧的轨道1，以及分别在两条所述轨道1上可移动的第一车体2和第二车体3。第一车体2和第一车体3可分别沿各自的轨道移动，可运输隧道二衬结构的拼装构件。具体的，所述下车体4上设有与所述轨道1相匹配的车轮6，所述车轮6通过第一驱动装置驱动；第一驱动装置驱动车轮6在匹配的轨道1上转动，从而带动第一车体、第二车体移动。

具体的，如图2所示，所述第一驱动装置为第一驱动电机13，所述第一驱动电机安装在所述下车体4的一端；所述第一驱动电机13连接有第一变速器14，所述第一变速器14连接有第一主动齿轮15，所述车轮6上设有第一从动齿轮16，所述第一主动齿轮15和所述第一从动齿轮16通过第一传动链条17连接。当第一驱动电机13通过第一变速器14带动第一主动齿轮15转动，第一主动齿轮15通过第一传动链条17带动第一从动齿轮16转动，进而带动车轮6在轨道上行走。

当然，车轮6可设置多个，每个车轮6上对应的设置第一从动齿轮16，第一主动齿轮15通过传动链条17同步带动多个第一从动齿轮16，进而带动多个车轮6同步行走，保证第一车体和第二车体在运行中的稳定性。

在隧道中对拼装构件进行拼装时，需要调整至合适的位置，以保证拼装构件的对正对齐。

在本实施例中，为了实现拼装构件高度上的对齐，如图2、图3所示，所述第一车体2和所述第二车体3均包括下车体4，以及可升降的设置于所述下车体4上的上车体5。上车体5承载拼装构件，上车体5的高度升降，从而可调整运输至拼装位置的拼装构件的高度，调整拼装对位，保证拼装对正对齐。

具体的，为了实现上车体5的高度可调节，所述下车体4和所述上车体5之间通过升降装置连接；所述升降装置为液压油缸23，所述液压油缸23的顶端连接所述上车体5，所述液压油缸23的底端固定在所述下车体4上。

液压油缸23通过液压油泵实现伸长和回缩，液压油缸23的下端固定在下车体4上，液压油缸23的上端连接上车体5，当液压油缸23伸长时，上车体5随之升高，当液压油缸23回缩时，上车体5随之降低。上车体5上承载的待拼装构件也随上车体5的高度的变化而变化，从而实现待拼装构件与已拼装构件的拼装高度的对齐。

如图1、4、6所示，为了实现待拼装构件与已拼装构件间的横向位置的对齐，所述上车体5上设有滑移装置，通过所述滑移装置实现二衬结构的待拼装构件在所述上车体5上的横向移动；所述滑移装置通过第二驱动装置驱动。

具体的，在所述第一车体2的上车体5或所述第二车体3的上车体5两者中的其中一个上设有横向凹槽7，所述横向凹槽7内设有横向滑轨8，所述横向滑轨8的下方可转动的设有丝杆9，所述第二驱动装置驱动连接所述丝杆9。第二驱动装置可驱动丝杆9在横向凹槽7内转动。

所述横向滑轨8上可滑动的设有滑台10，所述滑台10的下方设有连接块11，所述连接块11上设有供所述丝杆9穿过的螺纹孔，所述横向滑轨8上设有横向通孔。所述连接块11向下伸出所述横向通孔后，利用所述螺纹孔与所述丝杆9螺纹连接；当第二驱动装置驱动丝杆9转动时，丝杆9与设有螺纹孔的连接块11之间相对转动，从而使连接块11发生横向移动，进一步带动滑台10沿横向滑轨8移动。

对应的，在没有设置滑台10的另一个车体上设有与所述滑台10对应的滚筒12，所述滚筒12的顶部的高度与所述滑台10的上表面的高度一致，所述滑台10的上表面的高度高于所述上车体5的上表面的高度。

待拼装构件在两个车体上，通过滑台和滚筒的配合实现横向位置的调整。如，第二驱动装置驱动滑台10向左移动时，承载在滑台10和滚筒12上的待拼装构件随之向左移动，滚筒12向左转动。当第二驱动装置驱动滑台10向右移动时，承载在滑台10和滚筒12上的待拼装构件随之向右移动，滚筒12向右转动。

在实际应用中，也可在第一车体和第二车体上同时设置滑台，而不设置对应的滚筒。如，在第一车体的上车体及第二车体的上车体上均设置横向凹槽7，所述横向凹槽7内设有横向滑轨8，所述横向滑轨8的下方可转动的设有丝杆9。第一车体和第二车体上均设置第二驱动装置，所述第二驱动装置驱动连接所述丝杆9；所述横向滑轨8上可滑动的设有滑台10，所述滑台10的下方设有连接块11，所述连接块11上设有供所述丝杆9穿过的螺纹孔，所述横向滑轨8上设有横向通孔；所述连接块11向下伸出所述横向通孔后，利用所述螺纹孔与所述丝杆9螺纹连接。

利用第一车体和第二车体上的第二驱动装置分别驱动两个车体上的滑台同步向左移动，实现待拼装构件的向左移动；利用第一车体和第二车体上的第二驱动装置分别驱动两个车体上的滑台同步向右移动，实现待拼装构件的向右移动。

所述第二驱动装置为第二驱动电机18，所述第二驱动电机18安装在所述下车体4的另一端；所述第二驱动电机18连接有第二变速器19，所述第二变速器19连接有第二主动齿轮20，所述丝杆9的一端设有第二从动齿轮21，所述第二主动齿轮20和所述第二从动齿轮21通过第二传动链条22连接。

如图3所示，在本实用新型实施例中，所述下车体4上设有纵向凹槽24，所述车轮6设于所述纵向凹槽24内，所述液压油缸23设于所述纵向凹槽24内；所述上车体5为与所述下车体4相扣合的罩型结构。

如图5所示，车轮6也设置于纵向凹槽24内，纵向凹槽24的底部设有供车轮6露出的通孔，以便车轮6与轨道1接触，保证车轮6在轨道上移动。

所述第一车体2和所述第二车体3之间可拆卸的连接有连接梁25；述第一车体2的下车体4以及所述第二车体3的下车体4的同一端均设有安装板26，所述连接梁25的两端以及所述安装板26上均设有通孔，所述连接梁25和所述安装板26利用螺栓与所述通孔的配合连接。连接梁25的设置可使第一车体和第二车体在运行中更加稳定，连接梁25可拆卸设置，在不需要安装连接梁时，将其拆下。

如图7至图10所示，本实用新型实施例所述的使用地铁隧道二衬结构拼装设备对隧道二衬结构拼装施工方法，包括如下流程步骤：

步骤s110：施作轨道基础：在隧道的两侧分别施作轨道安装槽33，轨道安装槽的底部铺设垫层31，通过锚栓32将轨道锚固在垫层上；如图10所示。

步骤s120：拼装设备安装：将第一车体的车轮和第二车体的车轮分别对应在两条轨道上，并进行设备调试；

步骤s130：拼装构件吊放：使用起重机械，将待拼装构件吊入隧道内；

步骤s140：拼装构件运输：第一车体和第二车体沿轨道行走，将待拼装构件运输至作业位置，直至与已拼装好的构件贴合；

步骤s150：调整对位：利用升降装置调整高度，利用滑移装置调整水平位置，将待拼装的构件与已拼装好的构件对齐对正；

步骤s160：构件拼接：待拼装的构件与已拼装好的构件对齐对正后，将待拼装的构件与已拼装好的构件连接；

步骤s170：设备返回：利用升降装置调整上车体的高度至最低，利用第一驱动电机驱动车轮转动，将第一车体和第二车体返回至下一个待拼装构件处；

循环步骤s130-步骤s170，直至构件全部拼装完成。

如图7所示，在两条轨道上分别设置两组拼装设备的第一车体和第二车体，前面一组设备的第一车体和第二车体用于将运输中的拼装构件27运送到隧道内，并将待拼装构件存放在隧道内；后面一组设备的第一车体和第二车体用于将临时存放的拼装构件28运输至待拼装位置与已拼装构件30进行拼装。通过滑移装置以及液压油泵实现带拼装构件29的高度及横向位置的调节，以保证带拼装构件29与已拼装构件30间的对正对齐。使用两台设备，一台设备负责拼装构件，一台设备负责将构件运送到隧道内，并暂时存放在隧道内。此方法可以节省设备在作业面与隧道洞口往返的时间，加快二衬拼装速度。实现快速施工的关键在于实现设备在构件底部与基础肩部之间的空间穿行，一是设备尺寸控制在截面400x400mm的框架范围内。二是连接梁可以在设备前端和尾端倒换，解决了连系梁阻碍设备下穿构件的问题。

本领域普通技术人员可以理解：本实用新型实施例中的装置中的部件可以按照实施例的描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的部件可以合并为一个部件，也可以进一步拆分成多个子部件。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。