一种大吨位地铁隧道加固车及钢管片安装方法与流程

本技术涉及机械设备领域，尤其涉及一种大吨位地铁隧道加固车及钢管片安装方法。

背景技术：

1、城市轨道交通系统作为城市地下空间建设的关键环节，目前已取得了跨越式进步，我国城市轨道交通系统总运营里程呈现爆发式增长。

2、盾构隧道管片在地下空间复杂恶劣的环境下，往往会承受地下复杂应力作用、化学物质侵蚀、地下水蔓延等多种不利因素影响，导致隧道结构出现裂缝、材料劣化、渗漏水等现象，造成严重的社会经济损失。盾构隧道的管片是保证隧道结构体系安全运营的重要构件，一旦出现开裂，必将对隧道的正常使用造成安全隐患，而对于隧道开裂的处理也存在施工难度大、安全风险高、经济损失大等一系列难题。

3、近年来，随着城市地铁盾构隧道的运营年限的增长，日常检测中发现的隧道病害亦逐渐增多，主要可分为局部破损和隧道结构整体大变形两类：局部破损包括渗漏水、裂缝、缺角等；隧道结构整体大变形包括接缝张开、管片错台、管片变形等，结构的局部破损会影响到盾构隧道的正常运营，若继续发展可能会影响到正常的行车安全；而隧道结构大变形则会对盾构隧道结构的安全承载造成极大威胁。

4、针对隧道结构中出现的整体大变形问题，目前工程中实际加固方式主要为以下方式：采取内张钢圈加固的方式对管片结构进行后期补强，控制结构后续变形。然而，现有的钢管片安装设备功能比较单一，自动化率不高，钢管片安装时需要拆除电缆、管线、支架等附属设备，钢管片安装设备进出隧道效率低，劳动强度大。

技术实现思路

1、本技术的目的之一在于提供一种大吨位地铁隧道加固车及钢管片安装方法，以解决现有的变形隧道中的钢管片的运输效率低下的问题。

2、本技术的技术方案是：

3、一种大吨位地铁隧道加固车，包括两个旋转起重机、平板车、机械臂、回转机构、底架总成以及登高平台；其中一个所述旋转起重机安装于所述平板车的一侧的端部处，另一个所述旋转起重机安装于所述平板车的另一侧的中部位置处；所述底架总成安装于所述平板车上；所述回转机构可转动地安装于所述底架总成上；所述机械臂安装于所述回转机构上，用于夹持并运输由另一个所述旋转起重机吊装过来的钢管片；所述登高平台安装于所述平板车的一端上。

4、作为本技术的一种技术方案，所述平板车包括两个车钩缓冲装置、两个转向架、专用车架以及制动装置；两个所述车钩缓冲装置分别安装于所述专用车架的两端上；两个所述转向架分别可转动地间隔安装于所述专用车架的底部；所述制动装置安装于所述专用车架的底部上，并处于两个所述转向架之间。

5、作为本技术的一种技术方案，所述专用车架包括鱼腹形中梁、多个端梁、车钩安装座、第一枕梁、多个横梁、定位支座、多个侧梁、安装支座、第二枕梁以及两个上心盘；多个所述横梁的一端分别平行间隔地垂直连接于所述鱼腹形中梁的相对两个外侧壁上；所述侧梁垂直连接于处于同一排的多个所述横梁的另一端；所述端梁与所述横梁相平行，且一端垂直连接于所述鱼腹形中梁的一外侧壁的端部，另一端垂直连接于所述侧梁的端部；所述第一枕梁的两端分别垂直连接于所述鱼腹形中梁的一外侧壁、所述侧梁；所述第二枕梁的两端分别垂直连接于所述鱼腹形中梁的一外侧壁、所述侧梁；所述车钩安装座安装于所述中梁的一端的上表面上；所述定位支座安装于所述横梁的上表面上；所述安装支座安装于所述中梁的上表面上；所述第一枕梁通过其中一个所述上心盘而与其中一个所述转向架柔性连接，所述第二枕梁通过另一个所述上心盘而与另一个所述转向架柔性连接。

6、作为本技术的一种技术方案，所述转向架包括构架、四个车轮、两个车轴、两组摇枕弹簧、多个下心盘、多个磨耗盘、摇枕以及弹性盘承；两个所述车轴平行间隔地连接于所述构架的相对两侧之间；所述车轮分别可转动地安装于相对应的所述车轴的两端上；所述摇枕的两端分别连接于所述构架的相对两侧，且处于两个所述车轴之间；两组所述摇枕弹簧分别安装于所述摇枕的两端上；所述下心盘安装于所述摇枕中部的顶面上，且通过所述磨耗盘而与相对应的所述上心盘相连接。

7、作为本技术的一种技术方案，所述摇枕弹簧包括框架式双弹簧结构。

8、作为本技术的一种技术方案，所述车钩缓冲装置包括2号车钩。

9、作为本技术的一种技术方案，所述旋转起重机包括立柱、齿轮式回转驱动结构、集电滑环、旋转臂以及起重小车；所述齿轮式回转驱动结构安装于所述立柱的顶部上；所述旋转臂的一端连接于所述齿轮式回转驱动结构的驱动端上，所述齿轮式回转驱动结构用于驱动所述旋转臂绕所述立柱旋转；所述起重小车可水平移动地安装于所述旋转臂上；所述集电滑环安装于所述齿轮式回转驱动结构上，并与所述起重小车通过所述旋转臂上的滑触线电连接。

10、作为本技术的一种技术方案，所述旋转臂的下盖板上安装有齿条，所述齿条与所述起重小车上的驱动齿轮啮合。

11、一种钢管片安装方法，采用以上所述的大吨位地铁隧道加固车进行作业，包括以下步骤：

12、步骤一，在隧道相对两侧的下方分别对称安装第一新钢管片：在对两个所述第一新钢管片进行安装前，先将所述大吨位地铁隧道加固车进行位置调整，以使安装侧的起吊中心位置与待安装的所述第一新钢管片的中心位置偏差范围在1500mm以内；采用所述旋转起重机将两个所述第一新钢管片进行吊装，吊装时先从所述大吨位地铁隧道加固车的车体上吊到侧面处，然后将所述第一新钢管片由竖直状态逐渐放置为水平状态；通过所述旋转起重机将所述第一新钢管片送至安装位置处，将所述第一新钢管片的侧面与轨枕板上相对应的侧面贴合固定，将所述第一新钢管片的弧形面与相对应的旧管片的弧形面贴合固定；

13、步骤二，在所述隧道两侧的中部分别对称安装第二新钢管片：在对两个所述第二新钢管片进行安装前，先将两个所述旋转起重机进行位置调整，以使所述机械臂的中心与待安装的两个所述第二新钢管片的中心位置偏差范围为±300mm以内；将所述机械臂的四条液压支腿旋转90度，从顺着所述大吨位地铁隧道加固车的车体方向转变为与车体相垂直的方向，并将销轴插上；将所述大吨位地铁隧道加固车上的液压油缸伸出并将与所述液压油缸相连接的多个支撑支腿抵接于所述隧道的内壁上；采用所述机械臂将所述第二新钢管片进行吊装，吊装时先用所述旋转起重机将待安装的所述第二新钢管片送到所述机械臂的前端，将待安装的所述第二新钢管片的尾端提起；通过所述机械臂夹起所述第二新钢管片并运至所述隧道的顶部，将所述第二新钢管片贴合所述隧道的内壁并由上至下地穿过所述隧道侧壁的管线，将两个所述第二新钢管片送至安装位置处，调整所述第二新钢管片的姿态，以使所述第二新钢管片与相对应的所述第一新钢管片对齐，将两个所述第二新钢管片分别通过多个膨胀螺栓固定于相对应的安装位置处；

14、步骤三，在所述隧道的顶部安装第三新钢管片：在对两个所述第三新钢管片进行安装前，先将两个所述旋转起重机进行位置调整，以使所述机械臂的中心与待安装的两个所述第三新钢管片的中心位置偏差范围为±300mm以内；将所述机械臂的四条液压支腿旋转90度，从顺着所述大吨位地铁隧道加固车的车体方向转变为与车体相垂直的方向，并将销轴插上；将所述大吨位地铁隧道加固车上的液压油缸伸出并将与所述液压油缸相连接的多个支撑支腿抵接于所述隧道的内壁上；采用所述机械臂将所述第三新钢管片进行吊装，吊装时先用所述旋转起重机将待安装的所述第三新钢管片送到所述机械臂的前端，将待安装的所述第三新钢管片的尾端提起；通过所述机械臂夹起所述第三新钢管片至所述隧道的顶部侧面处，并将所述第三新钢管片贴合于所述隧道的内壁并由所述隧道线路方向插入，将所述第三新钢管片送至安装位置处，调整所述第三新钢管片的姿态，以使所述第三新钢管片与两侧已安装好的所述第二新钢管片相贴合，并将所述第三新钢管片通过多个膨胀螺栓固定于安装位置处。

15、本技术的有益效果：

16、本技术的大吨位地铁隧道加固车及钢管片安装方法中，其采用地铁隧道施工专用车辆+钢管片安装设备的构造模式，解决了进出隧道效率低的问题。同时，其机械臂在不拆除电缆、管线、支架等附属设备的情况下，配合旋转起重机可实现钢管片的快速安装，解决了安装钢管片需要拆除所有附属设备的难题。此外，其以平板车为载体，车体上安装机械臂、旋转起重机等，主要功能为钢管片吊装、运输、安装、定位、焊接等，也可用于车辆牵引及物资材料的搬运，是机电液一体化隧道加固专用设备。此外，其钢管片一共分成五块分别进行施工安装固定，且单块最重的部件接近1吨，从而能够满足大吨位钢管片的安装。由此可知，该装置使用便捷，能够有效地提高钢管片的运输效率和施工效率，省时省力，节约成本。