一种隧道施工平台车及施工方法与流程

本发明涉及一种隧道施工平台车及施工方法，属于隧道内高空作业。

背景技术：

1、在隧道施工领域，受地应力挤压后的皮带出渣隧道亟需进行二次加固，其加固件范围涵盖锚杆、钢筋网片及工字钢托梁等，而为了确保隧道内皮带运输出渣的连续性，施工人员常采用搭设脚手架的方式进行辅助高空作业，待特定片区完成锚杆等补设后即着手拆除脚手架并移向其他施工地段，但随着隧道开挖进尺的不断增加，这种人工搭架子的方式存在着拆装繁琐、安全系数低及影响施工效率等缺点，极其不利于长线隧道内多点位零星加固工程的快速实施。

2、因此，如何研发出可适应皮带出渣隧道内的补强加固作业，且能够满足长线、逼仄空间中多点位辗转施工的平台车，并辅以合乎隧道布设环境的施工方法，自然就成为了本领域技术人员亟待解决的难题。

3、目前，由于皮带出渣隧道需要施工平台具备能横跨皮带、承载力超强、收放可自如以及移动速度快等特点，而现有技术中却无法同时满足上述条件，原因包括：其一，纯竖向升降式平台设施无法完成横跨皮带作业；其二，门架式施工平台车虽可满足横跨皮带的作业需求，但因为它具有体积过大、移动不便以及分支平台过多等缺陷，故致其难以适应长线隧道的零星加固工程；其三，可侧向或多方位平移式高空伸缩平台车，虽能满足横跨皮带、快速移动等隧道作业需求，但其横向伸出的施工平台缺乏垂直方向上的支撑结构，致使该类型作业平台无法适用于手持式风枪等小型设备施工时产生的振动和冲击力，且其过小的平台面积不能满足多人多设备同时施工的需求。综上所述，现有技术无法全面满足皮带出渣隧道二次加固的施工需求，且部分设备的作业平台稳定性较差，极易造成安全事故的发生。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种隧道施工平台车及施工方法，进而实现受损后皮带出渣隧道的二次加固，达成在保障皮带连续运行情况下的便捷施工，最终彰显出快速、高效和安全的作业目标。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种隧道施工平台车，包括：车辆底盘体系、竖向升降体系、施工平台以及承载机构；

3、所述竖向升降体系和承载机构分别设置在车辆底盘体系上，施工平台分别连接竖向升降体系和承载机构；

4、所述竖向升降体系，用于控制施工平台在隧道内作业朝向的调节；

5、所述承载机构，用于根据实际工况进行伸缩并搭载施工平台。

6、进一步的，所述车辆底盘体系包括：车辆底盘和支腿；

7、在车辆底盘的前、后端各设置于两侧共计4个所述支腿；

8、所述支腿，用于在工作状态伸展至地面支撑车辆底盘，在非工作状态收回。

9、进一步的，所述车辆底盘体系还包括：工具箱；

10、所述工具箱设置在车辆底盘侧面，用于放置作业工具。

11、进一步的，所述车辆底盘体系还包括：储物池；

12、所述储物池设置在车辆底盘上表面，用于放置隧道加固材料。

13、进一步的，所述竖向升降体系包括：回转系统、俯仰升降系统以及桅柱式升降机构；

14、所述回转系统包括大回转机构和小回转机构；所述俯仰升降系统包括固型基座、油缸a、油缸b以及俯仰大臂；所述桅柱式升降机构包括桅柱a、桅柱b、桅柱c以及桅柱d；

15、其中，大回转机构的下端与车辆底盘上表面前端固定连接，大回转机构的上端自旋设置；

16、所述桅柱a）、桅柱b、桅柱c以及桅柱d之间依次竖向滑动连接；

17、大回转机构的上端与固型基座的下端固定连接，大回转机构的上端与桅柱a的下端铰接，油缸a的下端与固型基座的上端铰接，油缸a的上端与桅柱a铰接；

18、油缸b的上、下两端分别与桅柱d、俯仰大臂进行铰接；

19、小回转机构两端分别与俯仰大臂和施工平台进行固定连接，小回转机构靠近施工平台的一端自旋设置。

20、进一步的，所述桅柱a、桅柱b、桅柱c以及桅柱d两两之间通过柱体外表面的导向装置进行连接，并由各个桅柱内置的链条传动结构辅以液压装置，进而实现交替举升和下降。

21、进一步的，所述施工平台包括：支撑臂架系统和承重推拉系统；

22、所述支撑臂架系统包括y型支架、伸缩机构、第一承重臂、第二承重臂、油缸d以及搭接柄；所述承重推拉系统包括承重系统和推拉系统，其中，承重系统包括承重板和合页；推拉系统包括止动模块、推进模块和油缸c；

23、其中，y型支架的两个分支臂架内分别设置有所述伸缩机构，伸缩机构的伸缩端连接第一承重臂，油缸d与第一承重臂、第二承重臂分别铰接，通过改变油缸d自身的行程，控制第一承重臂与第二承重臂之间的折叠或伸展状态；

24、搭接柄位于第二承重臂的末端，用于与固定在隧道壁上的u型托钩进行搭接；

25、所述承重板包括多块钢板，通过合页将钢板与钢板之间进行连接；

26、所述止动模块固定在第一承重臂起始段，止动模块与相邻的钢板通过合页进行连接；

27、所述推进模块与所述第一承重臂或第二承重臂的上表面滑动连接，推进模块的后侧与相邻的钢板通过合页进行连接；

28、所述第一承重臂的两侧各固定有一个油缸c，油缸c的前端与推进模块相连接。

29、进一步的，所述推拉系统还包括侧向滑道、滚轮、定向轴和正向滑道；

30、推进模块通过在正向滑道和侧向滑道内的嵌入设计，实现在第一承重臂和第二承重臂上的骑行，所述正向滑道设置于于第一承重臂和第二承重臂正上面的臂体内部，所述侧向滑道设置于第一承重臂和第二承重臂的两侧；

31、承重板各组成钢板的底部安装有滚轮，当承重板在第一承重臂和第二承重臂上铺展开以后，滚轮完全没入正向滑道内；滚轮的定向轴两端分别嵌入正向滑道两侧的线型卡槽内。

32、进一步的，所述承载机构包括底座、第一伸缩臂、第二伸缩臂、第三伸缩臂、丁字形横撑结构、承重凹槽；

33、其中，底座固定于车辆底盘的上表面后部靠中间位置，底座的上面依次连接有第一伸缩臂、第二伸缩臂、第三伸缩臂，丁字形横撑结构的下端与第三伸缩臂上端连接，丁字形横撑结构的两端各有一个承重凹槽，承重凹槽用于承载第二承重臂，使得作业平面在折叠收起状态或沿隧道轴向方向工作状态时被搭载。

34、一种隧道施工平台车的施工方法，应用于皮带出渣隧道二次加固需求，其特征在于，包括：

35、步骤一，将皮带运输机停止运行，并在施工区域进出口两端分别悬挂安全警示标牌；

36、步骤二，由两组施工人员各手持一台人工风钻，对准皮带运输机内侧隧道壁进行搭接钻孔的施工；

37、步骤三，全部搭接钻孔施工完毕后，由人工分别将两个u型托钩插入两侧隧道壁的搭接钻孔；

38、步骤四，将隧道施工平台车的作业平面调整至与皮带运输机成90°夹角的位置，并将两个搭接柄分别落入隧道壁上两个u型托钩的最凹处，整体形成横跨皮带的作业模式；

39、步骤五，由施工方安排多人多台风钻登上作业平面上，并逐步实施二次加固作业；

40、步骤六，施工人员在可施作高度范围内的二次加固工作完成后，在作业平面上适当高度重新打设搭接钻孔并安装u型托钩，随后施工人员全部撤离作业平面；

41、步骤七，将隧道施工平台车的作业平面调整至第二次安装u型托钩上方的位置，将两个搭接柄分别落入隧道壁上两个u型托钩的最凹处，整体仍旧形成横跨皮带的作业模式，施工人员返回登上作业平面；

42、步骤八，待靠近皮带运输机内侧的拱肩与拱腰处隧道壁加固完毕，施工人员全部撤离作业平面，并将作业平面旋转180°至远离皮带运输机的对面，作业平面再与对面隧道壁上的u型托钩完成搭接固定后，进而逐步开展对面拱肩与拱腰处隧道壁的二次加固工作；

43、步骤九，待远离皮带运输机的对面拱肩与拱腰处隧道壁加固完毕，施工人员全部撤离作业平面，将隧道施工平台车的作业平面调整至隧道拱顶附近位置，开始实施对隧道拱顶的二次加固作业；

44、步骤十，待隧道拱顶部分二次加固工作完成后，施工人员全部撤离作业平面，拆除施工区域出入口先前设置的安全警示标牌。

45、进一步的，所述搭接钻孔的施工标准包括：a.搭接钻孔位置高于皮带运输机上沿不低于30cm；b.搭接钻孔打设时，需要具备一定的下扎角，下扎角度为45°~60°；c.搭接钻孔的深度为30cm~50cm；d.搭接钻孔的数量为每侧2个，两侧共计4个搭接钻孔；e.单侧2个搭接钻孔的间距以u型托钩两个斜向支腿的间距为准，满足能够正好将u型托钩插入隧道壁，两侧各组搭接钻孔的间距则以每组搭接钻孔的中间位置为基准点，两侧基准点的间距为作业平面上两个搭接柄之间的实际宽度。

46、进一步的，所述u型托钩设计要求包括：u型托钩采用高强度圆钢，圆钢直径应与风钻常用钻杆直径相等，u型托钩的两个支腿为等长且长度为50cm~70cm，u型托钩的两个支腿与u型部分的夹角为45°~60°，且两个支腿之间的距离为20cm~25cm，u型托钩的u型部分竖向长度为15cm~25cm。

47、进一步的，所述步骤四，依次包括：

48、启动桅柱式升降机构，将折叠收回状态的作业平面举升至超出承重凹槽1m以上的位置；

49、运行油缸d进行伸出操作，直至第二承重臂完全伸展开，并与第一承重臂紧密贴合且处于同一水平面；

50、启动大回转机构，将伸展开的作业平面旋转至皮带运输机正上方且二者夹角为90°处；

51、继续运行桅柱式升降机构，将皮带运输机正上方作业平面的搭接柄降至距离u型托钩内部，距离u型托钩最凹处50 cm以上的位置；

52、运行伸缩机构进行前伸操作，使作业平面上搭接柄的弧形卡槽正对准u型托钩的最凹处；

53、运行桅柱式升降机构进行下降操作，以使作业平面上搭接柄的弧形卡槽扣入u型托钩的最凹处；

54、运行油缸c，将承重板沿第一承重臂和第二承重臂铺展开来，进而形成横跨皮带运输机的施工平台。

55、进一步的，所述将隧道施工平台车的作业平面调整至第二次安装u型托钩上方的位置，将两个搭接柄分别落入隧道壁上两个u型托钩的最凹处，依次包括：

56、运行桅柱式升降机构进行上升操作，使得搭接柄的弧形卡槽脱离并超出u型托钩最凹处不小于10cm；

57、运行伸缩机构进行后退操作，以使作业平面上搭接柄的末端脱开u型托钩水平距离在50cm以上；

58、运行桅柱式升降机构，将作业平面上升至第二次安装u型托钩之上的位置，垂直高度应超出u型托钩最凹处不小于20cm；

59、运行伸缩机构进行前伸操作，使作业平面上搭接柄的弧形卡槽正对准u型托钩的最凹处，再运行桅柱式升降机构进行下降操作，使得搭接柄的弧形卡槽扣入u型托钩的最凹处。

60、本发明所达到的有益效果：

61、本发明提出的一种隧道施工平台车及施工方法，可实现皮带出渣隧道的跨皮带二次加固作业，满足了在保障皮带连续运行情况下的便捷施工。同时，还兼具了针对隧道拱顶部分的施工能力，上述优势是其他同类设备所缺乏的，极大程度上解决了原先隧道高空作业中存在的安全隐患和效率问题，并最终显示出快速、高效和安全的作业目标。除了皮带出渣隧道，本专利还可应用于一般常规隧道或者其他跨障碍物隧道施工场景。