專利名稱：用全斷面針梁臺車進行大坡度斜井施工的方法及針梁臺車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種斜井施工的方法及施工設(shè)備，尤其涉及一種用全斷面針梁臺車進行大坡度斜井施工的方法及針梁臺車。
背景技術(shù)：
隧洞斜井工程中的斜井為有壓圓形隧洞，傳統(tǒng)施工方法一般采用“組合鋼模板+ 滿堂紅架”和“鋼模臺車”進行混凝土澆筑施工，即采用人工搭設(shè)滿堂紅架，安裝加固組合鋼模板進行混凝土澆筑和分底板、邊頂拱兩次澆筑的施工方案，其優(yōu)點是采取該兩種方式進行混凝土澆筑施工技術(shù)成熟，施工人員容易掌握，操作熟練；其缺點是施工工藝復(fù)雜、安全隱患較大、工程質(zhì)量不易控制，且投入成本較高，施工進度緩慢，影響施工工期。上述傳統(tǒng)施工方法的缺點在大坡度斜井施工中尤為明顯，比如斜井坡度為20°即大坡度斜井與水平面之間的夾角為20°、開挖直徑9m、襯砌后直徑為7. 5m、全長160m的情況下，按照傳統(tǒng)的混凝土澆筑施工方案，例如組合鋼模板+滿堂架、鋼模臺車，難以組織實施，且無法保證質(zhì)量安全，并影響施工工期，難以確保工程斜井工程總體目標(biāo)的實現(xiàn)。目前還沒有將全斷面針梁臺車用于斜井坡度為20°的斜井施工的文獻報道及應(yīng)用工程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種用全斷面針梁臺車進行大坡度斜井施工的方法及針梁臺車。為了達到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案本發(fā)明所述用全斷面針梁臺車進行大坡度斜井施工的方法中，所述全斷面針梁臺車包括針梁和模體，所述針梁置于所述模體的模體框架內(nèi)并能作相對于所述模體的軸向移動，所述大坡度斜井與水平面之間的夾角大于10° ；所述方法包括針梁導(dǎo)向方法、針梁臺車牽引方法、針梁臺車穩(wěn)固方法和混凝土澆筑方法；所述針梁導(dǎo)向方法中，所述針梁的滑輪組采用8段導(dǎo)向鋼絲繩完成所述針梁的導(dǎo)向；所述針梁臺車牽引方法為在所述模體框架的兩側(cè)設(shè)置動滑輪，在所述大坡度斜井的出口段兩側(cè)設(shè)置卷揚機，在所述卷揚機上安裝動滑輪組，同側(cè)的所述模體框架上的動滑輪和所述卷揚機上的動滑輪組之間采用6段牽引鋼絲繩；所述針梁臺車穩(wěn)固方法包括(1)在所述全斷面針梁臺車的模體框架的兩側(cè)縱向設(shè)置連接板，將所述模體框架連接為整體，(2)在所述針梁的后端和所述全斷面針梁臺車的前端設(shè)置支撐體，(3)在所述針梁的滑輪組和所述模體框架的動滑輪的滑輪槽處設(shè)置限位板，同時分別在所述卷揚機上的滑輪組所在位置安裝測力計，在所述模體框架后端設(shè)置限位板， (4)在所述大坡度斜井的出口段中部位置設(shè)置鋼桁架，在所述針梁的前端與所述鋼桁架之間設(shè)置抗滑鋼絲繩；所述混凝土澆筑方法為將混凝土運輸車內(nèi)的混凝土通過輸送泵泵入所述全斷面針梁臺車內(nèi)，在一個分段內(nèi)一次澆筑成型。針梁的滑輪組采用8段導(dǎo)向鋼絲繩完成針梁的導(dǎo)向，結(jié)合針梁、導(dǎo)向鋼絲繩的重量以及斜井20°的傾斜度進行轉(zhuǎn)換計算后得到所需的牽引力為26. 74 + 8 = 3. 34t，全斷面針梁臺車的原配置卷揚機就能夠滿足要求，順利完成針梁的移位。在模體框架與斜井出口段的卷揚機之間采用12段牽引鋼絲繩(一側(cè)6段，兩側(cè)共計12段)用于牽引全斷面針梁臺車，結(jié)合全斷面針梁臺車的重量以及斜井20°的傾斜度進行轉(zhuǎn)換計算后得到所需的牽引力為66. 82 + 12 = 5. 57t，結(jié)合牽引鋼絲繩共計12段的總重為3. 936t，牽引全斷面針梁臺車共計需要牽引力為3. 936+5. 57 = 9. 51t < IOt,故在斜井出口段配置2臺5t卷揚機即可滿足要求。上述穩(wěn)固方法一方面保證全斷面針梁臺車在運行過程中不會受損，另一方面可以保證全斷面針梁臺車不會出現(xiàn)自行向井底滑行的問題，確保施工順利進行。通過混凝土運輸車和輸送泵結(jié)合輸送混凝土，有效解決長距離斜井段工程混凝土運輸困難的問題。具體地，所述針梁導(dǎo)向方法中，所述針梁的滑輪組采用兩個雙輪滑輪和三個單輪滑輪聯(lián)合形成運行系統(tǒng)；所述針梁臺車牽引方法中，在所述模體框架的兩側(cè)各設(shè)置一個三輪動滑輪，在一臺所述卷揚機上安裝兩個雙輪動滑輪形成動滑輪組；所述針梁臺車穩(wěn)固方法中，在所述針梁的前端與所述鋼桁架之間設(shè)置兩根平行的抗滑鋼絲繩。具體地，所述大坡度斜井與水平面之間的夾角為20°。本發(fā)明所述針梁臺車包括針梁導(dǎo)向裝置，所述針梁導(dǎo)向裝置包括兩個雙輪滑輪、 三個單輪滑輪和導(dǎo)向鋼絲繩，所述兩個雙輪滑輪并列安裝于所述針梁桁架上，所述三個單輪滑輪并列安裝于與所述兩個雙輪滑輪相對的所述針梁桁架上，所述導(dǎo)向鋼絲繩從固定端開始依次繞過第一個雙輪滑輪、第一個單輪滑輪、第一個雙輪滑輪、第二個單輪滑輪、第二個雙輪滑輪、第三個單輪滑輪、第二個雙輪滑輪和牽引滑輪后與所述全斷面針梁臺車上的自帶卷揚機連接，所述導(dǎo)向鋼絲繩共形成8段。進一步，所述針梁臺車還包括針梁臺車牽引裝置，所述針梁臺車牽引裝置包括兩個三輪動滑輪、四個雙輪動滑輪、卷揚機和牽引鋼絲繩，兩個所述三輪動滑輪分別設(shè)置于所述模體框架的兩側(cè)，所述卷揚機為兩臺，分別安裝于所述大坡度斜井的出口段兩側(cè)，所述雙輪動滑輪中兩個為一組安裝于一臺所述卷揚機上，同側(cè)的所述模體框架上的三輪動滑輪和所述卷揚機上的雙輪動滑輪組之間通過所述牽引鋼絲繩連接，所述牽引鋼絲繩共形成6 段。進一步，所述針梁臺車還包括針梁臺車穩(wěn)固裝置，所述針梁臺車穩(wěn)固裝置包括桁架加固裝置，所述桁架加固裝置包括8根工字鋼，所述8根工字鋼中4根為一組，分別設(shè)置于所述模體框架兩側(cè)的上、下兩層。進一步，所述針梁臺車穩(wěn)固裝置還包括支撐裝置，所述支撐裝置包括地錨、前支撐體、前支撐千斤、預(yù)埋鋼板、后支撐體和后支撐千斤，所述前支撐體的兩端分別與所述針梁臺車前端中部和所述地錨連接，所述前支撐體的中部通過所述前支撐千斤與所述針梁臺車前端下部連接，所述地錨設(shè)置于基巖內(nèi)；所述后支撐體的兩端分別與所述針梁后端上部和所述預(yù)埋鋼板連接，所述后支撐體的中部通過所述后支撐千斤與所述針梁后端中部連接， 所述預(yù)埋鋼板設(shè)置于澆筑混凝土內(nèi)。進一步，所述針梁臺車穩(wěn)固裝置還包括限位裝置，所述限位裝置包括限位工字鋼和測力計，所述限位工字鋼包括多塊，分別安裝于所述針梁的滑輪組的滑輪槽處、所述模體框架的動滑輪的滑輪槽處和所述模體框架的后端，所述測力計安裝于所述卷揚機上的動滑輪組所在位置。通過測定卷揚機上的動滑輪組的受力情況，分析運行過程中牽引系統(tǒng)的安全狀態(tài)。
進一步，所述針梁臺車穩(wěn)固裝置還包括抗滑裝置，所述抗滑裝置包括防滑鋼絲繩和鋼桁架，所述鋼桁架設(shè)置于所述大坡度斜井的出口段中部，所述抗滑鋼絲繩安裝于所述針梁的前端與所述鋼桁架之間。作為優(yōu)選，所述抗滑鋼絲繩為相互平行的兩根且與所述針梁臺車同軸向。本發(fā)明的有益效果在于采用本發(fā)明所述針梁臺車并按本發(fā)明所述方法進行大坡度斜井施工，具有施工工藝簡單、施工難度小、施工質(zhì)量高、施工進度快、施工周期短的優(yōu)點，同時能夠減小或避免安全隱患，節(jié)省人力及時間成本。


圖1是本發(fā)明所述用全斷面針梁臺車進行大坡度斜井施工的施工示意圖；圖2是本發(fā)明所述針梁臺車中的限位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明所述針梁臺車中的支撐裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明所述針梁臺車中的針梁導(dǎo)向裝置的主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明所述針梁臺車中的針梁導(dǎo)向裝置的局部俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步具體描述如圖1所示，本發(fā)明所述用全斷面針梁臺車進行大坡度斜井施工的方法中，所述全斷面針梁臺車2包括針梁17和模體31，針梁17置于模體31的模體框架沈內(nèi)并能作相對于模體31的軸向移動，大坡度斜井1與水平面之間的夾角為20° ；所述方法包括針梁導(dǎo)向方法、針梁臺車牽引方法、針梁臺車穩(wěn)固方法和混凝土澆筑方法。如圖4和圖5所示，所述針梁導(dǎo)向方法中，針梁17的滑輪組采用兩個雙輪滑輪25 和三個單輪滑輪M聯(lián)合形成運行系統(tǒng)，共形成8段導(dǎo)向鋼絲繩19，完成針梁17的導(dǎo)向。結(jié)合圖1，針梁臺車2的牽引方法為在模體框架沈的兩側(cè)各設(shè)置一個三輪動滑輪，在大坡度斜井1的出口段兩側(cè)設(shè)置卷揚機，在一臺所述卷揚機上安裝兩個雙輪動滑輪形成動滑輪組，同側(cè)的模體框架26上的動滑輪和卷揚機上的動滑輪組之間采用6段牽引鋼絲繩(圖中未示出)，兩側(cè)一共形成12段牽引鋼絲繩，上述三輪動滑輪、卷揚機、動滑輪組和牽引鋼絲繩組成的牽引裝置與針梁導(dǎo)向方法中的導(dǎo)向裝置結(jié)構(gòu)類似，所以未在圖中示出。如圖1、圖2和圖3所示，針梁臺車2的穩(wěn)固方法包括(1)在全斷面針梁臺車2的模體框架沈的兩側(cè)縱向設(shè)置連接板，將模體框架沈連接為整體，( 在針梁17的后端和全斷面針梁臺車2的前端設(shè)置支撐體，( 在針梁17的滑輪組和模體框架沈的動滑輪的滑輪槽處設(shè)置限位板，同時分別在卷揚機上的滑輪組所在位置安裝測力計(圖中未示出)， 在模體框架沈的后端設(shè)置限位板，(4)在大坡度斜井1的出口段中部位置設(shè)置鋼桁架(圖中未示出)，在針梁17的前端與鋼桁架之間設(shè)置兩根平行的抗滑鋼絲繩(圖中未示出)；所述混凝土澆筑方法為將混凝土運輸車6內(nèi)的混凝土通過輸送泵4泵入全斷面針梁臺車2 內(nèi)，在一個分段內(nèi)一次澆筑成型。圖1中示出大坡度斜井1內(nèi)的軌道8、絞車牽引鋼絲繩 7、混凝土輸送溜槽5、混凝土輸送泵管3和卡軌器30。如圖4和圖5所示，本發(fā)明所述全斷面針梁臺車2包括針梁導(dǎo)向裝置，所述針梁導(dǎo)向裝置包括兩個雙輪滑輪25、三個單輪滑輪M和導(dǎo)向鋼絲繩19，兩個雙輪滑輪25并列安裝于針梁17的桁架上，三個單輪滑輪M并列安裝于與兩個雙輪滑輪25相對的針梁17的桁架上，導(dǎo)向鋼絲繩19從固定端18開始依次繞過第一個雙輪滑輪、第一個單輪滑輪、第一個雙輪滑輪、第二個單輪滑輪、第二個雙輪滑輪、第三個單輪滑輪、第二個雙輪滑輪和牽引滑輪16后與全斷面針梁臺車上的自帶卷揚機23連接，導(dǎo)向鋼絲繩19共形成8段，牽引滑輪16與上述第二個雙輪滑輪之間還有常規(guī)設(shè)置的用于給導(dǎo)向鋼絲繩19限位的限位輪20。 圖4示出針梁17的行走機構(gòu)21、導(dǎo)向鋼絲繩19的張緊機構(gòu)22。 結(jié)合圖1，針梁臺車2還包括針梁臺車牽引裝置，所述針梁臺車牽引裝置包括兩個三輪動滑輪、四個雙輪動滑輪、卷揚機和牽引鋼絲繩，兩個三輪動滑輪分別設(shè)置于模體框架 26的兩側(cè)，卷揚機為兩臺，分別安裝于大坡度斜井1的出口段兩側(cè)，雙輪動滑輪中兩個為一組安裝于一臺卷揚機上，同側(cè)的模體框架26上的三輪動滑輪和卷揚機上的雙輪動滑輪組之間通過牽引鋼絲繩連接，牽引鋼絲繩共形成6段，兩側(cè)一共形成12段牽引鋼絲繩，上述三輪動滑輪、卷揚機、動滑輪組和牽引鋼絲繩組成的牽引裝置與針梁導(dǎo)向方法中的導(dǎo)向裝置結(jié)構(gòu)類似，所以未在圖中示出。 如圖1、圖2和圖3所示，針梁臺車2還包括針梁臺車穩(wěn)固裝置，所述針梁臺車穩(wěn)固裝置包括桁架加固裝置，所述桁架加固裝置包括8根工字鋼(圖中未示出)，8根工字鋼中4 根為一組，分別設(shè)置于模體框架26兩側(cè)的上、下兩層。所述針梁臺車穩(wěn)固裝置還包括支撐裝置，所述支撐裝置包括地錨14、前支撐體13、前支撐千斤15、預(yù)埋鋼板9、后支撐體10和后支撐千斤11，前支撐體13的兩端分別與針梁臺車2的前端中部和地錨14連接，前支撐體13的中部通過前支撐千斤15與針梁臺車2的前端下部連接，地錨14設(shè)置于基巖內(nèi)；后支撐體10的兩端分別與針梁17的后端上部和預(yù)埋鋼板9連接，后支撐體10的中部通過后支撐千斤11與針梁17的后端中部連接，預(yù)埋鋼板9設(shè)置于澆筑混凝土內(nèi)。圖3中12為操作平臺。所述針梁臺車穩(wěn)固裝置還包括限位裝置，所述限位裝置包括橫向限位工字鋼觀、縱向限位工字鋼27、牽引加強板四和測力計(圖中未示出)，橫向限位工字鋼觀和縱向限位工字鋼27分別安裝于針梁19的滑輪組的滑輪槽處、模體框架沈的動滑輪的滑輪槽處和模體框架沈的后端，測力計安裝于卷揚機上的動滑輪組所在位置。通過測力計測定卷揚機上的動滑輪組的受力情況，分析運行過程中牽引系統(tǒng)的安全狀態(tài)。所述針梁臺車穩(wěn)固裝置還包括抗滑裝置，所述抗滑裝置包括防滑鋼絲繩(圖中未示出)和鋼桁架(圖中未示出)，鋼桁架設(shè)置于大坡度斜井1的出口段中部，抗滑鋼絲繩安裝于針梁17的前端與鋼桁架之間， 抗滑鋼絲繩為相互平行的兩根且與所述針梁臺車2同軸向。 結(jié)合圖1-圖5，針梁17的滑輪組采用8段導(dǎo)向鋼絲繩19完成針梁17的導(dǎo)向，結(jié)合針梁17、導(dǎo)向鋼絲繩19的重量以及斜井1的20°的傾斜度進行轉(zhuǎn)換計算后得到所需的牽引力為26. 74 + 8 = 3. 34t，全斷面針梁臺車2原配置的自帶卷揚機23就能夠滿足要求， 順利完成針梁17的移位。在模體框架沈與斜井1出口段的卷揚機之間采用12段牽引鋼絲繩(一側(cè)6段，兩側(cè)共計12段)用于牽引全斷面針梁臺車2，結(jié)合全斷面針梁臺車2的重量以及斜井1的20°的傾斜度進行轉(zhuǎn)換計算后得到所需的牽引力為66. 82 + 12 = 5. 57t， 結(jié)合牽引鋼絲繩共計12段的總重為3. 936t，牽引全斷面針梁臺車2共計需要牽引力為 3. 936+5. 57 = 9. 51t < IOt,故在斜井1的出口段配置2臺5t卷揚機即可滿足要求。通過混凝土運輸車6和輸送泵4結(jié)合輸送混凝土，有效解決長距離斜井段工程混凝土運輸困難的問題。下面結(jié)合具體的試驗工程和圖1-圖5對本發(fā)明作進一步具體描述本試驗工程為有壓圓形隧洞的混凝土施工工程，全長166. 03m，屬III、V類圍巖。 開挖直徑為8. 9 9. 5m，襯砌厚度為60 80cm，襯砌后內(nèi)徑7. 50m。根據(jù)設(shè)計圖紙施工要求采取全斷面施工，分段長度6 8m，最大段位混凝土澆筑213. 63m3，后期通過設(shè)計變更為混凝土澆筑分段長度均為8. 9m。主要包括斜洞段上、下彎段，斜洞段直段及部分埋管段， 與水平方向成20°夾角。具體施工程序如下(1)針梁17的移動力學(xué)分析及改進通過針梁臺車2的相關(guān)技術(shù)參數(shù)可知針梁17重30. Ot,因此針梁17在斜井1內(nèi)的混凝土施工中的移動牽引力計算公式為F1 = Gl+fl，式中下滑分力Gl = Wlsina = 30Xsin20° = 10. 26t ；摩擦力 fl = μ 1P1，Pl = Wlcos20° =30Xcos20° =28.19t，鋼與鋼之間的滑動摩擦系數(shù)μ 1 = 0.05 0. 1，取0. 075，fl = 0. 075X28. 19 = 2. lit。針梁17的移動牽引力Fl = 10. 26+2. 11 = 12. 37t，考慮2. 0安全系數(shù)，故針梁17 向上移動需牽引力12. 37X2. 0 = 26. 74t。因此結(jié)合受力分析情況，需對針梁臺車2原導(dǎo)向機構(gòu)進行改進，通過將導(dǎo)向機構(gòu)原有4根導(dǎo)向鋼絲繩滑輪組改進為8根導(dǎo)向鋼絲繩滑輪組的方式完成針梁17的移動。轉(zhuǎn)換后需牽引力26. 74 + 8 = 3. 34t < 5t，原配置的自帶卷揚機23即可滿足要求。(2)模體31的移動受力分析及改進模體31主要包括模板總成、梁框總成、行走機構(gòu)、抗浮裝置及托架幾大部分，總自重66t。在襯砌過程中其他附加荷載主要包括走道、木板、施工人員、粘結(jié)混凝土等，共計約15t。模體31的總重量=66t+15t = 81. 0t。模體31的移動所需牽引力F2 = G2+f2，式中下滑分力 G2 = W2sina = 81Xsin20° = 27. 70t ；摩擦力 f2 = μ 2Ρ2，Ρ2 = W2cos20° =81Xcos20° = 76. 12t。鋼與鋼之間的滑動摩擦系數(shù)μ 2 = 0. 05 0. 1，取0. 075，f2 = 0. 075X76. 12 = 5. 71t。模體31的向上滑移動牽引力G2 = 27. 70+5. 71 = 33. 41t，考慮2. 0安全系數(shù)，故模體31的移動需牽引力33. 41X2. 0 = 66. 82t。結(jié)合受力計算情況，需針對模體31進行改進，模體31移動主要依靠在模體框架沈前端兩側(cè)中心位置安裝動滑輪組，通過滑輪組力學(xué)轉(zhuǎn)換，借助外力對模體31牽引，使其與針梁臺車2的針梁17發(fā)生相對運動。(3)針梁臺車2的應(yīng)用運行①針梁部分運行應(yīng)用運行通過受力計算分析，通過對針梁臺車2的局部導(dǎo)向機構(gòu)改進，力學(xué)轉(zhuǎn)換后需牽引力26. 74 + 8 = 3. 34t < 5t，因此針梁17利用原配置5t自帶卷揚機23進行牽引。②模體31的應(yīng)用運行通過受力計算分，通過對模體31的模體框架沈增加設(shè)置動滑輪組，力學(xué)轉(zhuǎn)換后需牽引力66. 82 + 12 = 5. 57t，主要依靠外力對模體31進行牽引移動，因此擬定在出口段工程 7+067. 446位置處對稱設(shè)置2臺5t卷揚機，為確保模體31平行移動，卷揚機為聯(lián)動操作和單控操作一體，既能糾偏又可使模體31順利運行。同時在7+058. 245 7+067. 446段即卷CN 102536267 A揚機前設(shè)置鋼桁架結(jié)構(gòu)以安裝定滑輪和導(dǎo)向滑輪，與模體框架26前端兩側(cè)設(shè)置的動滑輪組連接形成完整系統(tǒng)，以確保模體31安全運行。卷揚機配置參數(shù)鋼絲繩額定速度lOm/min ；卷筒直徑Φ 400mm ；卷筒寬度720mm ； 卷筒鋼絲繩容量250m ；鋼絲繩直徑Φ21. 5 ；電動機型號YS 160L-6 ；功率llkW ；減速機規(guī)格型號:ZSZ703 ；傳動比153. 5 ；總傳動比153. 5 ；制動器型號YWZB_300/25。牽引鋼絲繩配置通過力學(xué)轉(zhuǎn)換后，模體31需牽引力5. 57t，同時模體31移動過程中必須考慮牽引鋼絲繩自重產(chǎn)生的拉力。根據(jù)牽引鋼絲繩的容許拉力應(yīng)滿足下式要求Sg ( α R/K計算，其式中Sg-牽引鋼絲繩容許拉力(N)；α-牽引鋼絲繩破斷拉力換算系數(shù)(或受力不均勻系數(shù))；R-牽引鋼絲繩破斷拉力總和；K-牽引鋼絲繩安全系數(shù)?；喗M牽引鋼絲繩Sg = 5. 57t，α取值0. 82 ；K值根據(jù)用于電動起重設(shè)備安全系數(shù)設(shè)定，上式中K值取5。通過計算5. 57 = 0. 82XR+5R = 33. 96t = 332. 84KN，故經(jīng)過查閱牽引鋼絲繩規(guī)格表，牽引鋼絲繩選取Φ21. 5mm(6X37+1)鋼絲繩，牽引鋼絲繩公稱抗拉強度1850N/ mm2。牽引鋼絲繩單位重量1.64kg/m，長度200m。單段牽引鋼絲繩總重1. 64X200/1000 = 0.3^t，滑輪組牽引鋼絲繩共計12段總重3.936t。模體移動共計需要牽引力3.936+5.57 =9. 51t < 10t，故配置2臺5t卷揚機滿足要求。(4)斜井1的混凝土澆筑施工①鋼筋工程鋼筋制安在鋼筋加工場嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙及相關(guān)施工規(guī)范根據(jù)施工進度計劃提前集中加工，加工后的鋼筋根據(jù)規(guī)格型號分類堆放整齊。鋼筋加工完成后，根據(jù)現(xiàn)場實際進度情況，按照混凝土澆筑段需要的配筋情況，運送至施工作業(yè)面。鋼筋運至作業(yè)面后采取人工安裝，現(xiàn)場綁扎。鋼筋安裝時，先根據(jù)設(shè)計圖紙測放出中心線、高程、樁號等控制點后，采取安裝插筋的方式，布設(shè)鋼筋安裝骨架。然后根據(jù)設(shè)計圖紙進行人工安裝鋼筋，采用鉛絲或電焊進行加固。鋼筋連接根據(jù)實際情況采取機械連接或人工電弧焊，焊接、機械連接和鋼筋搭接長度必須滿足相關(guān)規(guī)范要求。②模板工程施工結(jié)合穿黃隧洞工程施工特點，利用平洞段工程9. Om針梁臺車2進行改進后進行斜洞段工程混凝土施工，在施工過程中分為針梁17與模體31發(fā)生相對運動行走，其中針梁17 移動依靠原配置5t的自帶卷揚機23牽引移動，模體31布置主要依靠外力(出口段工程配置2臺5t卷揚機)牽引移動，初步擬定針梁17的移動速度為9. Om/h，模體31的移動速度 3. Om/h ο③混凝土澆筑混凝土澆筑施工采取自下而上的順序進行混凝土澆筑施工。I混凝土入倉
在斜洞段工程距混凝土澆筑段20m處設(shè)置HZS60混凝土輸送泵4，采用 JTK1. 8X1. 6型礦用絞車+平板臺車+細(xì)3混凝土運輸車6運送到混凝土輸送泵4的位置， 通過混凝土輸送泵4入倉澆筑。II澆筑方法a邊墻及邊、底拱混凝土澆筑施工采用分層澆筑，分成厚度不宜大于振搗棒的1.25倍，采用 Φ 70mm、Φ 50mm軟軸插入式振搗器振搗。在振搗上一層的時應(yīng)插入下一層5cm左右，以消除兩層之間的接縫，并振搗上層混凝土要在下層混凝土初凝之前進行。振搗時采取“快插慢拔”的方式進行，振搗過程中宜將振搗棒上下抽動，以使上下混凝土振搗均勻密實。在振搗過程中，每個插入點都要掌握好振搗時間，過短不易振搗密實，過長又可能產(chǎn)生混凝土離析現(xiàn)象?；炷琳駬v標(biāo)準(zhǔn)都以混凝土表面不再顯著下沉、不再出現(xiàn)氣泡、表面泛出出灰漿為準(zhǔn)。振搗時，距離模板不宜大于振搗作用的0. 5倍，并不宜靠近模板振搗，且盡量避免碰撞鋼筋、止水等。b邊、頂拱為確保斜洞段工程混凝土振搗質(zhì)量及效果，在邊、頂拱安裝附著式振搗器。施工過程中需注意事項附著式振搗器使用時，引出電纜線不得拉得過緊，更不得斷裂。作業(yè)時，應(yīng)隨時觀察電氣設(shè)備的漏電保護器和接地或接零裝置并確認(rèn)合格。附著式振搗器安裝在混凝土模板上時，每次振動時間不應(yīng)超過lmin，當(dāng)混凝土在模內(nèi)泛漿流動或成水平狀即可停振，不得在混凝土初凝狀態(tài)時再振。附著式振搗器的電動機與平板應(yīng)保持緊固，電源線必須固定在平板上，電器開關(guān)應(yīng)裝在手把上。附著式振搗器作業(yè)時，應(yīng)使平板與混凝土保持接觸，使振波有效的振搗密實混凝土，待表面出漿，不再下沉后，即可緩慢向前移動，移動速度應(yīng)能保證混凝土振實出漿。④養(yǎng)護混凝土澆筑完成后為拆除模板養(yǎng)護期間，應(yīng)采取澆水、噴淋灑水等措施進行保濕、 潮濕養(yǎng)護，保證模板接縫處不致失水干燥。拆除模板后，繼續(xù)采取澆水或覆蓋灑水等措施進行潮濕養(yǎng)護。(5)模板變形監(jiān)測為確?；炷翝仓尚唾|(zhì)量，施工過程中對模體進行變形監(jiān)測，在針梁臺車2的橫斷面共設(shè)八個監(jiān)測點，以45°圓心角對應(yīng)的沿模體內(nèi)緣布置監(jiān)測點，分別為頂拱1個、 邊頂拱左右各1個、腰線左右各1個、邊底拱左右各1個、底拱1個。變形監(jiān)測方法采用全站儀架設(shè)于已知控制點后視已知點定向，然后利用徠卡 TCR702全站儀的激光測距功能測出布設(shè)的測點點位坐標(biāo)，通過編程計算器計算所測點位的實測半徑來進行斜井針梁臺車模體變形監(jiān)測成果表的填寫。(6)安全技術(shù)措施結(jié)合全斷面針梁臺車2的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及斜洞段工程運行狀態(tài)下的實際情況，為確保全斷面針梁臺車2在斜洞段工程混凝土澆筑施工過程中的整體穩(wěn)定，擬定采取以下安全技CN 102536267 A術(shù)措施。①支撐裝置I由于全斷面針梁臺車2在斜洞段工程運行過程中，存在下滑分力較大，因此結(jié)合針梁臺車2在斜洞段工程的狀態(tài)，在針梁17的后端設(shè)置后支撐體10，同時在已澆筑混凝段預(yù)埋鋼板9，預(yù)埋鋼板9要求鋼板厚度2cm，要求加工為半徑3. 75m圓弧，結(jié)構(gòu)尺寸 40cmX40cm，預(yù)埋鋼板9與后支撐體10連接，采取焊接的方式固定。II由于模體31的移動是利用出口段工程設(shè)置的2臺5t卷揚機，通過滑輪組轉(zhuǎn)換后，進行牽引模體31行走，故為防止在模體31行走過程中，針梁17跟隨模體31 —起向前行走，在針梁臺車2的前端設(shè)置前支撐體13，前支撐體13為反向支撐，與基巖相連接，同時在設(shè)置地錨14。②限位裝置設(shè)置為確保針梁臺車2在斜洞段工程運行安全，限位裝置分為2部分設(shè)置，分別為牽引系統(tǒng)和針梁臺車2本身。I針梁臺車2的牽引系統(tǒng)限位裝置為確保牽引鋼絲繩在不脫離滑輪槽，因此分別在針梁臺車2及桁架位置滑輪組的滑輪槽處設(shè)置限位裝置。同時分別在鋼桁架左右兩側(cè)滑輪組處安裝測力計，通過測定滑輪組的受力情況，分析運行過程中牽引系統(tǒng)的安全狀態(tài)。II針梁臺車2本身的限位裝置為防止模體31的頂拱液壓油缸斷裂，采取利用型鋼在模體框架沈后端增加設(shè)置限位裝置的方式，分別為縱向限位裝置及橫向限位裝置，具體形式詳見限位裝置示意圖。③抗滑設(shè)置為確保針梁臺車2在斜洞段工程混凝土施工中順利運行，抵消針梁臺車2在20° 斜洞段工程狀態(tài)的下滑分力，因此擬定采取如下措施I在針梁17的前端平行洞軸線設(shè)置2根抗滑鋼絲繩，與出口段工程鋼桁架向連接，同時利用針梁17的后端設(shè)置的后支撐；II模體31下滑分力主要通過設(shè)置12根Φ21. 5牽引鋼絲繩，并分別與模體框架 26和出口段設(shè)置的鋼桁架、2臺5t卷揚機的相連接方式抵消。④安全防護網(wǎng)設(shè)置由于全斷面針梁臺2在斜洞段工程處于20°斜面狀態(tài)，施工人員在針梁臺車2上進行施工或行走存在較大安全隱患，同時結(jié)合本標(biāo)段工程實際情況，平洞段及斜洞下彎段工程施工需安全通道。因此為確保安全，擬定采取如下安全防護措施根據(jù)全斷面針梁臺車2的結(jié)構(gòu)，在針梁臺車2的模體框架沈的后端部分上、中、下及底板四層設(shè)置白色呢絨繩安全網(wǎng)，對針梁臺車2的模體框架沈的后端進行封閉。安全防護網(wǎng)安裝首先在針梁臺車2的模體框架沈的后端部采用Φ22鋼筋設(shè)置鋼骨架和在模體框架26后端的加筋環(huán)上設(shè)置掛鉤，然后采取人工安裝的方式進行白色呢絨繩網(wǎng)安裝，安全防護網(wǎng)高度1. 5m(具體根據(jù)空間尺寸確定)。為確保平洞段工程及下彎段施工，在模板31的底部中間位置設(shè)置進出口通道。⑤防滑板設(shè)置為確保斜洞段工程混凝土澆筑施工過程中施工人員安全，在針梁臺車2上分上、中、下三層設(shè)置防滑板。防滑板采用5mm厚的木板，在防滑板上設(shè)置防滑條，防滑條間距 30cm。防滑板必須與型鋼進行連接牢固，與全斷面針梁臺車2連接成整體。
權(quán)利要求
1.一種用全斷面針梁臺車進行大坡度斜井施工的方法，所述全斷面針梁臺車包括針梁和模體，所述針梁置于所述模體的模體框架內(nèi)并能作相對于所述模體的軸向移動，所述大坡度斜井與水平面之間的夾角大于10° ；其特征在于所述方法包括針梁導(dǎo)向方法、針梁臺車牽引方法、針梁臺車穩(wěn)固方法和混凝土澆筑方法；所述針梁導(dǎo)向方法中，所述針梁的滑輪組采用8段導(dǎo)向鋼絲繩完成所述針梁的導(dǎo)向；所述針梁臺車牽引方法為在所述模體框架的兩側(cè)設(shè)置動滑輪，在所述大坡度斜井的出口段兩側(cè)設(shè)置卷揚機，在所述卷揚機上安裝動滑輪組，同側(cè)的所述模體框架上的動滑輪和所述卷揚機上的動滑輪組之間采用6段牽引鋼絲繩；所述針梁臺車穩(wěn)固方法包括(1)在所述全斷面針梁臺車的模體框架的兩側(cè)縱向設(shè)置連接板，將所述模體框架連接為整體，(2)在所述針梁的后端和所述全斷面針梁臺車的前端設(shè)置支撐體，(3)在所述針梁的滑輪組和所述模體框架的動滑輪的滑輪槽處設(shè)置限位板，在所述卷揚機上的動滑輪組所在位置安裝測力計，在所述模體框架后端設(shè)置限位板，(4)在所述大坡度斜井的出口段中部位置設(shè)置鋼桁架，在所述針梁的前端與所述鋼桁架之間設(shè)置抗滑鋼絲繩；所述混凝土澆筑方法為將混凝土運輸車內(nèi)的混凝土通過輸送泵泵入所述全斷面針梁臺車內(nèi)，在一個分段內(nèi)一次澆筑成型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用全斷面針梁臺車進行大坡度斜井施工的方法，其特征在于所述針梁導(dǎo)向方法中，所述針梁的滑輪組采用兩個雙輪滑輪和三個單輪滑輪聯(lián)合形成運行系統(tǒng)；所述針梁臺車牽引方法中，在所述模體框架的兩側(cè)各設(shè)置一個三輪動滑輪，在一臺所述卷揚機上安裝兩個雙輪動滑輪形成動滑輪組；所述針梁臺車穩(wěn)固方法中，在所述針梁的前端與所述鋼桁架之間設(shè)置兩根平行的抗滑鋼絲繩。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用全斷面針梁臺車進行大坡度斜井施工的方法，其特征在于所述大坡度斜井與水平面之間的夾角為20°。
4.一種如權(quán)利要求1所述的用全斷面針梁臺車進行大坡度斜井施工的方法采用的針梁臺車，其特征在于包括針梁導(dǎo)向裝置，所述針梁導(dǎo)向裝置包括兩個雙輪滑輪、三個單輪滑輪和導(dǎo)向鋼絲繩，所述兩個雙輪滑輪并列安裝于所述針梁桁架上，所述三個單輪滑輪并列安裝于與所述兩個雙輪滑輪相對的所述針梁桁架上，所述導(dǎo)向鋼絲繩從固定端開始依次繞過第一個雙輪滑輪、第一個單輪滑輪、第一個雙輪滑輪、第二個單輪滑輪、第二個雙輪滑輪、第三個單輪滑輪、第二個雙輪滑輪和牽引滑輪后與所述全斷面針梁臺車上的自帶卷揚機連接，所述導(dǎo)向鋼絲繩共形成8段。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的針梁臺車，其特征在于所述針梁臺車還包括針梁臺車牽引裝置，所述針梁臺車牽引裝置包括兩個三輪動滑輪、四個雙輪動滑輪、卷揚機和牽引鋼絲繩，兩個所述三輪動滑輪分別設(shè)置于所述模體框架的兩側(cè)，所述卷揚機為兩臺，分別安裝于所述大坡度斜井的出口段兩側(cè)，所述雙輪動滑輪中兩個為一組安裝于一臺所述卷揚機上， 同側(cè)的所述模體框架上的三輪動滑輪和所述卷揚機上的雙輪動滑輪組之間通過所述牽引鋼絲繩連接，所述牽引鋼絲繩共形成6段。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的針梁臺車，其特征在于所述針梁臺車還包括針梁臺車穩(wěn)固裝置，所述針梁臺車穩(wěn)固裝置包括桁架加固裝置，所述桁架加固裝置包括8根工字鋼，所述 8根工字鋼中4根為一組，分別設(shè)置于所述模體框架兩側(cè)的上、下兩層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的針梁臺車，其特征在于所述針梁臺車穩(wěn)固裝置還包括支撐裝置，所述支撐裝置包括地錨、前支撐體、前支撐千斤、預(yù)埋鋼板、后支撐體和后支撐千斤， 所述前支撐體的兩端分別與所述針梁臺車前端中部和所述地錨連接，所述前支撐體的中部通過所述前支撐千斤與所述針梁臺車前端下部連接，所述地錨設(shè)置于基巖內(nèi)；所述后支撐體的兩端分別與所述針梁后端上部和所述預(yù)埋鋼板連接，所述后支撐體的中部通過所述后支撐千斤與所述針梁后端中部連接，所述預(yù)埋鋼板設(shè)置于澆筑混凝土內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的針梁臺車，其特征在于所述針梁臺車穩(wěn)固裝置還包括限位裝置，所述限位裝置包括限位工字鋼和測力計，所述限位工字鋼包括多塊，分別安裝于所述針梁的滑輪組的滑輪槽處、所述模體框架的動滑輪的滑輪槽處和所述模體框架的后端，所述測力計安裝于所述卷揚機上的滑輪組所在位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的針梁臺車，其特征在于所述針梁臺車穩(wěn)固裝置還包括抗滑裝置，所述抗滑裝置包括防滑鋼絲繩和鋼桁架，所述鋼桁架設(shè)置于所述大坡度斜井的出口段中部，所述抗滑鋼絲繩安裝于所述針梁的前端與所述鋼桁架之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的針梁臺車，其特征在于所述抗滑鋼絲繩為相互平行的兩根且與所述針梁臺車同軸向。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用全斷面針梁臺車進行大坡度斜井施工的方法，全斷面針梁臺車包括針梁和模體，針梁置于模體的模體框架內(nèi)并能軸向移動，大坡度斜井與水平面之間的夾角大于10°；所述方法包括針梁中的8段導(dǎo)向鋼絲繩導(dǎo)向方法、針梁臺車中的6段牽引鋼絲繩牽引方法、針梁臺車的加固、支撐、限位、抗滑穩(wěn)固方法和一次成型混凝土澆筑方法。本發(fā)明還公開了一種針梁臺車，包括針梁導(dǎo)向裝置，由兩個雙輪滑輪和三個單輪滑輪以及8段導(dǎo)向鋼絲繩組成。采用本發(fā)明所述針梁臺車并按本發(fā)明所述方法進行大坡度斜井施工，具有施工工藝簡單、施工難度小、施工質(zhì)量高、施工進度快、施工周期短的優(yōu)點，同時能夠減小或避免安全隱患，節(jié)省人力及時間成本。
文檔編號E21D11/10GK102536267SQ201210058120
公開日2012年7月4日 申請日期2012年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月7日
發(fā)明者余新啟, 廖成林, 朱海亞, 李洪濤, 溫定煜, 陳新, 高鵬偉 申請人:中國水利水電第五工程局有限公司