一種與tbm掘進同步施工的現(xiàn)澆仰拱襯砌臺車及混凝土養(yǎng)護系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種與TBM掘進同步施工的現(xiàn)澆仰拱襯砌臺車及混凝土養(yǎng)護系統(tǒng)，包括系統(tǒng)鋼軌、襯砌臺車、混凝土養(yǎng)護系統(tǒng)和豎直支撐系統(tǒng)；所述襯砌臺車包括橋架和邊模模板，橋架的橋架橫梁和橋架縱梁固裝成整體結(jié)構(gòu)，橋架橫梁上安裝有系統(tǒng)鋼軌和立柱桁架，邊模模板通過油缸和絲杠安裝在橋架橫梁上；所述豎直支撐系統(tǒng)由豎直支撐和支撐縱梁連接組成的整體結(jié)構(gòu)，支撐縱梁安裝在豎直支撐上，豎直支撐穿過洞內(nèi)鋼枕固定在洞底；所述混凝土養(yǎng)護系統(tǒng)由前坡道、混凝土澆筑區(qū)、混凝土養(yǎng)護區(qū)、Y型道岔及后坡道區(qū)組成。該系統(tǒng)可在TBM掘進時，同步完成現(xiàn)澆仰拱施工，較預(yù)制仰拱成本大大降低、較后施工仰拱的工期大幅縮短，同時有利于提升隧道施工質(zhì)量。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于長大隧道施工【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種與TBM掘進同步施工的現(xiàn) 澆仰拱襯砌臺車及混凝土養(yǎng)護系統(tǒng)。 -種與TBM掘進同步施工的現(xiàn)澆仰拱襯砌臺車及混凝土養(yǎng) 護系統(tǒng)

【背景技術(shù)】
[0002] 長期以來，采用TBM施工的長大隧道，仰拱施工有兩種方式：一是在掘進的同時， 在隧道底部鋪設(shè)鋼筋混凝土仰拱預(yù)制塊；二是掘進過程中不施工仰拱，待隧道貫通(或者分 階段貫通)后，再分別施工仰拱、邊頂拱(或者是全圓襯砌)。兩種施工方法都比較成熟，但前 者施工成本高、后者工期長。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實用新型專利提供了一種與TBM掘進同步施工的現(xiàn)澆仰拱襯砌臺車及混凝土 養(yǎng)護系統(tǒng)，該系統(tǒng)可在TBM掘進時，同步完成現(xiàn)澆仰拱施工，較預(yù)制仰拱成本大大降低、較 后施工仰拱的工期大幅縮短，同時有利于提升隧道施工質(zhì)量。
[0004] 如上構(gòu)思，本實用新型的技術(shù)方案是：一種與TBM掘進同步施工的現(xiàn)澆仰拱襯砌 臺車及混凝土養(yǎng)護系統(tǒng)，其特征在于：包括系統(tǒng)鋼軌、襯砌臺車、混凝土養(yǎng)護系統(tǒng)和堅直支 撐系統(tǒng)；所述襯砌臺車包括橋架和邊模模板，橋架的橋架橫梁和橋架縱梁固裝成整體結(jié)構(gòu)， 橋架橫梁上安裝有系統(tǒng)鋼軌和立柱桁架，邊模模板通過油缸和絲杠安裝在橋架橫梁上；所 述堅直支撐系統(tǒng)由堅直支撐和支撐縱梁連接組成的整體結(jié)構(gòu)，支撐縱梁安裝在堅直支撐 上，堅直支撐穿過洞內(nèi)鋼枕固定在洞底；所述混凝土養(yǎng)護系統(tǒng)由前坡道、混凝土澆筑區(qū)、混 凝土養(yǎng)護區(qū)、Y型道岔及后坡道區(qū)組成，前坡道和后坡道分別設(shè)置在系統(tǒng)鋼軌的前、后兩端， 并通過堅直支撐系統(tǒng)與洞內(nèi)鋼枕連接，在系統(tǒng)鋼軌上方為混凝土澆筑區(qū)和混凝土養(yǎng)護區(qū)，Y 型道岔設(shè)置在后坡道前部；前坡道和后坡道分別連接有提升裝置。
[0005] 上述堅直支撐通過螺紋套與支撐縱梁形成整體結(jié)構(gòu)。
[0006] 上述提升裝置由設(shè)置在立柱桁架上的吊機和與前、后坡道連接的鋼絲繩組成。
[0007] 上述支撐縱梁采用分段設(shè)計，每段長度與混凝土澆筑長度相匹配。
[0008] 上述支撐縱梁上安裝有承重輪，承重輪兩側(cè)裝有限位凸臺。
[0009] 本實用新型具有如下的優(yōu)點和積極效果：
[0010] 1、TBM掘進時，同步完成現(xiàn)澆仰拱襯砌施工，保證未達到齡期強度的混凝土不承 載；與鋪設(shè)預(yù)制仰拱快相比，施工縫大大減少、成洞質(zhì)量大幅提高，并且施工成本明顯降低； 與隧道貫通后施工現(xiàn)澆仰拱相比，工期大幅減少，施工成本相應(yīng)降低。
[0011] 2、本實用新型的混凝土養(yǎng)護系統(tǒng)分為4個組成部分，分別為：前坡道、混凝土澆筑 區(qū)、混凝土養(yǎng)護區(qū)、道岔及后坡道區(qū)，其中前、后坡道以及道岔主要功能是實現(xiàn)有軌運輸列 車從隧道內(nèi)鋼軌向襯砌臺車及養(yǎng)護系統(tǒng)上鋼軌的轉(zhuǎn)換。并且，道岔、前、后坡道連接為一個 整體，任何工況下均無需拆解，并且不必在臺車移動時拆卸或者安裝軌排等構(gòu)件，移動速度 快。
[0012] 3、本實用新型系統(tǒng)鋼軌通過堅直支撐固定在洞底，為系統(tǒng)本身以及通行的有軌運 輸列車提供支撐。并且依靠堅直支撐、支撐縱梁提供支反力，可通過若干滾輪在支撐縱梁上 行走，實現(xiàn)臺車定位。
[0013] 4、本實用新型既可適應(yīng)水平頂面仰拱施工，又可適應(yīng)異形斷面仰拱施工。
[0014] 5、利用本實用新型水平仰拱可實現(xiàn)半自動收面、抹光；異形斷面仰拱施工邊模的 立模、脫模、模板調(diào)整等動作通過液壓實現(xiàn)，以絲杠固定。
[0015] 6、本實用新型既能適應(yīng)連續(xù)皮帶機出渣工況，又能適應(yīng)有軌運輸方式出渣工況。
[0016] 7、本系統(tǒng)除自身移位狀態(tài)外，不影響有軌運輸列車正常通行。
[0017] 8、本實用新型任何工況條件下，都不會影響連續(xù)皮帶機出渣、風(fēng)水電供應(yīng)保障等 系統(tǒng)的正常運行。

【專利附圖】

【附圖說明】：
[0018] 圖1是仰拱襯砌前的隧道橫斷面；
[0019] 圖2是仰拱襯砌后的隧道橫斷面；
[0020] 圖3是現(xiàn)燒仰拱同步襯砌臺車橫斷面1 ;
[0021] 圖4是圖3的A部放大圖；
[0022] 圖5是圖3的B部放大圖；
[0023] 圖6是現(xiàn)澆仰拱同步襯砌臺車橫斷面2;
[0024] 圖7是現(xiàn)燒仰拱同步襯砌臺車橫斷面3 ;
[0025] 圖8是本實用新型的側(cè)視圖；
[0026] 圖9是圖8的俯視圖；
[0027] 圖10是圖8的C部放大圖。
[0028] 圖中1.鋼枕立柱，2.鋼枕，3.洞內(nèi)鋼軌，4.隧道開挖輪廓線，5.連續(xù)皮帶機，6.通 風(fēng)軟管，7.現(xiàn)澆仰拱，8.堅直支撐，9.支撐縱梁，10.邊摸，11.邊摸油缸，12.邊摸絲杠， 13.橫向絲杠，14.軟風(fēng)管儲存筒，15.立柱桁架，16.橋架縱梁，17.堅直支撐螺紋套，18.橋 架橫梁，19.系統(tǒng)鋼軌，20.有軌運輸平板車，21.吊機，22.限位凸臺，23.承重輪，24.堅直 支撐六角頭，25.前坡道提升鋼絲繩，26.前坡道，27.道岔，28.后坡道，29.后坡道提升鋼絲 繩，30.混凝土澆筑區(qū)，31.混凝土養(yǎng)護區(qū)。

【具體實施方式】：
[0029] 一種與TBM掘進同步施工的現(xiàn)澆仰拱襯砌臺車及混凝土養(yǎng)護系統(tǒng)，具體結(jié)構(gòu)和工 作過程是：
[0030] 1、如圖1，仰拱（7)襯砌前，鋼枕（2)通過與之相連接的可拆卸的立柱（1)支撐在 洞底，鋼軌（3)鋪設(shè)在鋼枕（2)上。為保證鋼枕（2)和鋼軌（3)穩(wěn)定，鋼枕之間可加設(shè)連接 筋。
[0031] 2、如圖2，仰拱（7 )襯砌后，鋼枕（2 )直接鋪設(shè)在仰拱（7 )上，可在鋼枕兩側(cè)加設(shè)橫 向支撐以保證鋼枕左右位置固定。
[0032] 3、如圖3、4、5、6、7現(xiàn)澆仰拱同步襯砌臺車主要由橋架、邊模模板（10)和堅直支撐 系統(tǒng)組成。橋架橫梁（18)、橋架縱梁（16)通過焊接方式連接為整體結(jié)構(gòu)；邊模（10)通過油 缸（11)和絲杠（12)安裝在橋架上；堅直支撐（8)通過螺紋套（17)與支撐縱梁（9)形成整 體結(jié)構(gòu)，為臺車及養(yǎng)護系統(tǒng)提供支承反力，同時為臺車及養(yǎng)護系統(tǒng)行走提供軌道，支撐縱梁 (9)即為臺車及養(yǎng)護系統(tǒng)走行軌道。為精確定位橋架水平位置，在橋架兩側(cè)分別設(shè)置橫向絲 杠（13)。
[0033] 4、如圖3-10,由于臺車及養(yǎng)護系統(tǒng)上的鋼軌（19)位置高于洞內(nèi)鋼軌（3)，因此在 該系統(tǒng)前后分別設(shè)置了前坡道（26)和后坡道（28)。坡道的設(shè)計坡度，要求與所選用的牽引 機車所能夠適應(yīng)的最大坡度相適應(yīng)，避免由于牽引力以及制動力不足而影響有軌運輸設(shè)備 正常運行。
[0034] 5、如圖8、9、10,臺車及養(yǎng)護系統(tǒng)上設(shè)置單線軌道，而洞內(nèi)設(shè)置四軌三線或者四軌 雙線軌道（附圖中僅列明了洞內(nèi)四軌三線制軌道)，因此，在養(yǎng)護系統(tǒng)上設(shè)置了一組Y型道 岔。由于仰拱施工與TBM之間將保持適宜的距離，二者緊鄰會產(chǎn)生較大干擾，距離太長又會 增加成本且影響作業(yè)速度，因而在臺車前方未設(shè)置道岔。
[0035] 6、如圖8、9、10,混凝土澆筑區(qū)的長度，根據(jù)工程施工圖允許的施工縫設(shè)計距離而 定，但必須保證每天澆筑一模(或三天兩模)的情況下，仰拱施工速度與TBM掘進速度的月平 均進尺基本相當且留有一定余量。附圖澆筑區(qū)按32m示意。養(yǎng)護區(qū)長度，根據(jù)工程施工圖 允許的混凝土齡期強度以及施工進度指標設(shè)定。
[0036] 7、如圖8、9、10,臺車及養(yǎng)護系統(tǒng)需要適當分段，各段之間采用銷子連接，以適應(yīng)隧 道設(shè)計曲線要求。
[0037] 8、混凝土澆筑時，泵送入模，插入式振搗，水平段表面采用振動梁振搗、半自動或 者人工抹面，兩側(cè)依靠模板控制。
[0038] 9、脫模時，首先解除模板絲杠（12)，再利用油缸（11)提升邊模。
[0039] 10、如圖3-10,臺車及養(yǎng)護系統(tǒng)移動前，在前坡道（26)前方放置支撐縱梁（9)，并 以卡扣與鋼枕（2)連接，解除鋼枕立柱（1)與鋼枕（2)之間的連接，安裝堅直支撐（8)，利用 前、后坡道提升機構(gòu)提升坡道，使前坡道（26)、后坡道（28)脫離洞內(nèi)鋼軌（3)。堅直支撐（8) 安裝時，在堅直支撐六角頭（24)上安裝套筒，利用搖把旋轉(zhuǎn)堅直支撐（8)并達到設(shè)計高度， 以此頂推支撐縱梁（9 )和鋼枕（2 )、洞內(nèi)鋼軌（3 )共同向上移動。
[0040] 11、如圖8-10,在立柱桁架（15)上的設(shè)置有卷揚機和定滑輪，通過前、后坡道提升 鋼絲繩（25、29)提升前、后坡道（26、28)。
[0041] 12、為減小臺車及養(yǎng)護系統(tǒng)行走機構(gòu)的尺寸，可采用液壓馬達、行星齒輪減速箱驅(qū) 動。
[0042] 13、如圖3、4、5,臺車及養(yǎng)護系統(tǒng)行走時，左右兩側(cè)的承重輪（23)支架上均設(shè)有限 位凸臺（22)。
[0043] 14、臺車及養(yǎng)護系統(tǒng)走行到位后，在后坡道（28)后部，立即拆除出露的堅直支撐 (8)以及支撐縱梁（9)，并放置在養(yǎng)護系統(tǒng)上部平臺，待臺車行走前安裝到前坡道（26)前 方。同時，及時按照施工規(guī)范要求封堵垂直支撐（8)在仰拱（7)混凝土中形成的孔洞。
[0044] 15、支撐縱梁（9)采用分段設(shè)計，每段長度與混凝土澆筑長度相匹配，附圖中混凝 土澆筑長度為32m，則支撐縱梁（9)的長度可設(shè)計為8m。為減小勞動強度、提高工效，可配 置帶有隨車吊機的平板車，用以收集后坡道（28)后方的支撐縱梁（9)、在前坡道（26)前方 擺放支撐縱梁（9)。
[0045] 本實用新型的有益效果：TBM掘進時，同步完成現(xiàn)澆仰拱襯砌施工，保證未達到齡 期強度的混凝土不承載；與鋪設(shè)預(yù)制仰拱快相比，施工縫大大減少、成洞質(zhì)量大幅提高，并 且施工成本明顯降低；與隧道貫通后施工現(xiàn)澆仰拱相比，工期大幅減少，施工成本相應(yīng)降 低。
【權(quán)利要求】
1. 一種與TBM掘進同步施工的現(xiàn)澆仰拱襯砌臺車及混凝土養(yǎng)護系統(tǒng)，其特征在于：包 括系統(tǒng)鋼軌、襯砌臺車、混凝土養(yǎng)護系統(tǒng)和堅直支撐系統(tǒng)；所述襯砌臺車包括橋架和邊模模 板，橋架的橋架橫梁和橋架縱梁固裝成整體結(jié)構(gòu)，橋架橫梁上安裝有系統(tǒng)鋼軌和立柱桁架， 邊模模板通過油缸和絲杠安裝在橋架橫梁上；所述堅直支撐系統(tǒng)由堅直支撐和支撐縱梁連 接組成的整體結(jié)構(gòu)，支撐縱梁安裝在堅直支撐上，堅直支撐穿過洞內(nèi)鋼枕固定在洞底；所述 混凝土養(yǎng)護系統(tǒng)由前坡道、混凝土澆筑區(qū)、混凝土養(yǎng)護區(qū)、Y型道岔及后坡道區(qū)組成，前坡道 和后坡道分別設(shè)置在系統(tǒng)鋼軌的前、后兩端，并通過堅直支撐系統(tǒng)與洞內(nèi)鋼枕連接，在系統(tǒng) 鋼軌上方為混凝土澆筑區(qū)和混凝土養(yǎng)護區(qū)，Y型道岔設(shè)置在后坡道前部；前坡道和后坡道 分別連接有提升裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種與TBM掘進同步施工的現(xiàn)澆仰拱襯砌臺車及混凝土養(yǎng)護 系統(tǒng)，其特征在于：上述堅直支撐通過螺紋套與支撐縱梁形成整體結(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種與TBM掘進同步施工的現(xiàn)澆仰拱襯砌臺車及混凝土養(yǎng)護 系統(tǒng)，其特征在于：上述提升裝置由設(shè)置在立柱桁架上的吊機和與前、后坡道連接的鋼絲繩 組成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種與TBM掘進同步施工的現(xiàn)澆仰拱襯砌臺車及混凝土養(yǎng)護 系統(tǒng)，其特征在于：上述支撐縱梁采用分段設(shè)計，每段長度與混凝土澆筑長度相匹配。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種與TBM掘進同步施工的現(xiàn)澆仰拱襯砌臺車及混凝土養(yǎng)護 系統(tǒng)，其特征在于：上述支撐縱梁上安裝有承重輪，承重輪兩側(cè)裝有限位凸臺。
【文檔編號】E21D11/10GK203847130SQ201320895334
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】齊夢學(xué), 王雁軍, 董天榮, 曾紹毅, 張建升, 周雁領(lǐng) 申請人:中鐵十八局集團有限公司, 中鐵十八局集團隧道工程有限公司