專利名稱：隧道襯砌及其制造方法和制造設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種采用隧道開挖保護法的混凝土隧道襯砌及其制造方法和制造設備，適用的隧道直徑約1.5米到7.0米;
圍繞直徑為若干米的隧道內(nèi)表面鋪設隧道襯砌通常使用混凝土拼裝段、混凝土砌塊以及類似材料制成。
采用隧道開挖保護法的隧道襯砌需要的功能是外表面需要與保護機器緊密接觸來防止水滲透。
換言之，隧道襯砌的外周面一定要有良好的尺寸精度，高水密性和光滑的表面光潔度。這種襯砌可制成分開的拱形板，然后在工作現(xiàn)場組裝成圓柱形。所以，相鄰襯砌間連接部分必須具有高水密性。為提高水密性，隧道襯砌的連接表面由設置有相互接合的凸臺和凹槽。
拱形板狀的混凝土襯砌的傳統(tǒng)制造是采用把鋼筋或聯(lián)接器安裝在固定模板中的方法，這樣隧道襯砌的外周面就成為混凝土的上表面，再把混凝土注入模板中，用振動器壓實混凝土，于是混凝土襯砌就在混凝土上表面手工制造完了。
另一方面，還可以采用在離心式造型滾筒中進行模板成形的已知制造方法，滾筒內(nèi)徑要與隧道襯砌外徑相等，在滾筒內(nèi)注入混凝土，因此離心地造型拱形板狀的隧道襯砌。
采用離心造型制造出的隧道襯砌，在其外徑部分被壓實的混凝土具有優(yōu)良的特性，較高尺寸精度和光潔表面，以及優(yōu)良的水密性。然而，在相鄰隧道襯砌間的連接部分還不是很理想。
即，在制造拱形板狀隧道襯砌時，隧道襯砌外圓周邊緣表面設置的凸臺或凹槽不是很精確成形，在混凝土表面上產(chǎn)生蜂窩表面。此外，由于模板內(nèi)表面和混凝土的連接表面處有旋轉(zhuǎn)慣性力的存在，在離心造型滾筒旋轉(zhuǎn)方向的順流邊產(chǎn)生了微隙，從而導致了在混凝土表面出現(xiàn)水程的問題。襯砌圓周邊緣的端面與模板內(nèi)表面相連接，成為相鄰襯砌的連接面，通常把這個聯(lián)接面制成凸臺-凹槽接合連接。在惡劣條件下，有凸臺-凹槽接合聯(lián)接部分產(chǎn)生斷裂的危險，作為混凝土襯砌的最重要的一個因素的水密性也就喪失了。
本發(fā)明研究了一種工藝，就是把隧道襯砌分成具有適當尺寸的幾個拱形部分并進行離心造型，從而特別地提高了上述連接表面的水密性，進一步有效地制造出高質(zhì)量的隧道襯砌，在外圓周面和相鄰表面的精度特別優(yōu)良。
本發(fā)明的一個目的在于提供一種適用于隧道開挖保護法的隧道襯砌，此種襯砌具有精確圓環(huán)的，極度光滑的外圓周面并具有高強度。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種有效地簡便地制造高質(zhì)量隧道襯砌的方法。
本發(fā)明的進一步目的在于提供一種在隧道襯砌圓周方向上施加預應力的構制方法以及采用這種結構的設備。
本發(fā)明的更進一步目的在于提供一種把分開的襯砌置于離心式造型滾筒內(nèi)制造出類似隧道襯砌的拱形板的方法。
本發(fā)明的一個特別的目的在于在每一離心混凝土襯砌的外圓周面邊緣，構成具有高尺寸精度和緊密形狀的凹槽的或突臺的部分，特別要制成高質(zhì)量的緊密混凝土，用以防止在離心式造型混凝土襯砌旋轉(zhuǎn)方向順流邊上模板內(nèi)表面連接部分產(chǎn)生水程。
本發(fā)明的另一個特別的目的在于提供一種制造大外徑隧道襯砌的工藝，制造這種襯砌所使用的離心式造型滾筒的直徑小于所制造的隧道襯砌的外徑。
本發(fā)明的進一步特別的目的在于提供一種在用于制造混凝土襯砌的離心式造型滾筒中安裝/拆卸離心式造型模板的設備，它包括一種簡單且確定的模板支撐設備。
本發(fā)明的另一更進一步特別的目的在于提供一種用于從離心式造型滾筒中安裝和拆卸模板的輔助傳動裝置。
本發(fā)明的額外目的在于提供一種易于對比傳統(tǒng)隧道襯砌直徑大的隧道襯砌進行離心造型的工藝。
為達到上述目的，本發(fā)明的工藝設備將描述如下本發(fā)明的隧道襯砌包括一種由直襯砌和錐形襯砌組成的環(huán)形連接體，每個直襯砌展開后為矩形，每個錐襯砌為梯形。
上述隧道襯砌最好包括兩個直襯砌，每個中心角為90°，兩個單錐形襯砌，每個平均中心角為(90°-α);和一個雙錐形襯砌，平均中心角為2α。這就使標準減化，在隧道內(nèi)易于鋪設，并便于制造。此外，隧道襯砌展開后，其平均中心角是指對應于梯形上下邊的中心角的算術平均值，此外，α是小于90°的任意角，最好選為10°左右。
在本發(fā)明的隧道襯砌中最好使用凸臺-凹槽接合連接以得到外圓整體連接和環(huán)-環(huán)整體連接，從而提高了絕水效果。
相鄰襯砌間的連接部分裝有一種座，為把襯砌的內(nèi)圓周與外圓周隔開，其中放入條形密封材料，一種嚙軋裝置用于壓緊密封材料，從而有可能確保良好的水密性。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種構制帶有預應力混凝土隧道襯砌的方法，其步驟如下在每一拱形襯砌中沿圓周方向埋入未砌合的PC鋼材(用于預應力混凝土的一種鋼絲或條鋼)，設置開口使得未砌合的PC鋼材的端部從開口暴露在襯砌的內(nèi)表面;把襯砌組裝成圓柱形;連接PC鋼材呈環(huán)形;拉緊PC鋼材以便向襯砌圓周方向施加預應力。
適用于實現(xiàn)上述方法的本發(fā)明的設備，包括(a)一種鋸齒形套筒，由徑向可伸長的彈性材料組成，它可以圍繞PC鋼材的端部從外面插入，(b)一種環(huán)形聯(lián)接器，其內(nèi)鋸齒部分與外鋸齒部分雙面嚙合，(c)一種支撐裝置鎖裝在套筒上，用于把PC鋼材的兩端相互拉到一起，并把套筒固定在連接器中。
本發(fā)明提供了一種制造隧道襯砌的方法，包括把襯砌的一個圓周分成n個，每個具有任意弧長，并為(n-1)個模板的幾種組合作準備，在離心式造型滾筒內(nèi)可配置幾種模板的組合，從而離心地造型出襯砌。
本發(fā)明提供了一種制造離心式造型混凝土襯砌的方法，包括步驟把拱形密閉中空模板固定在拱形側板一端高另一端低的位置;從上端處模板灌注混凝土;用振動器使灌注的混凝土加快下流并振動壓實混凝土;把備用的模板固定在離心式造型滾筒中;用離心力固結混凝土;從離心式造型滾筒中取出模板，同時也取出成形板，每個板在模板拱形內(nèi)表面?zhèn)?，用以完成混凝土拱形?nèi)表面;并對混凝土進行養(yǎng)護。
本發(fā)明提供了一種用于制造離心式造型混凝土襯砌的設備，包括一離心式造型滾筒;許多分開襯砌模板，每個模板為中空拱形，可拆卸地安裝在滾筒中，其中每塊分開的模板為封閉模板，它包括一拱形外平板，一拱形內(nèi)平板，兩塊矩形側板和兩塊拱形側板;拱形內(nèi)平板有一框架狀的分型面，它繞模板內(nèi)表面具有特定的高度;一可封閉的混凝土進料口設置在矩形側板附近，一空氣通風氣孔設置在另一矩形側板附近。
本發(fā)明的離心式造型混凝土襯砌的制造方法還包括反向轉(zhuǎn)動離心式造型滾筒的步驟。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種制造離心式造型隧道襯砌的方法，包括步驟把分隔成拱形的襯砌模板固定在離心式造型滾筒中，滾筒的直徑比要制造的隧道襯砌外徑小;向離心式造型的模板灌注混凝土;離心式壓實混凝土并把模板從離心式造型滾筒中取出;除去灌注在分開襯砌內(nèi)徑面上放置的混凝土的多余厚度。
本發(fā)明的基本想法是為每個模板提供足夠的硬度以使其固定在離心式造型滾筒中。即根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于制造離心式造型隧道襯砌的模板，包括一拱形底板，其背面裝備有為底板提供硬度的加強筋;模板于此獨立成形，且許多模板固定在離心式造型滾筒的內(nèi)表面上。
本發(fā)明提供了一種安裝/拆卸造型模板的設備，造型模板用于在離心式造型滾筒中制造混凝土襯砌，包括凸臺，設置在拱形混凝土襯砌模板的兩端部外表面，拱形混凝土襯砌模板固定在離心式造型滾筒內(nèi);L形鉤與凸臺相接合，用于支撐在滾筒內(nèi)壁的模板，L形鉤要整個穿過滾筒壁;一種桿機構，設置在滾筒外，用于使L形鉤與凸臺接合和分離。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種離心式造型混凝土襯砌的設備，包括與傳動設備相嚙合的從動邊，傳動設備安裝在用于混凝土襯砌制造的離心式造型滾筒直徑外;一種輔助傳動裝置，用于低速旋轉(zhuǎn)，包括主動邊傳動設備與從動邊傳動設備相嚙合;這里的輔助傳動裝置可相對于離心式造型滾筒前后移動。
本發(fā)明提供一種用制造隧道襯砌的方法，其步驟為在離心式造型滾筒中可拆卸地安裝分開的大量拱形襯砌的封閉中空模板，滾筒繞垂直中心軸旋轉(zhuǎn);并且離心地造型出襯砌。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種組合的隧道襯砌，包括用構成大量拱形底板和立于每個底板四周的側壁的鋼箱或FRP(纖維-增強塑料)箱，這里的箱子注滿了混凝土。


圖1(a)和1(b)是本實施例的隧道襯砌視圖，圖1(a)是橫截面剖視圖和圖1(b)是縱截面剖視圖;
圖2是本實施例的隧道襯砌的展開圖;
圖3(a)和3(b)是本實施例的隧道襯砌的正視圖;
圖4(a)到4(d)用于解釋本實施例的直襯砌;
圖5是本實施例隧道襯砌環(huán)之間的連接部分結構的局部剖視圖;
圖6是本實施例隧道襯砌圓周聯(lián)接部分的局部剖視圖;
圖7是本實施例的隧道襯砌環(huán)之間連接部分結構的局部剖視圖;
圖8是本實施例的直襯砌圓周連接部分的局部剖視圖;
圖9是圖8中沿C-C線剖視圖;
圖10是圖8所示一個單錐形襯砌和一個雙錐形襯砌之間連接部分的視圖;
圖11是本實施例的隧道襯砌結構的正視圖;
圖12是用來解釋本實施例的PC鋼端部結構的視圖;
圖13是圖12沿C-C線的剖視圖;
圖14是圖12沿D-D線的剖視圖;
圖15是用來解釋本實施例的支撐裝置的運轉(zhuǎn)視圖;
圖16是本實施例的在離心式造型滾筒中襯砌配置的展開圖;
圖17是本實施例的配置標準視圖;
圖18是隧道襯砌的展開;
圖19是根據(jù)本實施例把襯砌模板安裝在用于混凝土襯砌的離心式造型滾筒后的正視圖;
圖20是本實施例的混凝土襯砌模板的側視圖;
圖21(a)到21(c)是本實施例的拱形內(nèi)平板視圖;這里，圖21(a)是平面圖，21(b)是側視圖，圖21(c)是正視圖;
圖22是根據(jù)實施例把襯砌模板安裝在用于混凝土襯砌的離心式造型滾筒后的正視圖;
圖23是根據(jù)實施例用于混凝土襯砌的離心式造型滾筒的展開;
圖24是一種振動激勵器和混凝土供給設備的側視圖;
圖25是振動激勵器和混凝土供給設備的正視圖;
圖26是混凝土供給設備的平面圖;
圖27是本實施例的大直徑隧道襯砌的橫斷面剖視圖;
圖28是用來解釋除去隧道襯砌的多余厚度的過程;
圖29是本實施例的縱截面剖視圖(模板支撐機構的側視圖);
圖30是圖29的局部放大圖;
圖31是本實施例的滾筒的正視圖;
圖32是滾筒的側視圖;
圖33是輔助的動力源設備的平面圖;
圖34是本實施例用于隧道襯砌的離心式造型滾筒的模板的平面圖;
圖35是另一實施例的隧道襯砌結構的剖視圖;
圖36(a)和36(b)是圖35的隧道襯砌處于裝配狀態(tài)的視圖;圖36(a)是正視圖，圖36(b)是縱斷面剖視圖;以及圖37是本實例隧道襯砌的連接構件的結構剖視圖。
本發(fā)明的隧道襯砌可分成若干部分，它們可以很容易通過離心式造型進行制造，并且也容易組裝成形。也就是說，隧道襯砌包括具有環(huán)形連接體的直襯砌和錐形襯砌，每個直襯砌沿圓周方向展開為矩形，錐形襯砌分別展開為梯形。例如，它包括兩個分別具有中心角為90°的直襯砌，兩個分別具有平均中心角大約為80°的單錐形襯砌，以及一個具有平均中心角大約為20°的雙錐形襯砌。
圖1(a)和1(b)是根據(jù)本發(fā)明實施例的隧道襯砌10的視圖，圖1(a)是圖1(b)中沿A-A線的剖視圖，圖1(b)是圖1(a)中沿B-B線的剖視圖。如圖1(a)所示，本實施例的隧道襯砌10是直襯砌12單錐形襯砌14和雙錐形襯砌16的環(huán)形連接體，直襯砌12的中心角β為90°，單錐形襯砌14的平均中心角r為80。235°，雙錐形襯砌16的平均中心角δ為19，343°。這種襯砌的內(nèi)徑φ為2500mm，外徑φ為2750mm厚度為125mm，以及縱長為1200mm，圖1(b)為圓柱形襯砌，其中環(huán)10a、10b、10c相互接合，并且適于沿箭頭60的方向推進。
圖2是環(huán)10a和10b的內(nèi)表面的展開，在如圖的這些展開中，直襯砌12的尺寸為1200mm(寬)×1963.5mm(長);單錐形襯砌14的尺寸為1200mm(寬)×1852.5mm(長邊)×1652.5mm(短邊);以及雙錐形襯砌16的尺寸為1200mm(寬)×622.0mm(長邊)×222.0mm(短邊)。在圖2中，箭頭60指的是推進方向。
圖3(a)是從圖1(a)和1(b)中的推進方向(箭頭60)后面觀察到的環(huán)10a;圖3(b)是從相同方向觀察到的環(huán)10a后面的環(huán)10b。雙錐形襯砌16依次分別配置在環(huán)10a和10b中，為對稱放置，并相應于縱軸傾斜中心角θ＝22.5°。
圖4是直襯砌12的詳圖，(a)是環(huán)的端面，(b)是內(nèi)表面，(c)是左端面，(d)是右端面，圓周邊側面18，20，22和24帶有凸臺或凹槽，以便以凸臺一凹槽接合連接方式連接相鄰的襯砌。此外，直襯砌12還帶有便于聯(lián)接螺栓插入的凹口30，以及使聯(lián)接螺栓擰在插入物32上。
在本發(fā)明中的隧道襯砌中，凸臺一凹槽接合連接用作為圓周連接和環(huán)-環(huán)連接，這樣相鄰的襯砌可以很容易地相互連接在一起。使用凸臺-凹槽接合連接的這種結構也可以有效地防止水滲透。此外，襯砌的圓周邊緣側面部分，也就是，相鄰襯砌的連接部分還設置有一個座，其上安裝一種條形密封材料用以把襯砌的內(nèi)圓和外圓分隔開來。這樣，通過把密封材料放入座內(nèi)部，并且通過聯(lián)接螺栓壓緊和粘合密封材料，從而才有可能確保獲得較為優(yōu)良的水密性。
圖5是環(huán)10a和10b之間連接部分的結構圖。凹陷部分34和突起部分36彼此相反地構成。這樣使環(huán)10a和10b能夠以凸臺-凹槽接合連接方式很容易地連接。此外，環(huán)10a和10b都分別設置有一個座40，其上填入了作為密封件的橡膠充填物38。圖6是單錐形襯砌14和雙錐形襯砌16之間的圓周連接部分的結構。在該圖中，42和44指的是用于凸臺-凹槽接合連接的凹陷部分和突起部分;46是橡膠充填物;48是座。圖7是環(huán)10a和10b之間的連接構件。聯(lián)接螺栓52擰緊且固定在插入物32上。插入物32固定在鋼筋條鋼50上。54是聯(lián)接螺栓的頭部，56是鞘管，凹口30和鞘管56因用于安裝聯(lián)接螺栓應預先制出。圖8是兩個直襯砌12之間的連接部分;圖9是圖8中沿C-C線的剖視圖;圖10是單錐形襯砌14和雙錐形襯砌16之間的連接部分。在這些視圖中，相同的數(shù)字指的是相同的部分。
圖11是隧道襯砌，在這里把許多襯砌組裝成環(huán)形，同時也產(chǎn)生了預應力。PC鋼材70由未砌合的PC鋼材組成。在注入混凝土時，將未砌合的PC鋼材埋入每個襯砌10中。
未砌合PC鋼材必須受表面處理，以防止與混凝土相粘連。例如，在外表面上鋪上合成樹脂套，紙或其他類似材料;或涂上潤滑劑。本發(fā)明中的PC鋼材的例子還可以是PC條鋼和PC鋼絲。
PC條鋼的尺寸和安排的設計根據(jù)隧道襯砌的說明書和被埋入的地點的條件而有所不同，這一點是沒有限制的。然而，對于外徑2到3米以及縱向尺寸約為1到1.5米的隧道襯砌來說，通常需要將一個或兩個PC條鋼或鋼絲與鋼筋框架相結合。
如圖11所示，在相鄰襯砌10的聯(lián)接端面74內(nèi)的PC鋼材的端部通過連接器76而相互連接，連接器76設在襯砌內(nèi)部的開口72內(nèi)。其中一個開口72用于對連接的PC鋼材施加預應力。換句話說，PC鋼材被連接成環(huán)形，并且由此被拉緊而產(chǎn)生了作用于隧道襯砌的周向預應力的開口72。暴露在開口72中的未砌合PC鋼材70的端部和固定的連接器以縱截面表示。
將由徑向可伸長的彈性材料制成的鋸齒形套筒78圍繞未砌合的PC鋼材70端部從外部插入。圖13是圖12中沿線C-C的橫截面剖視圖，其中套筒78為環(huán)形，帶有的圓周截取部分。套筒78通過一個墊圈80和一個螺母82固定在PC鋼材70的端部。鋸齒部分的外表面與固定連接器86的內(nèi)表面鋸齒部分相嚙合。圖14是圖12中沿D-D線的剖視圖。支撐設備(未視出)的夾緊裝置84鎖定在套筒78的后端，同時使套筒向前而進入連接器86。當套筒78的外表面的一個鋸齒沿著連接器的內(nèi)表面的一個鋸齒面滑動時，其外徑被壓得縮小了。當與下一個鋸齒嚙合時，外徑伸長，兩個鋸齒部分的相互嚙合就象棘爪和棘輪之間的嚙合一樣。圖15說明是通過支撐裝置把PC鋼材的端部相互拉近而產(chǎn)生了用于安裝的預應力的過程。由帶有臂92的撐柱94組成的支撐裝置為H形條鋼，其柱腳可以開/合。H形條鋼鎖定在套筒78的后端并沿箭頭90的方向把PC鋼材70相互拉近，套筒78固定在連接器86內(nèi)，且套筒78在連接器86內(nèi)與PC鋼材端部相固定。
在本實施例的具有預應力的混凝土隧道襯砌的結構中，預應力從襯砌內(nèi)面，作用于環(huán)形PC鋼材，這樣就形成了堅硬的隧道襯砌。
在具有預應力的混凝土隧道襯砌中，預應力沿圓周產(chǎn)生，這樣，當隧道襯砌被施加縱向載荷時，可能使預應力與彎曲力矩的載荷分布相平衡，以便增加強度，并且提高了連接部分的水密性。根據(jù)本發(fā)明的這種結構，預應力易于產(chǎn)生的隧道襯砌是可以制造的。此外，本發(fā)明的結構還可以使用本發(fā)明的固定機構和固定支撐裝置而很容易地完成。
在通過離心式造型制造的隧道襯砌中，離心式造型成形滾筒的內(nèi)徑與隧道襯砌的外徑相等。沿圓周方向把隧道襯砌分成象襯砌似的拱形板。這種分開的襯砌沿軸向被設計成用于組裝的錐形，并且通常不是相同的形狀。所以，通過離心式造型滾筒制造的襯砌具有不同的形狀，這需要通過在滾筒中適當?shù)呐渲媚０?，而使制成的具有不同形狀的襯砌的形狀，既不能太多也不能太少。
在本發(fā)明中，沿圓周方向把隧道襯砌分成n個襯砌，其(n-1)個放置在成形滾筒中。這樣，可以通過準備n種上述的隧道襯砌而獲得上述需要。此外，(n)是任意整數(shù)。為了便于制造，下述為適宜條件即，<n>是5;一個襯砌的弧長至少為1/4弧或小些;把滾筒分為上下兩部分將兩個襯砌配置在滾筒的上下部分。
圖16是離心式造型成形滾筒的展開圖，其中放置了上述五個襯砌中的四個。在本圖中，襯砌A和K配置在上滾筒100a中，兩個襯砌B放置在下滾筒100b中。這樣，可選擇如表1所示的1至5種不同的組合。
表1組合種類上滾筒下滾筒1A，KB，B2A，KB，B3A，KA，B4A，KA，B5A，BA，B
通常，當使用具有不同形狀的五個襯砌時，需沿圓周把隧道襯砌分成C、D、E、F和G五個襯砌，其中每一個具有任意弧長而不超過1/4弧長，并且可按如表2所示相互組裝。
表2組合種類上滾筒下滾筒1C，DE，E2C，DE，G3C，DF，G4F，EF，G5C，DF，G圖17是隧道襯砌的安排的標準視圖，是從滾筒的端面觀察到的。其中襯砌按表2配置在滾筒中。此外，在表2的配置中，這五種模板分別可通過準備具有襯砌(C，D)和(F，G)的上滾筒中的兩個以及具有襯砌(E，E)，(E，F(xiàn))和(F，G)的下滾筒的三個而實現(xiàn)，并且上下滾筒的組合可以改變。
此外，通過在設計中選擇合適的隧道襯砌弧長，可以把模板配置在用于制造襯砌(C、D、E、F)的二種滾筒模板中和用于制造大量襯砌(G)的滾筒模板中。同時，為提高效率，可以縮短襯砌(G)的弧長。
本發(fā)明的隧道襯砌的制造過程將描述如下。(a)每一拱形封閉中空模板都需注滿混凝土，并用振動激勵器進行振動壓實。同時，當把每個拱形側板的一端放置的高，另一端低的位置時，振動壓實才可實施。這樣，在一個矩形端面和兩個拱形側面的混凝土被緊密壓實在模板內(nèi)面，從而防止由于在后面過程中的離心力一擠壓而產(chǎn)生的慣性力所形成水程的產(chǎn)生。(b)在混凝土尚未硬化的情況下，把每個密封中空模板固定在離心式滾筒中，并以加速度在20到25G(G重力加速度)的離心力進行壓實。
同時，把模板固定在離心式造型滾筒中，這樣在上述振動壓實工作中處于上邊的矩形側板位于離心式造型滾筒旋轉(zhuǎn)方向的上流一邊。通過離心力的作用，使混凝土襯砌的拱形外側面固結并把水擠壓在內(nèi)側面。此外，在旋轉(zhuǎn)方向上流邊的上述矩形端面被緊密造型。這是由于在拱形板狀混凝土襯砌的離心式造型中，慣性力使混凝土的旋動阻礙了轉(zhuǎn)動滾筒的旋轉(zhuǎn)，這樣就使混凝土沿旋轉(zhuǎn)方向移到上流一邊并沿旋轉(zhuǎn)方向在上流邊端面緊固。由于在上述過程(a)中其它三個表面都被緊密造型，因而所有端面都可以精確地造型。把混凝土與拱形內(nèi)平板分開而形成了縫隙，水則經(jīng)由這些縫隙而被擠壓。
(c)從離心造型滾筒中取出每塊模板，并把拱形內(nèi)平板移出進行修整而精加工混凝土襯砌的拱形內(nèi)表面。然后混凝土襯砌進行養(yǎng)護。
本發(fā)明的設備完全適于實施本發(fā)明的方法，它包括一種離心式造型滾筒和可拆卸地安裝在離心式造型滾筒中的許多分開的封閉中空模板。封閉中空模板是一塊拱形外平板，一塊拱形內(nèi)平板，兩塊拱形側板和兩塊呈矩形的側板的組合體。這種模板易于拆開從而易于從中取出混凝土產(chǎn)品。模板外表面有一種固定機構可使模板強行固定在離心式造型滾筒上。拱形內(nèi)平板可以分別單獨從上述可拆卸機構中取出。此外，在拱形內(nèi)平板上，一矩形側板附近設置一個可封閉的混凝土進料口。
用于實現(xiàn)上述制造方法的過程(a)的設備包括一種振動激勵器和混凝土供給設備，其中當把拱形側板放置為一端高一端低的位置時，振動激勵器用于激勵拱形密封中空模板，混凝土供給設備在振動激勵器上方移動為在封閉中空模板中供給混凝土，這種設備適于在把拱形封閉中空模板安裝在離心式造型滾筒中之前精確造型出混凝土襯砌的端面。
圖22是本實施例的混凝土襯砌離心式造型滾筒的正視圖，圖23是滾筒的內(nèi)表面的展開。拱形混凝土襯砌模板200a、200b、200c、和200d固定在旋轉(zhuǎn)滾筒的罩102內(nèi);圖19是離心式造型滾筒的正視圖，圖20是模板200a的側視圖。用于制造拱形板狀混凝土襯砌的模板200a的側視圖。用于制造拱形板狀混凝土襯砌的模板200a是壓緊的弧形密封中空箱，它包括一底板204，矩形側板206，拱形側板208和一內(nèi)平板210。通過固定構件212把模板200a可拆卸地安裝在離心式造型筒罩102上。拱形內(nèi)平板210由固定裝置可拆卸地安裝在側板206和208上，其上有混凝土進料口216(見圖20)通過鉸鏈結構開/關擋板214可以封閉混凝土進料口216?；炷吝M料口216設置在一個矩形側板旁邊，這樣，當進料口216處于模板200a上面位置時，就可向模板200a灌注混凝土?？諝馔L孔200設置在拱形內(nèi)平板210的另一端，以提高效率并確保灌注?；炷吝M料口216和空氣通風孔220的形狀，開/關機構和封閉機構由于上述鉸鏈結構的不同而不同。
圖21(a)、21(b)、21(c)表示拱形內(nèi)平板210。圖21(a)是平面圖，圖21(b)是側視圖，圖21(c)是正視圖。具有規(guī)定高度的框架狀凸臺222設置在側板206和208之間的連接表面上，側板206和208在模板內(nèi)平板上繞著拱形內(nèi)平板210。凸臺222的上表面相對于側板206和208的頂端構成分型面224。分型面224的高度與一個間隙的高度基本上相等，把注入模板內(nèi)的混凝土進行離心壓實，并使其于外徑一邊固結。這時，在內(nèi)徑一邊的混凝土表面與拱形內(nèi)板210相分離，于是形成了這個間隙。即，在離心式造型之后，接著把拱形內(nèi)平板210取出并把混凝土的表面進行修襯之后，當把模板200a從離心式造型滾筒罩102中取出時，側板206和208的上緣就成為最終尺度。通過離心式造型，混凝土緊密固結在外圓周面，水被擠壓在內(nèi)圓周面，其形成不規(guī)則表面。將不規(guī)則壁面進行修補，混凝土襯砌須經(jīng)過水流養(yǎng)護。
參見圖24，25和26是把混凝土灌注在模板200a中并進行混凝土的壓實的過程，其設備將描述如下。如圖所示，在這一過程中模板200a固定在振動激勵器230上，從混凝土供給設備260向模板200a中灌注混凝土，以便進行振動壓實。
振動激勵器230帶有底座232，模板200a就固定在底座232上。底座232的一端由柱234支撐，另一端由248支撐，以便沿豎直方向運動。例如，端部248固定在升降機250的繩子前沿。底座232與振動器246裝配在一起，通過柔性支撐體240和242由支撐架236和238支撐，柔性支撐體可以是彈簧，氣墊彈簧和橡膠用以提高激勵效果?；炷凉┙o設備260包括給料斗262和螺旋給料機264，它們通過支柱270安裝在振動激勵器230的上方。給料斗262可沿著鋪在框架268上的導軌由導輪266前后移動，并向在模板200a上的混凝土進料口216供給混凝土。下端帶有導輪272的立柱270可以接近振動一激勵器230a的上方位置移動。所以，振動激勵器230和230a可以相互替換的運行。
如圖24虛線所示(雙點劃線)當混凝土供給設備260處于振動激勵器230上方的備用位置時，振動激勵器230的底座232基本上處于水平位置(底座232′)。
模板200a′通過起重機或類似裝置固定在基本上處地水平位置的底座232′上，升降機250向下運行而使底座232′的端248′下降到端部248的位置。同時，底座232一端繞柱234轉(zhuǎn)動，一端由柔性體240支撐著。
混凝土供給設備260移到振動激勵器230上方，模板200a的擋板214的打開以便讓從進料口216供給混凝土。然后，關閉擋板214，驅(qū)動振動器246以便加速混凝土的裝料并壓實混凝土。同時，模板200a的下端面和側面被緊密壓實。壓實之后，升降機250使底座232返回到基本水平位置。然后由起重機或類似裝置把模板200a吊起送入滾筒模板的適當位置，并固定在離心式造型滾筒中，然后進行離心式造型處理。
如圖22所示，灌注在模板200a的混凝土受到與離心式造型滾筒100的旋轉(zhuǎn)方向150相反的沿箭頭152方向的慣性力的作用，沿旋轉(zhuǎn)方向方向150在上流一邊，這個慣性力把與模板200a的側板206相鄰接的混凝土壓實。用于構成密封槽的凸臺或凹槽設置在側板206的內(nèi)表面，于是這部分的混凝土表面被精確地形成。如上所述，在灌注混凝土之后其它三個端面直接進行振動壓實，從而形成了精確的端面。這樣，混凝土襯砌的所有圓周端面都精確地完成了。
根據(jù)本發(fā)明，制造的拱形混凝土襯砌的圓周(外徑2.5米、厚度0.125米、軸向長度1.2米)，可分為不等的五部分。
如圖24所示，組裝好的模板200a固定在振動激勵器230的底座232上。同時，模板200a放置的位置是拱形側板一端位于上面，而其另一端位于下面。因而，從混凝土進料口216供給混凝土，以灌注模板200a。
如下是混凝土的配料水泥量350到450kg/m3水泥含水率30-40%粗集料粉碎石(15mm)800到100kg/m3細集料Minano-生產(chǎn)的粉碎沙含沙量40到55%坍落3至7cm摻和劑150到230kg/m3水還原劑6到10kg/m3操作驅(qū)動振動激勵器230進行振動壓實。然后，把模板固定在離心式造型滾筒100上進行離心式造型。
下面是離心式造型的實施。
低速(離心力加速度4G)1min中速(離心力加速度8G)3min中速(離心力加速度14G)3min
高速(離心力加速度20-25G)10min接著，合成的混凝土襯砌必須經(jīng)過高溫水蒸氣養(yǎng)護再從模板中移出。詳細地觀察制成的混凝土襯砌的混凝土，結果幾乎找不到缺陷，精確地最終完成外表面和圓周表面，并且外觀也很漂亮。
此外，如上所述處于高速旋轉(zhuǎn)(20-25G)情況的壓實過程中，通過反轉(zhuǎn)模板滾筒的旋轉(zhuǎn)方向來消除混凝土的移動，這種移動是由于相對于離心式造型滾筒旋轉(zhuǎn)的慣性力而產(chǎn)生的。所以，不會一點兒缺陷也沒有，例如，在一個端面上的水程。
根據(jù)本發(fā)明，在拱形板狀的混凝土襯砌的離心式造型中，襯砌圓周邊緣的混凝土表面以精確的尺寸緊密成形，這就使制造出的混凝土襯砌可能具有較高質(zhì)量和優(yōu)良的可靠性。此外，混凝土不是在離心式造型滾筒中進行灌注，而是由混凝土供給設備在模中進行灌注，這就可能防止混凝土滲透到模板外面，從而提高了產(chǎn)量，可取出在離心式造型滾筒中的滲泄混凝土，免于清洗，并易于維修。
接下來，將描述采用小直徑離心式造型滾筒制造大直徑隧道襯砌的方法。
把分開的模板固定在離心式造型滾筒上。模板的半徑要比離心式造型滾筒的半徑大，模板中已經(jīng)灌注了混凝土，施加用于壓實混凝土的離心力，從而使形成的混凝土具有不相等的壁厚。(模板底板半徑成為外徑，從滾筒中心引出的半徑成為內(nèi)徑)。在進行固結之前，把混凝土和模板一同從離心式造型滾筒中取出，把混凝土內(nèi)徑面的多余厚度切除，就制成了大直徑的襯砌。
由于隧道襯砌的模板需要從離心式造型滾筒中取出，且混凝土需要加工，而使這一過程易于簡便和準確地完成。此外，由于分開的模板是固定在離心式造型滾筒上，并且可以制造用于下一產(chǎn)品的離心式造型，以便可高效制造隧道襯砌。
尚未充分固結的混凝土易于切除。在離心式造型中，在內(nèi)徑面出現(xiàn)的缺陷是很危險的，因此，需要切除在內(nèi)徑面上多余厚度部分。
根據(jù)本發(fā)明，可以使用同樣的離心式造型滾筒來制造具有多種直徑的隧道襯砌，因此降低了設備成本。
圖27用來解釋本發(fā)明中用來制造隧道襯砌的離心式造型滾筒。圖28用來解釋多余厚度部分的切除過程。
用于制造外徑為2R10＝4m拱形隧道襯砌的模板200a、200b、200c通過加固板314和固定裝置316固定在內(nèi)徑為2R1＝3m的離心式造型滾筒中。模板由底板310，側板312和模板上表面構成。模板上表面內(nèi)徑為2R11。輔助模板324固定在模板的上表面318上。輔助模板324與模板200a的上表面318對應，并且與上表面318緊密接觸而沒有縫隙。當把混凝土灌注在200a中時，離心式造型滾筒100旋轉(zhuǎn)，造型出的混凝土產(chǎn)品的外徑表面由底板310的表面和上表面320構成，上表面320半徑R2與滾筒100中心引出的R2相等。在離心壓實完成后，把混凝土產(chǎn)品和模板200a一同從離心式造型滾筒100中取出。從離心式造型滾筒100中取出的模板200a，固定在底座328上如圖28所示。然后輔助模板324向上移動。接下來，使用刮刀、旋轉(zhuǎn)切削器，鋼絲刷或類似器具沿著模板200a的上表面318把多余厚部322切除。同時由于壓實后的混凝土還未固結，所以易于切除多余厚部322。之后，混凝土產(chǎn)品進行養(yǎng)護并采用傳統(tǒng)方式從模板中取出，從而得到了隧道襯砌產(chǎn)品。
根據(jù)實施例的制造方法，可以使用小直徑離心式造型滾筒容易制造高質(zhì)量的緊密內(nèi)表面和光滑切除外表面的大直徑混凝土隧道襯砌。
下面，將描述根據(jù)本發(fā)明，在用于隧道襯砌的制造方法中，把模板固定在離心式造型滾筒中的裝置。
鎖住模板兩個端面的鉤，可用一種動作鎖住在模板外表面上的凸臺或與凸臺脫開，用以支撐模板而不會產(chǎn)生下沉和移動。所以，在本實施例中，L形鉤與操縱桿相接合，而使L形鉤在特定位置搖動和停止。操縱桿是一個帶有正向/反向螺紋的旋轉(zhuǎn)桿。把正向/反向螺桿擰上螺母，旋轉(zhuǎn)桿就可以正向/反向地旋轉(zhuǎn)和停止，這樣螺母可以和L形鉤相接合和搖動。
移動正向/反向螺紋與螺母相互接近或分開，同時兼有正向/反向的旋轉(zhuǎn)。所以，L形鉤與螺母的接合使模板的兩個端面靠近或分開。此外，在停止時旋轉(zhuǎn)桿搬向左從而鎖定在這一位置。
圖29是滾筒100的縱剖視圖，說明的是模板支撐機構的一部分，圖30是圖29的局部放大圖。
拱形混凝土襯砌模板370固定在離心式造型滾筒100的壁面的面350的內(nèi)表面上。凸臺374設置在滾筒兩邊的端板372上。L形鉤352與凸臺374相接合以支撐在滾筒100的壁面350內(nèi)表面上的模板370。此外，端板372支撐著370使其不能沿滾筒的軸向移動。
L形鉤352需要整體穿過滾筒100的壁面350。在L形鉤352中，中部由柱354旋轉(zhuǎn)支撐，而另一端356在U形槽中與螺母358的柱360相接合。螺母358擰在桿362的螺旋上，通過使桿362繞著端部364轉(zhuǎn)動螺母可以沿桿前后移動。
所以，L形鉤352就在鉤與模板370的凸臺接合位置和它們脫開位置之間擺動。
根據(jù)本發(fā)明，用于制造混凝土襯砌的離心式造型設備中，可以以一種動作把模板固定在離心式造型滾筒中或者把模板從離心式造型滾筒中取出，并可確定支撐模板。因此可以節(jié)約人力并提高混凝土襯砌的生產(chǎn)率。
接下來，將逐步描述當把拱形模板固定在離心式造型滾筒或把拱形模板從離心式造型滾筒移出時，使離心式造型滾筒安全旋轉(zhuǎn)和停止在任一位置的設備。
在本發(fā)明中，注入混凝土的模板固定在離心式造型滾筒中，并且經(jīng)受離心式造型。在模板造型過程中，雖然離心式造型滾筒中的在圓周方向上的重量分布不平衡，但上述設備仍可安全驅(qū)動離心式造型滾筒。
為達到上述目的，在滾筒和傳動裝置之間的傳動設備包含有一種類似小齒輪一正齒輪組合的自由滑動設備。正齒輪最好由滾柱齒輪組成，其滾柱置于齒的圓周位置。同時，小齒輪為鏈輪型。輔助傳動裝置不需要滾筒的高速轉(zhuǎn)動，而且小到足以提供足夠的動力。但是，由于滾筒的不平衡，傳動裝置的輸出扭矩需要大于傳動扭矩，此外還需要有一種支撐機構用以支撐在停止時滾筒的重量不平衡，例如，反向旋轉(zhuǎn)預防設備或旋轉(zhuǎn)預防設備。這種設備的例子包括在停止時預防從動邊向主動邊轉(zhuǎn)動的適當設備。例如制動設備，棘輪反轉(zhuǎn)預防設備，蝸輪系統(tǒng)以及類似的設備。
此外，除了固定和取出模板或?qū)﹄x心式造型滾筒進行修補外，需要松脫傳動裝置而使之與離心式造型滾筒嚙合。所以整個輔助傳動裝置適于用螺旋輸送機或類似設備來前后移動。
圖31是本發(fā)明實施例的離心式造型滾筒100的正視圖，圖32是滾筒100的側視圖，圖33是輔助動力源410的正視圖。滾筒100固定在襯砌輪400上，并相對于離心造型混凝土襯砌通過旋轉(zhuǎn)裝置(未示出)高速旋轉(zhuǎn)。用于制造混凝土襯砌的拱形模板(未示出)固定在離心式造型滾筒100內(nèi)。
滾桿齒輪402安裝在滾筒的外圓周圍。用于低速旋轉(zhuǎn)的輔助動力裝置帶有與滾桿齒輪402嚙合的鏈輪412。減速馬達414控制鏈輪412轉(zhuǎn)動。減速馬達414和鏈輪412固定在框架416上，框架416還可以沿著基座418前后移動，前進/回退機構是一種螺旋式直接回退機構，馬達416驅(qū)動鏈輪472轉(zhuǎn)動從而帶動前進/回退機構的螺桿420轉(zhuǎn)動，其前進和回退按圖中所示箭頭424方向。
在本實施例的設備中，輔助動力裝置410易于和離心式造型滾筒的滾桿齒輪相嚙合，這樣不平衡的滾筒以一特定角度，并保持在這一狀態(tài)而旋轉(zhuǎn)，這就可以有效安全地固定和拆卸模板。
此外，還將描述繞垂直中心軸在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)的離心式造型滾筒。傳統(tǒng)離心式造型滾筒有一個置于水平方向的轉(zhuǎn)軸而滾筒在垂直面內(nèi)轉(zhuǎn)動。在這種情況下，離心式造型滾筒裝有許多鋼制輪胎彼此分開地旋轉(zhuǎn)在外圓周表面周圍方向上，滾筒轉(zhuǎn)動同時，輪胎由兩個滾柱旋轉(zhuǎn)地支撐著。兩個滾柱承受著垂直重量和水平重量，并在惡劣條件下使用。
上述離心式造型滾筒需要有較高剛性的結構，從而防止?jié)L筒的變形。在用于隧道襯砌的離心式造型中，要有為重力若干倍的加速度施加在混凝土上?；炷敛环€(wěn)定地放置在離心式造型滾筒中，由于受到沿滾筒圓周的離心力作用，混凝土會出現(xiàn)很大的不平衡，而使?jié)L筒變形。為防止?jié)L筒變形，就必須進一步提高滾筒的剛性。
與上述的傳統(tǒng)離心式造型滾筒相比較，本發(fā)明的離心式造型滾筒繞垂直軸在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，因此通過許多接收滾桿來承受滾筒的垂直重量。所以，滾筒在徑向上的載荷，即，在離心力施加方向的載荷由作為傳動滾桿的許多接收滾桿來承受，即使在該筒中的混凝土不穩(wěn)定時，也不需使用預防滾筒變形的高剛性的滾筒設備。此后，也不用安裝平衡錘或類似裝備來平衡混凝土的不平衡載荷。
所以，很容易制造高速旋轉(zhuǎn)的大徑滾筒，并可使用上述滾筒制造大徑隧道襯砌。
此外，因為滾筒上部是打開的，使模板易于安裝的拆卸。
較34是本實施例的離心式造型滾筒100的平面圖。
各拱形模板200a、200b、200c和200d通過整體組裝的一個拱形底板繞著隧道襯砌四周的圓周側板和一個拱形內(nèi)平板，構成密閉中空模板，并且固定在離心式造型滾筒套430的內(nèi)表面上。用圍繞在滾筒套430外周的型鋼緣432來加強固定部分。
輪胎343安裝有滾筒套430的外圓周圍，為提高剛性該筒套430不需特別牢固地加固。
鋼輪胎434由用以承受縱向載荷的許多接收滾筒436來支撐。此外，鋼輪胎434由傳動滾桿438徑向地支撐，這里的傳動滾桿438安裝在外圓周圍。傳動滾桿438由一推進設備(未示出)從滾筒外面沿徑向向外推入鋼輪胎，用驅(qū)動鋼輪胎434在水平方向旋轉(zhuǎn)的傳動裝置(未示出)轉(zhuǎn)動傳動滾桿438。至少有兩個傳動滾桿438設置在以中心角180°分開的滾筒的位置上，許多傳動滾桿438最好安裝在相對于滾筒中心對稱的位置上。
隧道襯砌的每塊模板，例如200a，其結構如圖20所示。
使用這種設備，可以很容易制造具有精確尺寸的隧道襯砌，其中模板也易于組裝和拆卸，而無需使?jié)L筒套具有較高剛性。特別是，使用這種設備，大直徑隧道襯砌可以容易地進行離心式造型。
下面將描述本發(fā)明的組合隧道襯砌。這種組合隧道襯砌可由鋼箱或FRT箱構成。該箱由底板，直立于底板四周的側板構成，箱內(nèi)灌注混凝土。
組合隧道襯砌的側端面和外徑由鋼板或FRP板所覆蓋，這種鋼板或FRP板具有較高剛性，優(yōu)良的韌性，在襯砌之間連接部分具有優(yōu)良的密封性能。此外，箱體為整體構成，其防止水泥糊從混凝土離心式造型中滲透，從而產(chǎn)生了致密的混凝土產(chǎn)品。
在組合隧道襯砌的制造中，設暗銷的鋼箱混凝土和加強筋自由地固定在制箱所用的鋼或FRP中，從而節(jié)約了條鋼的數(shù)量并無需使用鋼筋件和框架。使用低石灰含量的混凝土可制出廉價的混凝土產(chǎn)品，而使用零坍落度混凝土易于制出高硬度的混凝土產(chǎn)品。
構成隧道襯砌一個圓周邊的襯砌通過放置在離心式造型滾筒中的鋼或FRP鋼制成的箱可一次制成，以便于相互連接。此外，把用鋼或FRP鋼制成的箱組裝成隧道襯砌時，所采用的方法為，用聯(lián)接螺栓把箱體連接在一起并組合成連續(xù)圓周襯砌，也可用同樣連接裝置連接而成，從而得到了與離心式造型滾筒中制成的襯砌具有相同配置的圓周襯砌。這就能大大減少組裝件。
圖35是本發(fā)明的組合隧道襯砌的標準縱剖面剖視圖。一種箱由鋼或FRP制成的拱形底板502，和直立于底板四周的側壁506構成，其高度與襯砌厚度相等，箱內(nèi)灌注混凝土504，并與混凝土結合為一個整體。圖36是這種隧道襯砌的使用狀態(tài)，其中許多襯砌500彼此圓柱形的連接在一起。圖36(a)是隧道襯砌的正視圖，其中的五塊襯砌500彼此連接成圓柱形;圖36(b)是圖36(a)的縱截面剖視圖，表示三個環(huán)10a、10b、10c彼此連接在一起時的狀態(tài)。
圖37是在組合隧道襯砌中相鄰的環(huán)10a和10b之間的連接部分的結構。環(huán)之間的圓周連接部分具有相同的連接系統(tǒng)。把混凝土504從圖37中取出的狀態(tài)與先放入混凝土再組裝成模板的狀態(tài)相同。即，許多設暗銷的鋼筋混凝土510安裝在底板502上;插入物514通過固定裝置安裝在側壁506上;鞘管518相對于上述插入物514固定在相鄰側壁506上，螺栓516穿過鞘管518擰在插入物514上。這樣，相鄰的鋼制箱就連接在一起了。用于構成混凝土凹口520的部分模板裝置在螺栓516的頭部，因此螺栓516就可以取出。用于構成凹口520的部分模板可以固定在螺栓516或底板502上。
在灌注混凝土之后，取出螺栓516，并將產(chǎn)品從離心式造型滾筒中取出。在工作現(xiàn)場組裝為產(chǎn)品時，如圖37所示，組裝產(chǎn)品所采用的方式與制造中采用的方式相同，并可作用相同的螺栓加以連接。
權利要求
1.一種由環(huán)形連接體組成的隧道襯砌，環(huán)形連接接體由直襯砌和錐形襯砌組成，每個直襯砌圓周展開為矩形，每個錐形襯砌展開為梯形。
2.如權利要求書1所述的一種隧道襯砌，由兩個直襯砌，兩個單錐形襯砌，和一個雙錐形襯砌組成，每個直襯砌的中心角為90°，每個單錐形襯砌的平均中心角為(90°-α)，雙錐形襯砌的平均中心角為2α。
3.如權利要求書1所述的一種隧道襯砌，其特征是相鄰襯砌間的聯(lián)接部分為凸臺-凹槽接合聯(lián)接。
4.如權利要求書1所述的一種隧道襯砌，其特征是相鄰襯砌間的連接部分設置為一種座，用于把襯砌內(nèi)外圓周面分離開的條狀密封材料填入座上，并且有一種嚙軋裝置用于壓緊所述密封材料。
5.一種構制具有預應力的混凝土隧道襯砌的方法包括步驟沿圓周方向在每個拱形襯砌中埋入未砌合的PC鋼材，設置開口使未砌合的PC鋼材的端部從開口暴露在襯砌的內(nèi)表面;把所述襯砌組裝成圓柱形;把所述PC鋼材連接成環(huán)形;以及拉緊所述PC鋼材，在隧道襯砌的圓周方向施加預應力。
6.一種制造隧道襯砌的方法，包括步驟把隧道襯砌的一個圓周分成n個分開的襯砌，每個具有任意弧長，準備(n-1)塊模板的幾種組合，以及在離心式造型成形滾筒中，配置上述模板的n種組合，并于此離心地造型上述襯砌。
7.如權利要求書6所述的一種制造隧道襯砌的方法，其特征是把隧道襯砌的一個圓周分成五個分開的襯砌，每個襯砌具有不超過1/4弧的任意弧長，并且在準備4個模板中有五種組合。
8.如權利要求書6所述的一種制造隧道襯砌的方法，其特征是五個分開的襯砌中的一個襯砌具有較短弧長，其余四個襯砌配置在離心式造型滾筒的上、下滾筒套中，上述的短弧長襯砌獨自進行離心式造型。
9.一種制離心式造型混凝土襯砌的方法，包括步驟把拱形封閉中空模板放置在拱形側板的一端高，另一端低的位置;從模板上面向上述模板灌注混凝土;使用振動的方法加速灌注的混凝土的下流并振動-壓實混凝土;許多備好的模板固定在離心式造型滾筒中，并用離心力對混凝土進行固結;把上述的模板從離心式造型滾筒中取出，同時取出在每個模板拱形內(nèi)表面上、用于完成混凝土拱形內(nèi)表面的成形模板;以及實行混凝土養(yǎng)護。
10.如權利要求書9所述的一種制離心造型混凝土襯砌的方法，其特征是上述每個模板固定在離心式造型滾筒中，這樣在混凝土進料口上面的上述模板的矩形側板處于離心式造型滾筒的旋轉(zhuǎn)方向的上流一邊。
11.一種制造離心式造型混凝土襯砌的方法，包括步驟在制造離心式造型混凝土的拱形板狀構件時，反轉(zhuǎn)滾筒的旋轉(zhuǎn)方向。
12.一種制造離心式造型隧道襯砌的方法包括步驟把分為拱形的分開的隧道襯砌的模板固定在離心式造型滾筒內(nèi)，滾筒的直徑比要制造的隧道襯砌的外徑小;向上述離心造型模板內(nèi)灌注混凝土;離心地壓實混凝土和把上述模板從離心式造型滾筒中取出;以及除去放置在分開襯砌的內(nèi)徑面上的混凝土的多余厚部。
13.一種用于制造離心式造型混凝土襯砌的設備，包括一種離心式造型滾筒;和許多分開的襯砌模板，每個模板為中空拱形，可拆卸地安裝在上述滾筒中;其特征是每個所述分開的襯砌模板為封閉的模板，包括一拱形外平板，一拱形內(nèi)平板，兩個矩形側板和兩個拱形側板;上述拱形內(nèi)平板繞模板的內(nèi)表面有一具有特定高度的框架狀分型面;以及可封閉的混凝土進料口設置在一個矩形側板旁，空氣通氣孔設置在另一矩形側板旁。
14.如權利要求書13所述的一種用于制造離心式造型混凝土襯砌的設備還包括當支撐拱形側板處于其一端高另一端低的位置時，一種振動激勵器用于激勵拱形封閉中空模板;并且一種混凝土供給設備在所述振動激勵器上方移動，用于向所述封閉中空模板中灌注混凝土。
15.如權利要求書14所述的一種制造離心式造型混凝土襯砌的設備，其特征是上述振動激勵器的激勵力是重力加速度的3-5倍。
16.如權利要求書14所述的一種制造離心式造型混凝土襯砌的設備，其特征是上述振動激勵器由許多不平衡負載旋轉(zhuǎn)式的振動激勵器組成，且從上述拱形側板的下向和右向觀察其旋轉(zhuǎn)方向為向右的。
17.用于離心式造型隧道襯砌的模板由拱形底板組成，拱形底板背面設有加強筋用于對上述拱形底板提供剛性;其特征是上述模板獨自成形，并且許多上述模板放置在離心造型滾筒的內(nèi)表面。
18.一種安裝/拆卸在離心式造滾筒中制造混凝土襯砌的造型模板的設備，包括凸臺設置在拱形混凝土襯砌模板的兩端部的外表面，模板固定在離心式造型滾筒內(nèi);與凸臺相接合的L形鉤用于支撐在滾筒內(nèi)壁上的模板，它穿過滾筒壁;并且用于使L形鉤與上述凸臺接合和脫開的一種桿機構，它裝置在滾筒外邊。
19.如權利要求書18所述的一種安裝/拆卸造型模板的設備，其模板在離心式造型滾筒中用于混凝土襯砌，其特征是L形鉤結構是L形鉤的L形的鎖定端位于滾筒中，中心柱支撐部分在滾筒外面，并且與往復式螺母相結合的接合部分在另一端，往復式螺母擰在一旋轉(zhuǎn)桿的螺紋上。
20.一種離心式地造型混凝土襯砌的設備，包括從動邊與傳動裝置相嚙合，傳動裝置安裝在用于混凝土襯砌的離心式造型滾筒的外徑上;以及用于低速旋轉(zhuǎn)的輔助動力部件，它包括主動邊傳動裝置與上述從動邊傳動裝置相嚙合;其特征是上述輔助動力部件的配置可以對上述離心造型滾筒向前和同后移動。
21.如權利要求書20所述的一種用于離心造型混凝土襯砌的設備，其特征是上述嚙合傳動裝置包含有一個與一小齒輪相嚙合的正齒輪。
22.如權利要求書20所述的一種用于離心造型混凝土襯砌的設備，其特征是上述嚙合傳動裝置包含有一個與鏈輪相嚙合的滾桿齒輪。
23.一種用于制造隧道襯砌的方法步驟包括把用于許多拱形襯砌的分開封閉中空模板可拆卸地安裝在離心式造型滾筒中，滾筒繞垂直中心軸旋軸;以及離心造型上述襯砌。
24.如權利要求書23所述的一種用于制造隧道襯砌的方法，其特征是支撐每個拱形封閉中空模板的支撐使拱形側板直立，上述模板灌注了混凝土后接著振動壓實，把上述每個模板安裝在離心式造型滾筒內(nèi)，于是離心地造型出襯砌。
25.一種用于制造隧道襯砌的設備，包括中心軸置于垂直方向的離心式造型滾筒;拱形封閉空模板可拆卸地安裝在上述滾筒內(nèi);以及許多驅(qū)動桿置于上述滾筒的外圓周。
26.一種組合隧道襯砌包括由一個拱形底板和直立于底板四周的側壁構成的鋼箱或FRP箱，上述箱體注滿混凝土。
27.一種用于制造組合隧道襯砌的方法，步驟包括大量沿圓周方向分開的段狀箱體相互連接并固定在離心造型設備的滾筒內(nèi);在上述箱體內(nèi)灌注混凝土，并進行離心造型和混凝土養(yǎng)護，以及立即從進行離心式造型設備的滾筒中取出上述箱體和混凝土的整體造型產(chǎn)品。
全文摘要
用于采用隧道開挖保護法的一種隧道襯砌，適用于隧道直徑為1.5到7m，通過沿圓周方向把環(huán)形襯砌分為許多部分而制成。這種隧道襯砌需要相對于外圓周表面具有良好的尺寸精度，是致密的，具有高強度，在相鄰襯砌間的連接部分具有高水密性。這種隧道襯砌通過下述方法而制造，向每個拱形封閉中空模板注入混凝土，振動壓實混凝土，造型出這種隧道襯砌的端面，把模板固定在離心式造型滾筒內(nèi)，施加離心力從而緊密造型出模板的外圓周表面。根據(jù)上述制造方法，可高效地制造出優(yōu)良的產(chǎn)品。
文檔編號E21D9/06GK1102456SQ9410697
公開日1995年5月10日 申請日期1994年5月11日 優(yōu)先權日1993年5月11日
發(fā)明者林光俊, 石谷滿夫 申請人:東京瓦斯株式會社, 日本高壓混凝土株式會社