专利名称：一种隧道中心水沟和侧沟的成型设备及其成型工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及隧道施工中用于沟槽的成型的设备及工艺。
背景技术：
在隧道工程建设中，需要设置专门的沟槽用于布置线路、设备以及排水，这些沟槽通常包括位于隧道中心位置的中心水沟，以及隧道左右两侧的侧沟。目前，隧道的中心水沟和侧沟都是分别浇筑的，其左、右侧沟和中心水沟需要分开三次施工，操作工序多，劳动强度大，效率低。且为了施工满足车辆及人员的通行需要，三条沟槽的施工需要前后错开一定距离，这导致各浇筑平面不可避免的存在一定的高低落差，影响施工质量。另外，三条沟槽前后错开施工，为保证车辆前后的顺利通行，避免车辆通行堵赛及翻倒带来危险，其对道路的宽度及通行能力也提出了更高的要求。此外，上述现有施工方法，各沟槽模板还都需要人工进行安装，其安装质量难以控制，模板安装不够牢固，容易发生跑模；模板相互之间配合的密封性不足，又会影响实体混凝土的线形。
发明内容
本发明旨在给出一种能够一次成型隧道中心水沟和侧沟的设备，以简化施工工艺，提高施工效率及质量。本发明还旨在给出一种使用上述设备进行隧道中心水沟及侧沟施工的成型工艺。本发明所述的隧道中心水沟和侧沟的成型设备，包括主体台架，主体台架的两侧设置的悬臂，主体台架底部设置的可载主体台架在隧道内定位及移动的行走机构，主体台架中部的下方通过伸缩机构安装有中心水沟模板，两侧的悬臂的下方分别通过伸缩机构安装有侧沟模板。使用上述成型设备进行隧道中心水沟和侧沟施工的成型工艺，包括以下步骤
A.将隧道中心水沟和侧沟的成型设备定位在待浇筑位置；
B.调整伸缩机构，使中心水沟模板及侧沟模板伸出，并准确定位在浇筑层中心水沟及侧沟的位置处；
C.对称浇筑混凝土 向浇筑层中浇筑混凝土，整体上，隧道两侧的侧沟同时浇筑；局部上，中心水沟模板两侧和侧沟模板两侧也同时从两侧同时烧筑；
D.浇筑完毕，待混凝土达到拆模强度要求后，伸缩机构收起，将各模板从混凝土中脱出；
E.行走机构载主体台架移动至下一待浇筑位置；
F.重复上述步骤A-E直至隧道的中心水沟和侧沟浇筑完毕。本发明所述的隧道中心水沟和侧沟的成型设备，启动行走机构，带动台架移至待浇筑位置后，行走机构将台架定位在浇筑位置不再移动，此时伸缩机构驱动模板就位，浇铸车辆在主体台架的台面上移动到位，对中心水沟、侧沟同时对称浇筑，灌入混凝土至浇筑层内，待混凝土达到拆模强度要求后，伸缩机构收起所有模板，即可同时完成该浇筑位置中心水沟和两侧侧沟的成型，通过重复上述过程，即可实现整个中心水沟及侧沟的浇筑。所述隧道中心水沟和侧沟的成型设备，浇筑过程中，中心水沟和两侧侧沟一次成型，既较少了工序，降低操作难度，提高工作效率，同时又避免不同水沟间产生高度落差。同时，其模板实现了自动安装和拆卸，避免人工操作产生的诸多问题，提高浇筑效果和质量。
图I是隧道中心水沟和侧沟的成型设备的结构示意 图2是图I所示隧道中心水沟和侧沟的成型设备的局部放大 图3是图I所示隧道中心水沟和侧沟的成型设备的中心水沟模板结构示意 图4是图I所示隧道中心水沟和侧沟的成型设备的侧沟模板结构示意 图5是图I所示隧道中心水沟和侧沟的成型设备的侧沟模板限位器结构示意图；
图6是图I所示隧道中心水沟和侧沟的成型设备的行走机构结构示意 图7是图6所示隧道中心水沟和侧沟的成型设备的行走机构局部放大图。
具体实施例方式一种隧道中心水沟和侧沟的成型设备，包括主体台架1，主体台架I的两侧设置的悬臂2，主体台架I底部设置的可载主体台架I在隧道内定位及移动的行走机构3，主体台架I中部的下方通过伸缩机构4安装有中心水沟模板5，两侧的悬臂2的下方分别通过伸缩机构4安装有侧沟模板6。如图1、2所示。所述的隧道中心水沟和侧沟的成型设备，主体台架I的底部设置有调节台架I两侧平衡度的高低可调的调平支撑脚9。台架I行至浇筑位置后，放下调平支撑脚，调节两侧调平支撑脚的长度，使台架I的两侧平衡。调平支撑脚9调整台架I的平衡度，避免台架I的两侧产生高低落差。所述的隧道中心水沟和侧沟的成型设备，左右悬臂2的外侧安装可伸缩的与隧道侧壁相抵的定位调节机构8,通过定位调节机构8对台架I横向进行限位，从而进一步提高定位精度。所述的定位调节机构8可以是液压缸,液压缸的一端固定,另一端自由；其固定端固定在悬臂上，自由端与隧道侧壁相抵。在设备移动时，收缩定位调节机构8，使自由端与隧道侧壁脱离。如图1-5所示。所述的隧道中心水沟和侧沟的成型设备，中心水沟模板5或侧沟模板6是整体式模板，模板5、6的左、右两侧面倾斜，由上而下逐渐收缩，顶面为弧面。整体式模板减少的模板的数量和装拆工作量；中心水沟模板以及侧沟模板的顶面是弧面，混凝土倾倒于模板上时，会顺着弧面落入浇筑层内，而不会堆积在模板的顶部，使得浇筑过程更加顺利；倾斜的侧面，使脱模更加方便。所述的隧道中心水沟和侧沟的成型设备，中心水沟模板5的顶面与两侧面的交接处设置凸出的盖缘53。凸出的盖缘的存在，使浇筑成型后的水沟两侧能够同时形成供安放盖板的台阶，既方便了盖板的安装，也进一步提高的施工的效率。所述的隧道中心水沟和侧沟的成型设备，侧沟模板6可仅有一个模板，也可为由两个以上模板组成的模板组。对于仅有一个模板的情况，可在侧沟模板的顶面与两侧面的交接处设置凸出的盖缘，以便在浇筑时能够形成安放盖板的台阶。对于侧沟模板为由两个以上整体式模板组成的模板组的情况，则可仅在模板组两外侧的模板的顶面与外侧面的交接处设置凸出的盖缘，以便浇筑后能够在整个模板组的两侧形成台阶，供放置遮盖整个模板组形成的侧沟的盖板。图4给出了侧沟模板为由三个模板构成的模板组的情况。所述的隧道中心水沟和侧沟的成型设备，所述中心水沟模板5由贯穿模板上、下表面的斜面将模板分割为两块相互配合的上模板51和下模板52,上模板51和下模板52分别通过独立的伸缩机构4连接在主体台架I中部的下方。中心水沟模板以及侧沟模板分为两块相互配合的模板，使得安装、拆卸都更为灵活方便，使用范围更广，同时便于储存和运输；上模板和下模板的配合面是斜面，比垂直面有更大的接触面积，使配合稳固，同时，斜面配合产生相互压力和摩擦力，当固定于沟槽中时，因上模板的阻挡，下模板无法脱离沟槽，安装时必须先安装下模板，拆除时必须先拆除上模板，进一步增加上模板和下模板的配合度和稳固程度。所述的隧道中心水沟和侧沟的成型设备，所述侧沟模板6的各个中心模板61和侧 模板62，分别由贯穿模板上、下表面的斜面将模板分割为两块相互配合的上模板和下模板，上模板和下模板分别通过独立的伸缩机构4连接在悬臂2的下方。所述的隧道中心水沟和侧沟的成型设备，所述中心水沟模板或5侧沟模板6，上、下模板51、52内壁安装附着式振捣器54。振捣器在浇筑时捣固灌入的混凝土，而在拆模时附着式振捣器进行间断微振，既使模板和凝固的混凝土容易松脱，又不会产生过大的振动导致模板的损坏；通过附着式振捣器将浇筑的混凝土捣实，以提高中心水沟和侧沟的成型质量。所述的隧道中心水沟和侧沟的成型设备，上模板51和下模板52在模板的顶面和底面的配合处设置有遮盖配合处缝隙的密封板55。密封板将配合面密封起来，防止混凝土落入模板配合面内，导致清洁难度的增加，而密封条与密封板配合密封，更进一步地加强了S封效果。所述的隧道中心水沟和侧沟的成型设备，所述密封板55分别为在顶面由上模板51延伸而出的压盖在下模板52顶面与之形状相适应的弧形盖板，以及在底面由下模板52延伸而出的托住上模板51底面与之形状相适应的弧形托板。所述的隧道中心水沟和侧沟的成型设备，弧形盖板与下模板52顶面之间设置有密封条56 ;弧形托板与上模板51底面之间也设置密封条56。所述的隧道中心水沟和侧沟的成型设备，还设置有固定两侧浇筑层的侧面的侧边模板7，侧边模板7在侧沟模板6相对隧道中心的一侧，侧边模板7通过伸缩机构4安装在主体台架I上。侧边模板对浇筑层的侧边进行固定，使灌入的混凝土在浇筑层的侧边成形。所述的隧道中心水沟和侧沟的成型设备，安装中心水沟模板5的伸缩机构4包括两个独立的液压缸，两液压缸的一端固定在主体台架I上，另一端分别与中心水沟的上模板51和下模板52相固定。通过两液压缸的伸缩分别带动中心水沟的上模板和下模板的升降；脱模时，可先通过一个液压缸带动中心水沟上模板收缩抽出，而后再通过另一液压缸驱动下模板收缩脱出，完成中心水沟模板的脱模；其脱模过程分上述两步进行，使整个中心水沟模板的脱模阻力更小，脱模更方便。
同样，安装侧沟模板6的伸缩机构4也包括两个独立的液压缸，其中，一个液压缸的一端均固定在悬臂2上，另一端分别通过连接架41同时与各整体式模板的上模板或下模板相固定。安装侧边模板7的伸缩机构4包括两个独立的液压缸，两液压缸的一端固定在主体台架上，另一端分别与侧边模板7的上、下两端相固定。侧沟模板组的各个独立模板的上、下模板通过连接架同时与伸缩机构连接，实现多个模板的同步联动，减少伸缩机构的使用需要，且加快工作效率。所述的隧道中心水沟和侧沟的成型设备，安装侧沟模板6的伸缩机构4还包括两个独立的可伸缩的侧沟模板限位器42，侧沟模板限位器42的一端固定在台架上，另一端分别与两个连接架41相固定；有吊装链43，吊装链43的一端固定在悬臂2上，另一端与侧边模板7相固定。设备行至浇筑位置后，液压缸、吊装链在所在导轨内移动并同时进行伸缩，进而带动各模板定位，同时为侧沟模板在浇筑的过程中发生晃动或偏移，侧沟模板限位器对连接架提供进一步的横向定位，定位完成后，液压缸、侧沟模板限位器、吊装链锁死在当前状态，即可完成模板的定位。台架对隧道纵深方向进行定位，液压缸、侧沟模板限位器、吊装链分别对横向和垂直方向进行定位，三维方向同时定位，将模板准确、牢固地固定在烧筑位置，保证浇筑沟槽的位置准确性；液压缸、侧沟模板限位器均可自动控制，进而实现模板 的自动装、拆，提高自动化水平，避免人工操作产生的诸多问题，提高浇筑效果。所述的隧道中心水沟和侧沟的成型设备，台架I中心的底部和悬臂2的下方有导轨，伸缩机构4、侧沟模板限位器42、吊装链43安装在导轨上并沿导轨滑动。如图6、7所示。所述的隧道中心水沟和侧沟的成型设备，所述可载主体台架I在隧道内定位及移动的行走机构3，包括固定在主体台架I底部的支架31，支架31内部的液压缸32，边缘与支架31相卡的移动板33，移动板33的顶部连接液压缸32，安装在移动板33底部、随移动板33移动而收缩于支架31内或伸出支架31外的滚轮34。所述的隧道中心水沟和侧沟的成型设备，支架31底部设置向内的、限制移动板33从底部脱出的凸缘35。行走机构3带动台架I移动，当台架I行至目的位置后停止移动，液压缸32收缩，通过移动板33带动滚轮34收入支架31内，台架I下降直至支架31抵紧地面；当台架I需要重新移动时，液压缸32伸展，带动滚轮34伸出支架31外，液压缸32继续伸展，以滚轮34与地面的接触面为支撑点撑起台架1，支架31与地面脱离，台架I即可移动。其有益效果在于液压缸32可以带动滚轮34脱离或抵紧地面，从而使支架31在台架I固定时代替滚轮34支撑台架1，支架31与地面有较大的摩擦系数，减少台架I与地面的相对滑动，使台架I难以因外力的作用产生晃动；支架31比滚轮34有更大的坚固性和耐久度，可以减少滚轮34的受力时间，增长其使用寿命；支架31的下底面可以视不同结构的地面有不同的花纹，增强支架31与地面之间的摩擦力，使台架I固定更稳固；支架31沿其内侧有凸缘35，移动板33移至支架31最下端时，凸缘35对移动板33形成阻挡，可防止液压缸32超出行程导致移动板33和滚轮34脱离支架31，进而导致行走装置损坏。本发明所述的隧道中心水沟和侧沟的成型设备进行隧道中心水沟和侧沟成型的工艺，包括以下步骤
A.将隧道中心水沟和侧沟的成型设备定位在待浇筑位置；B.调整伸缩机构4，使中心水沟模板5及侧沟模板6伸出，并准确定位在浇筑层中心水沟及侧沟的位置处；
C.对称浇筑混凝土 ；向浇筑层中浇筑混凝土，整体上，隧道两侧的侧沟同时浇筑；局部上，中心水沟模板5两侧和侧沟模板6两侧也同时从两侧烧筑；
D.浇筑完毕，待混凝土达到拆模强度要求后，伸缩机构4收起，将各模板从混凝土中脱出；
E.行走机构3载主体台架I移动至下一待浇筑位置；
F.重复上述步骤A-E直至隧道的中心水沟和侧沟浇筑完毕。所述的隧道中心水沟和侧沟的成型设备进行隧道中心水沟和侧沟成型的工艺，A步骤中，设备定位在待浇筑位置后，调平支撑脚9伸出并抵紧地面，根据台架I两侧的高低 差进行调节，直至台架I的两侧平衡。所述的隧道中心水沟和侧沟的成型设备进行隧道中心水沟和侧沟成型的工艺，中心水沟模板5及侧沟模板6拆除时，先提起上模板5)，再提起下模板52，直至两模板从沟槽中完全脱离；提起各模板的同时，模板5、6内的附着式振捣器54进行间断微振。所述的隧道中心水沟和侧沟的成型设备进行隧道中心水沟和侧沟成型的工艺，E步骤中，行走机构3载主体台架I移动至下一待浇筑位置时，调节左右悬臂2外侧的定位调节机构8，使台架I保持沿设定方向行走而避免方向偏移。所述的隧道中心水沟和侧沟的成型设备进行隧道中心水沟和侧沟成型的工艺，浇筑混凝土时，中心水沟模板5及侧沟模板6内的附着式振捣器54进行振捣。
权利要求
1.一种隧道中心水沟和侧沟的成型设备，包括主体台架(1)，主体台架(I)的两侧设置的悬臂(2)，主体台架(I)的底部设置有可载主体台架(I)在隧道内定位及移动的行走机构(3)，其特征在于主体台架(I)中部的下方通过伸缩机构(4)安装中心水沟模板(5)，两侧的悬臂(2)的下方分别通过伸缩机构(4)安装侧沟模板(6)。
2.根据权利要求I所示的隧道中心水沟和侧沟的成型设备，其特征在于主体台架(I)的底部安装设置有调节主体台架(I)水平的高低可调的调平支撑脚(9);根据权利要求I所示的隧道中心水沟和侧沟的成型设备，其特征在于左右悬臂(2)的外侧安装可伸缩的与隧道侧壁相抵的定位调节机构(8)。
3.根据权利要求3所示的隧道中心水沟和侧沟的成型设备，其特征在于定位调节机构(8)是液压缸；根据权利要求I所示的隧道中心水沟和侧沟的成型设备，其特征在于所述中心水沟模板(5)或侧沟模板(6)均为整体式模板，其模板(5、6)的左、右两侧面倾斜，由上而下逐渐收缩，顶面为弧面。
4.权利要求5所示的隧道中心水沟和侧沟的成型设备，其特征在于中心水沟模板(5)的顶面与两侧面的交接处设置凸出的盖缘(53);权利要求5所示的隧道中心水沟和侧沟的成型设备，其特征在于侧沟模板(6)为由两个以上的整体式模板组成的模板组，模板组在两侧的模板(62)的顶面与外侧面的交接处设置凸出的盖缘(63);根据权利要求5或6所示的隧道中心水沟和侧沟的成型设备，其特征在于所述中心水沟模板(5)由贯穿模板上、下表面的斜面将模板分割为两块相互配合的上模板(51)和下模板(52),上模板(51)和下模板(52)分别通过独立的伸缩机构(4)连接在主体台架(I)中部的下方；根据权利要求5或7所示的隧道中心水沟和侧沟的成型设备，其特征在于所述侧沟模板(6)由贯穿模板上、下表面的斜面将模板分割为两块相互配合的上模板和下模板，上模板和下模板)分别通过独立的伸缩机构(4)连接在悬臂(2)的下方；根据权利要求8或9所示的隧道中心水沟和侧沟的成型设备，其特征在于所述中心水沟模板或(5)侧沟模板(6)，上、下模板(51、52)内壁有附着式振捣器(54);根据权利要求8或9所示的隧道中心水沟和侧沟的成型设备，其特征在于上模板(51)和下模板(52)在模板的顶面和底面的配合处设置有遮盖配合处缝隙的密封板(55)。
5.根据权利要求11所示的隧道中心水沟和侧沟的成型设备，其特征在于所述密封板(55)分别为在顶面由上模板(51)延伸而出的压盖在下模板(52)顶面与之形状相适应的弧形盖板，以及在底面由下模板(52)延伸而出的托住上模板(51)底面与之形状相适应的弧形托板；根据权利要求12所示的隧道中心水沟和侧沟的成型设备，其特征在于弧形盖板与下模板(52)顶面之间设置有密封条(56);弧形托板与上模板(51)底面之间也设置密封条(56);根据权利要求I所示的隧道中心水沟和侧沟的成型设备，其特征在于有固定两侧浇筑层的侧面的侧边模板(7)，侧边模板(7)位于侧沟模板(6)相对隧道中心的一侧通过伸缩机构(4)安装在主体台架(I)上；根据权利要求8所示的隧道中心水沟和侧沟的成型设备，特征在于安装中心水沟模板(5)的伸缩机构(4)为两个液压缸，一个液压缸的两端分别固联上模板与主体台架上，另一个液压缸的两端的分别固联下模板与主体台架上。
6.根据权利要求9所示的隧道中心水沟和侧沟的成型设备，特征在于安装侧沟模板(6)的伸缩机构(4)为两个液压缸,其中一个液压缸的一端固定在悬臂(2)上,另一端与同时固联多个侧沟模板上模板的连接架固联；另一个液压缸的一端固定在悬臂(2)上，另一端与同时固联多个侧沟模板下模板的连接架固联；根据权利要求14所示的隧道中心水沟和侧沟的成型设备，特征在于安装侧边模板(7)的伸缩机构(4)包括两个液压缸，两液压缸的一端固定在主体台架上，另一端分别与侧边模板(7)的上、下两端相固定；根据权利要求14所示的隧道中心水沟和侧沟的成型设备，其特征在于安装侧沟模板(6)的伸缩机构(4)还包括两个独立的可伸缩的侧沟模板限位器(42)，侧沟模板限位器(42)的一端固定在台架上，另一端分别与两个连接架(41)相固定；有吊装侧边模板(7)的吊装链(43)，吊装链(43)的一端固定在悬臂(2)上，另一端与侧边模板(7)相固定。
7.根据权利要求I所示的隧道中心水沟和侧沟的成型设备，其特征在于所述可载主体台架(I)在隧道内定位及移动的行走机构(3)，包括固定在主体台架(I)底部的支架(31)，安装在支架(31)内顶部与支架或者主体台架相固联的液压缸(32)，液压缸的底部连接边缘与支架(31)相卡的移动板(33)，移动板(33)的底部安装滚轮(34)。
8.根据权利要求17所示的隧道中心水沟和侧沟的成型设备，其特征在于支架(31)底部设置向内的、限制移动板(33)从底部脱出的凸缘(35)。
9.一种利用如权利要求I所述的隧道中心水沟和侧沟的成型设备进行隧道中心水沟和侧沟成型的工艺，包括以下步骤 将隧道中心水沟和侧沟的成型设备定位在待浇筑位置； 调整伸缩机构(4)，使中心水沟模板(5)及侧沟模板(6)伸出，并准确定位在浇筑层中心水沟及侧沟的位置处； 对称浇筑混凝土；向浇筑层中浇筑混凝土，整体上，隧道两侧的侧沟同时浇筑；局部上，中心水沟模板(5)两侧和侧沟模板(6)两侧也同时从两侧烧筑； 浇筑完毕，待混凝土达到拆模强度要求后，伸缩机构(4)收起，将各模板从混凝土中脱出； 行走机构(3)载主体台架(I)移动至下一待浇筑位置； 重复上述步骤A-E直至隧道的中心水沟和侧沟浇筑完毕。
10.根据权利要求19所示的隧道中心水沟和侧沟的成型工艺，其特征在于A步骤中，设备定位在待浇筑位置后，调平支撑脚(9 )伸出并抵紧地面，根据台架(I)两侧的高低差进行调节，直至台架(I)的两侧平衡；根据权利要求19所示的隧道中心水沟和侧沟的成型工艺，其特征在于中心水沟模板(5)及侧沟模板(6)拆除时，先提起上模板(51)，再提起下模板(52)，直至两模板从沟槽中完全脱离；提起各模板的同时，模板(5、6)内的附着式振捣器(54)进行间断微振；根据权利要求19所示的隧道中心水沟和侧沟的成型工艺，其特征在于E步骤中，行走机构(3)载主体台架(I)移动至下一待浇筑位置时，调节左右悬臂(2)外侧的定位调节机构(8)，使台架(I)保持沿设定方向行走而避免方向偏移；根据权利要求19所示的隧道中心水沟和侧沟的成型工艺，其特征在于浇筑混凝土时，中心水沟模板(5)及侧沟模板(6 )内的附着式振捣器(54 )进行振捣。
全文摘要
一种隧道中心水沟和侧沟的成型设备及其成型工艺，所用模板是有完整沟槽形状的整体式沟槽模板，有带动设备在隧道内移动的行走装置，有多个伸缩机构控制模板进行自动安装和拆卸；使用该设备进行浇筑的工艺，隧道两侧的侧沟同时对称浇筑，且中心水沟也从其两侧进行对称浇筑。所述的设备及其工艺能将隧道中心水沟、侧沟一次浇筑成型，减少施工工作量，模板自动装拆，避免人工装拆模板产生的问题，提高施工效率；混凝土浇筑时采用对称浇筑，台架两侧不会产生偏移。
文档编号E21D11/10GK102828758SQ201210372470
公开日2012年12月19日 申请日期2012年9月29日 优先权日2012年9月29日
发明者张路军, 徐波, 田慧生, 蔡文胜, 田天长, 钟正辉, 沈炜东, 张宇青, 彭健, 龚海军, 李可军, 尹晓亮, 唐亮, 李连海, 梁劲松, 刘建青, 王化顺, 符望春 申请人:中铁二十五局集团轨道交通工程有限公司, 中铁二十五局集团有限公司