一种隧道承插式预制道床构件安装装置及方法与流程

本发明涉及隧道设施施工，具体涉及一种隧道承插式预制道床构件安装装置及方法。

背景技术：

1、隧道建造技术正在往着建造技术智慧化、构件预制拼装化、材料绿色环保化、施工装备智能化、数据信息化方向快速发展，新型工业化建造技术正逐步改变传统施工建设造方式。地铁区间隧道通常优选机械化程度高、施工安全风险低、效率高、质量优的盾构法施工，而目前盾构隧道中唯一尚未实现预制拼装化的部分就是处于预制式轨道板和管片之间的道床结构。

2、中国专利(申请号：202211403696.3)中提出隧道承插式道床构件，通过预制构件承插式连接建立相邻预制单体之间的稳定性，通过注浆液将预制构件有效地形成道床整体结构，但在施工过程中，仍依赖于人工参与和通用设备的使用，在运输预制道床构件时效率较低，同时吊装转运预制道床构件容易产生损伤，芯棒与预制道床构件配合时，承插孔内部成形不良位置容易阻挡承插芯棒，存在配合不良的问题，承插芯棒无法顺利快速进入预留的承插孔内，导致连接不牢，影响拼装后的预制道床整体结构质量。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种隧道承插式预制道床构件安装装置及方法，对预制道床构件进行转运和调节，使预制道床构件能够准确就位，悬臂杆探入承插孔内挑起预制道床构件，悬臂杆能够预先疏通承插孔，并与承插芯棒的插入配合，同时减少与预制道床构件的碰撞损伤问题，提高安装效率并提高安装精度。

2、本发明的第一目的是提供一种隧道承插式预制道床构件安装装置，采用以下方案：

3、包括移动机架和伸缩支架，伸缩支架末端连接有悬臂杆，伸缩支架通过调节组件连接移动机架，以使悬臂杆能够相对于移动机架在三轴方向上调整位置，悬臂杆通过伸缩支架悬吊于调节组件下方，悬臂杆能够插入预制道床构件端面的承插孔内并挑起预制道床构件。

4、进一步地，所述移动机架上安装有注浆机构，注浆机构的输出端朝向其下方的预制道床构件，以输出浆液填充于承插孔内、相邻预制道床构件之间及预制道床构件与隧道管片之间。

5、进一步地，所述移动机架上安装有抓取机构，抓取机构悬吊于调节组件下方，抓取机构的末端设有提供承插芯棒配合的抓取部。

6、进一步地，所述抓取机构通过调位组件连接移位机架，调位组件带动抓取部相对于移动机架在三轴方向上调整位置。

7、进一步地，所述抓取部为径向断面呈c型的筒状结构，筒状结构轴向两端敞开，周向上设有开口，开口位于筒状结构的底端。

8、进一步地，所述抓取机构设有间隔布置的多个，并分别通过对应的调位组件连接于移位机架，独立调整抓取部的位置。

9、进一步地，所述伸缩支架末端连接有至少两个悬臂杆，悬臂杆内部中空，悬臂杆一端连接伸缩支架末端，另一端设有连通内部中空的开口。

10、进一步地，所述移动机架包括支撑架和行走轮，行走轮成对布置在支撑架上，支撑架上连接有视觉组件，以获取悬臂杆工作位置处的图像。

11、本发明的第二目的是提供一种利用如第一目的所示隧道承插式预制道床构件安装装置的工作方法，包括：

12、调整移动机架位置至待安装位置的上方，升起悬臂杆承接待安装的预制道床构件；

13、通过伸缩支架和调节组件驱动悬臂杆调节待安装预制道床构件的位置，使预制道床构件落位，将悬臂杆从预制道床构件中撤出；

14、悬臂杆承接下一待安装的预制道床构件并移动至安装位置，使相邻预制道床构件之间通过承插芯棒配合承插孔进行连接；

15、沿隧道方向依次拼接预制道床构件。

16、进一步地，对组合后的预制道床构件注浆，浆液填充承插孔与承插芯棒之间的间隙以及相邻预制道床构件之间的间隙、预制道床构件与隧道管片之间的间隙。

17、与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：

18、(1)针对目前承插式道床板结构不便在隧道内进行安装的问题，对预制道床构件进行转运和调节，使预制道床构件能够准确就位，悬臂杆探入承插孔内挑起预制道床构件，悬臂杆能够预先疏通承插孔，并配合承插芯棒的快速插入，同时减少与预制道床构件的碰撞损伤问题，提高安装效率并提高安装精度。

19、(2)悬臂杆一端能够探入承插孔内施加承载力，相比于其他吊运方式，能够利用既有的承插孔结构，减少吊具勾挂、卡合、环抱等方式对预制道床构件的损伤，避免预制道床构件安装所需预埋件的设置，保护预制道床构件的完整性，使其安装后的精度能够达到需求。

20、(3)配置注浆机构，能够对承插配合后的预制道床构件的间隙位置进行填充，稳定承插孔和承插芯棒的连接，填充相邻预制道床构件之间的缝隙，提高预制道床构件的组合整体性，填充预制道床构件与隧道管片之间的间隙，提高预制道床结构的整体稳定性，在完成承插安装后，及时进行注浆填充，无需额外配置注浆设备。

21、(4)采用筒状结构的抓取部，从一端开始套设在承插芯棒外，在套设过程中，刮除承插芯棒外表明显的凸起结构，便于后续与承插孔配合；筒状结构的抓取部下端设置开口，承插芯棒的底部部分能够穿过该开口位置，在进入承插孔后下放抓取部，使承插芯棒的底部优先接触承插孔底部，利用二者接触摩擦作用使承插芯棒能够顺利从抓取部内抽出，提高承插芯棒的安装效率。

22、(5)盾构隧道预制道床构件安装设备集成化程度高，有利于预制道床构件装配一体化快速施工；配备智能识别操作系统，实现智能自动化装配施工，提高快速施工精度和效率，大幅度减少了工人数量，降低了劳动强度。

技术特征：

1.一种隧道承插式预制道床构件安装装置，其特征在于，包括移动机架和伸缩支架，伸缩支架末端连接有悬臂杆，伸缩支架通过调节组件连接移动机架，以使悬臂杆能够相对于移动机架在三轴方向上调整位置，悬臂杆通过伸缩支架悬吊于调节组件下方，悬臂杆能够插入预制道床构件端面的承插孔内并挑起预制道床构件。

2.如权利要求1所述的隧道承插式预制道床构件安装装置，其特征在于，所述移动机架上安装有注浆机构，注浆机构的输出端朝向其下方的预制道床构件，以输出浆液填充于承插孔内、相邻预制道床构件之间及预制道床构件与隧道管片之间。

3.如权利要求1所述的隧道承插式预制道床构件安装装置，其特征在于，所述移动机架上安装有抓取机构，抓取机构悬吊于调节组件下方，抓取机构的末端设有提供承插芯棒配合的抓取部。

4.如权利要求3所述的隧道承插式预制道床构件安装装置，其特征在于，所述抓取机构通过调位组件连接移位机架，调位组件带动抓取部相对于移动机架在三轴方向上调整位置。

5.如权利要求4所述的隧道承插式预制道床构件安装装置，其特征在于，所述抓取部为径向断面呈c型的筒状结构，筒状结构轴向两端敞开，周向上设有开口，开口位于筒状结构的底端。

6.如权利要求4所述的隧道承插式预制道床构件安装装置，其特征在于，所述抓取机构设有间隔布置的多个，并分别通过对应的调位组件连接于移位机架，独立调整抓取部的位置。

7.如权利要求1所述的隧道承插式预制道床构件安装装置，其特征在于，所述伸缩支架末端连接有至少两个悬臂杆，悬臂杆内部中空，悬臂杆一端连接伸缩支架末端，另一端设有连通内部中空的开口。

8.如权利要求1所述的隧道承插式预制道床构件安装装置，其特征在于，所述移动机架包括支撑架和行走轮，行走轮成对布置在支撑架上，支撑架上连接有视觉组件，以获取悬臂杆工作位置处的图像。

9.一种如权利要求1-8任一项所述隧道承插式预制道床构件安装装置的工作方法，其特征在于，包括：

10.如权利要求9所述的工作方法，其特征在于，对组合后的预制道床构件注浆，浆液填充承插孔与承插芯棒之间的间隙以及相邻预制道床构件之间的间隙、预制道床构件与隧道管片之间的间隙。

技术总结
本发明提供一种隧道承插式预制道床构件安装装置及方法，涉及隧道设施施工技术领域，包括移动机架和伸缩支架，伸缩支架末端连接有悬臂杆，伸缩支架通过调节组件连接移动机架，以使悬臂杆能够相对于移动机架在三轴方向上调整位置，悬臂杆通过伸缩支架悬吊于调节组件下方，悬臂杆能够插入预制道床构件端面的承插孔内并挑起预制道床构件；针对目前承插式道床板结构不便在隧道内进行安装的问题，对预制道床构件进行转运和调节，使预制道床构件能够准确就位，悬臂杆探入承插孔内挑起预制道床构件，悬臂杆能够预先疏通承插孔，并与承插芯棒的插入配合，同时减少与预制道床构件的碰撞损伤问题，提高安装效率并提高安装精度。

技术研发人员：韩刚,李福川,李大勇,李虎,张伟增,周志宇,王磊,门燕青,邢慧堂,黄永亮,曹建新,邱健
受保护的技术使用者：山东轨道交通勘察设计院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12