隧道衬砌混凝土注浆装置及其施工方法与流程

本发明涉及土木工程技术领域，具体涉及一种隧道衬砌混凝土注浆装置及其施工方法。

背景技术：

衬砌指的是为防止围岩变形或坍塌，沿隧道洞身周边用钢筋混凝土等材料修建的永久性支护结构。衬砌技术通常是应用于隧道工程、水利渠道中。衬砌简单说来就是内衬，常见的就是用砌块衬砌，可以是预应力高压灌浆素混凝土衬砌。

如CN104963701A公开了一种隧道施工衬砌量确定装置，其特征在于：包括模板，所述模板上设有注浆出口和注浆入口，所述注浆出口布设在模板外侧，注浆入口布设在模板内侧；所述模板内侧顶部安装有加强筋，所述加强筋下方安装有交叉布设的多组横向伸缩支撑杆和纵向伸缩支撑杆；与现有的技术相比，本发明的优点是：利用三维激光扫描技术对隧道布设的反光靶进行扫描确定隧道的体积，通过测定不同层次的布点，利用计算机相减确定衬砌体积，计算混凝土注射量，整个过程计算机计算确定，数据精确，速度快，可避免施工中的浪费，同时节省工期。

又如专利公布号CN104502137A的一种隧道衬砌结构均布加载试验系统及其密闭方法，包括加压系统、模型箱及设置在模型箱内的隧道衬砌，所述加压系统为一榀钢框架加压系统，主要由边梁、顶部横梁及油缸组成，所述模型箱包括六块面板及传力板，底部设有滑轮；隧道衬砌设置在模型箱内；所述模型箱与隧道衬砌之间的填充料为水、油或润滑脂，所述模型箱为经过密闭处理的密封模型箱；通过改变传力介质并提升模型箱的密闭性，可实现衬砌背后近似均布加压、衬砌背后加载压力直接控制和大比例尺相似模型试验，可用于研究隧道衬砌承载性能与结构设计、运营中的病害隧道衬砌结构承载性能、衬砌裂缝扩展试验和大比例尺柔性加固(碳纤维、钢带)试验。

目前，隧道在衬砌过程中施工粗放，对于衬砌混凝土的用量都是看经验估算，这样会在施工中造成大量的浪费，增加施工成本。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的缺点，提出了一种隧道衬砌混凝土注浆装置及其施工方法，该装置及其施工方法可对隧道的衬砌的混凝土用量做到精确计算，有效避免了施工中的浪费，做到科学合理施工。本发明的具体技术方案如下：

隧道衬砌混凝土注浆装置，包括施工台车，所述施工台车的外侧安装有注浆盾体，所述施工台车与注浆盾体之间连接有支架，所述注浆盾体上还设有注浆孔，其特征在于：所述注浆盾体上设有定位管，所述定位管布设在注浆盾体的两侧和顶部中心；衬砌量调节片安装在定位管上，其两边设有拉动衬砌量调节片在定位管上来回移动的链条；

所述施工台车上对称安装有液压升降柱，万向球安装在所述液压升降柱的顶部，喷枪安装在所述万向球上，所述喷枪的一端设有把手，另一端设有注浆喷头；所述施工台车内安装有送料主管，所述送料主管与各喷枪之间连接有送料分支管。

优先地，所述链条上还安装有位置定位球；所述注浆盾体的两边通过铰链安装有挡块；所述施工台车的底部设有履带轮，两侧安装有施工台车的防护栏。

基于上述装置，本发明还提供一种隧道衬砌混凝土注浆施工方法，其特征在于：包括如下步骤，

1)将施工台车开进隧道，使注浆盾体到达注浆位置，同时将送料主管连接外部混凝土输送装置，施工前准备工作完成；

2)将链条拉动衬砌量调节片在定位管上移动，确定本次注浆面积的大小，确定好之后通过链条上面的位置定位球确定衬砌量调节片的位置，通过计算得出本次衬砌所需的体积大小，并根据计算出的体积得出混凝土注浆量；最后通过铰链将挡块旋转堵住施工台车的两底边；

3)通过步骤2)所计算得出混凝土注浆量，利用人工操作喷枪对注浆孔进行注浆，在此过程中，混凝土通过喷枪进入注浆盾体的外部形成衬砌层，当达到计算的注浆量时，注浆停止；

4)停止施工，混凝土进行自动凝固，48小时之后将施工台车移入下一工位；

5)不断重复步骤1)-4)，直到整个隧道施工完成为止。

有益效果：利用衬砌量调节片的所在位置和其与注浆盾体端头的距离大小，计算出砌所需体积大小，并根据计算出的体积确定混凝土注浆量，数据精确，速度快，可避免施工中的浪费，同时节省工期。

附图说明

图1为本发明隧道衬砌混凝土注浆装置的主视图；

图2为本发明隧道衬砌混凝土注浆装置的侧视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图所示，隧道衬砌混凝土注浆装置，包括施工台车3，所述施工台车3的外侧安装有注浆盾体8，所述施工台车3与注浆盾体8之间连接有支架13，所述注浆盾体8上还设有注浆孔，所述注浆盾体8上设有定位管1，所述定位管1布设在注浆盾体8的两侧和顶部中心；衬砌量调节片16安装在定位管1上，其两边设有拉动衬砌量调节片16在定位管1上来回移动的链条17。

施工台车3上对称安装有液压升降柱3，万向球14安装在所述液压升降柱3的顶部，喷枪9安装在所述万向球14上，所述喷枪9的一端设有把手，另一端设有注浆喷头；所述施工台车3内安装有送料主管4，所述送料主管4与各喷枪9之间连接有送料分支管10。

链条17上还安装有位置定位球7，位置定位球7上面具有刻度，通过查看位置定位球7上面的刻度即可得知衬砌量调节片16所处于注浆盾体8上面的位置，通过衬砌量调节片16与注浆盾体8两边的距离计算出所要衬砌所需的体积大小；所述注浆盾体8的两边通过铰链2安装有挡块6，在注浆过程中，为了防止混凝土从底面的空隙喷出，在注浆过程中，将挡块6旋转贴住注浆盾体8底侧边，防止混凝土喷出；所述施工台车3的底部设有履带轮5，两侧安装有施工台车3的防护栏15。

基于上述装置，本发明还提供一种隧道衬砌混凝土注浆施工方法，包括如下步骤，

1)将施工台车3开进隧道，使注浆盾体8到达注浆位置，同时将送料主管4连接外部混凝土输送装置，施工前准备工作完成；

2)将链条17拉动衬砌量调节片16在定位管1上移动，确定本次注浆面积的大小，确定好之后通过链条17上面的位置定位球7确定衬砌量调节片16的位置，通过计算得出本次衬砌所需的体积大小，并根据计算出的体积得出混凝土注浆量；最后通过铰链2将挡块6旋转堵住施工台车3的两底边；

3)通过步骤2)所计算得出混凝土注浆量，利用人工操作喷枪9对注浆孔进行注浆，在此过程中，混凝土通过喷枪9进入注浆盾体8的外部形成衬砌层，当达到计算的注浆量时，注浆停止；

4)停止施工，混凝土进行自动凝固，48小时之后将施工台车3移入下一工位；

5)不断重复步骤1)-4)，直到整个隧道施工完成为止。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。