一种栈桥式全断面仰拱二衬台车设备及其施工方法与流程

本发明属于隧道施工及地下工程技术领域，具体为一种栈桥式全断面仰拱二衬台车设备及其施工方法。

背景技术：

随着我国基础建设的快速发展，其中隧道施工的要求越来越高，部分隧道施工中对仰拱二衬的快速成环和对断面弧形的要求越来越高。目前自行式栈桥的推广，已经将栈桥下方的仰拱浇筑结合得相对较好，栈桥能够携带整体式仰拱模板的快速移动定位加固等。但是由于需要防水板布置和二衬钢筋的施工区域安排，以及各施工区域间的调度，仰拱浇筑和二次衬砌浇筑都隔有多个施工区域。在有些没有填充层设计的隧道时，传统的防水板、钢筋安装台车和二衬台车没有轨道放置的位置，台车整体的定位和移动都不快捷方便，模板定位加固都比较困难。还有些小隧道中采用针梁台车但是衬砌时无法满足开挖通车的要求。以上的种种因素导柱施工周期的加长，施工效率低，各类成本大。

技术实现要素：

本发明针对以上问题，提供一种栈桥式全断面仰拱二衬台车设备及其施工方法，它可以实现隧道底面和顶面的同时浇筑施工，施工过程中不影响隧道的开挖，并且不影响隧道内部的施工设备车辆通过，提高施工效率。。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种栈桥式全断面仰拱二衬台车设备，包括自行式栈桥，所述自行式栈桥上设置有轨道，轨道上设置有互不干涉移动的仰拱模板台车和二衬台车；所述仰拱模板台车下端吊装有用于浇筑隧道底面的仰拱模板；所述二衬台车上方设置有用于浇筑隧道顶面的二衬模板；

所述二衬台车整体为倒u型结构；所述二衬模板由顶模及铰接在顶模两侧的侧模共同组成；所述顶模设置在二衬台车顶端，所述侧模通过侧模油缸铰接在二衬台车两侧；所述二衬台车两侧设置有可上下升降的升降柱，升降柱下端设置有移动轮。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述侧模下端设置有支撑腿。

所述二衬台车由主横梁及其两侧的立柱共同组成多组倒立的u型架相互连接构成；所述主横梁上端通过支撑梁连接顶模；所述侧模通过侧模油缸与对应的立柱连接；所述立柱下端设置升降柱。

所述立柱与主横梁之间设置有驱动立柱横向移动的横移油缸。

所述自行式栈桥为左右对称的梁体或支架结构，上表面两侧或两外侧面设置有用于挂载仰拱模板台车的第一轨道；所述自行式栈桥上表面两侧设置有用于二衬台车移动的第二轨道；所述第一轨道和第二轨道的位置相互错开不干涉。

所述自行式栈桥由两侧的梁体通过中间的连接梁相互连接组成；所述第一轨道和第二轨道、第三轨道均设置在梁体上。

所述仰拱模板台车包括两侧的竖梁，同一侧的竖梁之间通过纵梁相互连接；两侧的竖梁之间通过下端的横梁相互连接；所述竖梁上端内侧面上安装有滑轮架，滑轮架上安装有滑动轮；所述竖梁下端设置有用于搬运仰拱模板的吊耳。

所述自行式栈桥外侧壁开有凹槽；所述第一轨道设置在凹槽内的上表面。

所述自行式栈桥外侧壁上端设有凹台；所述第一轨道设置在凹台上表面。

一种栈桥式全断面仰拱二衬台车设备的施工方法，包括如下施工步骤：

第一步，自行式栈桥上的仰拱模板台车通过仰拱模板先完成该段隧道底面浇筑成型后，带动仰拱模板移动到下一段位置进行施工；二衬台车在自行式栈桥上移动至仰拱模板台车上一个施工完毕的工作区域通过二衬模板进行隧道顶面浇筑施工；进行隧道顶面施工时，二衬模板将台车骨架支撑起来，使得台车骨架悬空在自行式栈桥的上方；

第二步，二衬台车完成该段隧道顶面浇筑成型，仰拱模板台车完成下一段隧道底面浇筑成型，隧道前端开挖无干涉进行；

第三步，二衬台车收模，使得二衬模板脱离隧道顶面；自行式栈桥带动二衬台车同时前移至仰拱模板台车上一个施工完毕的工作区域，或二衬台车在自行式栈桥上主动移动至仰拱模板台车上一个施工完毕的工作区域；

第四步，仰拱模板台车带动仰拱模板移动至下一个工作区域进行施工；

第五步，循环至第一步，直至完成隧道施工。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明可以实现隧道底面和顶面的同时浇筑施工，施工过程中不影响隧道的开挖，并且不影响隧道内部的车辆通过，减少人员和辅助设备投入，提高施工效率，保证施工质量，节约成本和施工空间。

通过在主梁栈桥上设置多根轨道，确保轨道上的移动施工设备能够同时移动而不互相干涉，实现拱架安装、仰拱台车、防水板安装、钢筋捆扎、栈桥自身行走等施工结合到栈桥上，进行同步施工，减少人员和辅助设备投入，提高施工效率，保证施工质量，节约成本和施工空间。

附图说明

图1为本发明施工时的侧面示意图；

图2为二衬台车的端面结构示意图；

图3为二衬台车的侧面结构示意图；

图4为二衬台车浇筑施工时的端面示意图；

图5为本发明脱模后的结构示意图；

图6为仰拱模板台车在自行式栈桥上的端面结构示意图；

图7为自行式栈桥的端面结构示意图；

图8为仰拱模板台车的侧面结构示意图；

图9自行式栈桥一个实施例结构示意图；

图10为自行式栈桥的的另一个实施例结构示意图；

图11为自行式栈桥的第三个实施例结构示意图；

图12为自行式栈桥的第四个实施例结构示意图；

图13为采用本发明进行隧道施工的第一步示意图；

图14为采用本发明进行隧道施工的第二步示意图；

图15为采用本发明进行隧道施工的第三步示意图；

图16为采用本发明进行隧道施工的第四步示意图；

图17为另一个实施例中采用本发明进行隧道施工的第三步示意图；

图18为行走架端面图；

图19为行走架侧面图。

图中：1、自行式栈桥；2、仰拱模板台车；3、仰拱模板；4、二衬台车；5、行走架；6、支撑腿；7、行走轮；8、支撑座；11、梁体；12、连接梁；13、第一轨道；14、第二轨道；15、第三轨道；16、凹槽；17、凹台；21、竖梁；22、纵梁；23、横梁；24、滑动轮；25、吊耳；26、滑轮架；41、立柱；42、主横梁；43、支撑梁；44、横移油缸；45、升降油缸；46、升降柱；47、移动轮；48、侧模油缸；49、顶模；50、侧模；51、加强杆；52、下连接梁；53、上连接梁。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

如图1-图12所示，本发明的具体结构为：

一种栈桥式全断面仰拱二衬台车设备，包括自行式栈桥1，所述自行式栈桥1上设置有轨道，轨道上设置有互不干涉移动的仰拱模板台车2和二衬台车4；所述仰拱模板台车2下端吊装有用于浇筑隧道底面的仰拱模板3；所述二衬台车4上方设置有用于浇筑隧道顶面的二衬模板；

所述二衬台车4整体为倒u型结构；所述二衬模板由顶模49及铰接在顶模49两侧的侧模50共同组成；所述顶模49设置在二衬台车4顶端，所述侧模50通过侧模油缸48铰接在二衬台车4两侧；所述二衬台车4两侧设置有可上下升降的升降柱46，升降柱46下端设置有移动轮47。

在上述实施例的基础上进一步优化：

如图2所示，为了使得侧模50在施工定位后能够支持在仰拱模板上，降低二衬台车的承受力，提高装置的使用寿命，所述侧模50下端设置有支撑座8。其中支撑座8还可以设置成升降杆结构，通过油缸控制升降杆的升降。

具体的，如图2所示，所述二衬台车4由主横梁42及其两侧的立柱41共同组成多组倒立的u型架相互连接构成；所述主横梁42上端通过支撑梁43连接顶模49；所述侧模50通过侧模油缸48与对应的立柱41连接；所述立柱41下端设置升降柱46。升降柱46活动套接在立柱41下端，升降柱46与立柱41之间设置有升降油缸45。

具体的，如图3所示，多组倒立的u型架之间的立柱41之间通过下连接梁52连接；主横梁42之间通过上连接梁53连接；上连接梁53与下连接梁52之间通过加强杆51连接。

具体的，如图2所示为了实现二衬台车4的宽度可调节，所述立柱41与主横梁42之间设置有驱动立柱41横向移动的横移油缸44。

具体的，如图6-7所示，所述自行式栈桥1为左右对称的梁体或支架结构，上表面两侧或两外侧面设置有用于挂载仰拱模板台车2的第一轨道13；所述自行式栈桥1上表面两侧设置有用于二衬台车4移动的第二轨道14；所述第一轨道13和第二轨道14的位置相互错开不干涉。

具体的，第二轨道14位于第一轨道13内侧。

具体的，如图7所示，所述自行式栈桥1由两侧的梁体11通过中间的连接梁12相互连接组成；所述第一轨道13和第二轨道14、第三轨道15均设置在梁体11上。

具体的，6、8所示，所述仰拱模板台车2包括两侧的竖梁21，同一侧的竖梁21之间通过纵梁22相互连接；两侧的竖梁21之间通过下端的横梁23相互连接；所述竖梁21上端内侧面上安装有滑轮架26，滑轮架26上安装有滑动轮24；所述竖梁21下端设置有用于搬运仰拱模板3的吊耳25。其中滑动轮24在第一轨道13上滑动。

如图9所示，其中的一个实施例，所述自行式栈桥1外侧壁开有凹槽16；所述第一轨道13设置在凹槽16内的上表面。

如图10所示，其中的一个实施例，所述自行式栈桥1外侧壁上端设有凹台17；所述第一轨道13设置在凹台17上表面。

施工方法实施例一：

如图13-16所示，一种栈桥式全断面仰拱二衬台车设备的施工方法，包括如下施工步骤：

第一步，自行式栈桥1上的仰拱模板台车2通过仰拱模板3先完成该段隧道底面浇筑成型后，带动仰拱模板3移动到下一段位置进行施工；二衬台车4在自行式栈桥1上移动至仰拱模板台车2上一个施工完毕的工作区域通过二衬模板进行隧道顶面浇筑施工；进行隧道顶面施工时，二衬模板将台车骨架支撑起来，使得台车骨架悬空在自行式栈桥1的上方；

第二步，二衬台车4完成该段隧道顶面浇筑成型，仰拱模板台车2完成下一段隧道底面浇筑成型，隧道前端开挖无干涉进行；

第三步，二衬台车4收模，使得二衬模板脱离隧道顶面；自行式栈桥1带动二衬台车4同时前移至仰拱模板台车2上一个施工完毕的工作区域；

第四步，仰拱模板台车2带动仰拱模板3移动至下一个工作区域进行施工；

第五步，循环至第一步，直至完成隧道施工。

施工方法实施例二：

如图13、14、15、17、16所示，一种栈桥式全断面仰拱二衬台车设备的施工方法，包括如下施工步骤：

第一步，自行式栈桥1上的仰拱模板台车2通过仰拱模板3先完成该段隧道底面浇筑成型后，带动仰拱模板3移动到下一段位置进行施工；二衬台车4在自行式栈桥1上移动至仰拱模板台车2上一个施工完毕的工作区域通过二衬模板进行隧道顶面浇筑施工；进行隧道顶面施工时，二衬模板将台车骨架支撑起来，使得台车骨架悬空在自行式栈桥1的上方；

第二步，二衬台车4完成该段隧道顶面浇筑成型，仰拱模板台车2完成下一段隧道底面浇筑成型，隧道前端开挖无干涉进行；

第三步，二衬台车4收模，使得二衬模板脱离隧道顶面；二衬台车4在自行式栈桥1上主动移动至仰拱模板台车2上一个施工完毕的工作区域；

第四步，仰拱模板台车2带动仰拱模板3移动至下一个工作区域进行施工；

第五步，循环至第一步，直至完成隧道施工。

本发明具体工作原理：

主要由仰拱台车，二衬台车，自行式栈桥组成。

1、自行式栈桥上设置有轨道，仰拱台车小车和二衬台车骨架在栈桥上的不同位置。

2、二衬台车由二衬台车模板和二衬台车骨架，仰拱台车由仰拱台车模板和仰拱台车小车组成，隧道断面成型主要由仰拱台车模板和二衬台车模板组成。

4、仰拱台车小车可以栈桥上纵向位置变化，仰拱台车小车携带提升油缸脱离或连接仰拱台车模板；

5、二衬台车骨架可以栈桥上纵向位置变化，二衬台车骨架携带顶升油缸脱离或接触栈桥对应的轨道；

6、二衬台车骨架仅在二衬台车纵移时落在栈桥轨道上的临时支架；

7、栈桥行走时，二衬台车模板带动二衬台车骨架，二衬台车离开栈桥；

8、二衬台车模板作为浇筑时的受力点，浇筑时二衬台车骨架在油缸作用下离开栈桥上轨，二衬台车不影响车辆通过。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。