一种用于隧道衬砌反粘防水施工的防水板挂设装置的制作方法

本申请涉及隧道施工的领域，尤其是涉及一种用于隧道衬砌反粘防水施工的防水板挂设装置。

背景技术：

目前当前公路隧道多采用复合式衬砌施工的方法，在施工过程中需要使用防水板铺设车进行防水板铺设。然后进行人工的钢筋结构搭建，最后再使用衬砌台车进行混凝土浇注。

针对上述中的相关技术，发明人认为在施工时需要先开入防水板铺设车进行铺设，然后开出防水板铺设车，再开入衬砌台车进行混凝土浇注，施工过程较为繁琐。

技术实现要素：

为了简化施工步骤，

本申请提供的一种用于隧道衬砌反粘防水施工的防水板挂设装置，采用如下的技术方案：

一种用于隧道衬砌反粘防水施工的防水板挂设装置，包括

台车本体，所述台车本体包括两个呈对称设置的台车架和用于将两个台车架连接起来的连接座；

防水板安装机构，所述防水板安装机架包括第一导轨和放卷机构，所述第一导轨设有两个且分别安装于两个台车架两侧，所述第一导轨固定连接于连接座，所述第一导轨为与隧道同轴的圆弧形，所述放卷机构包括滑动连接于第一导轨上的第一滑块、用于驱动第一滑块相对第一导轨滑动的第一驱动件、安装于两个第一滑块之间的放卷辊组件；

二衬施工机构，所述二衬施工机构圆弧形的二衬模板和调节组件，所述二衬模板分段呈若干个二衬单元，所述二衬单元滑动连接于台车架且转动连接于台车架，所述调节组件包括若干个调节单元，每个调节单元对应一个二衬单元；在安装防水板时，所述二衬单元容纳于两个台车架之间；当需进行二衬浇注时，所述调节单元驱动其对应的二衬单元相对台车架运动至抵接于钢筋，且所有二衬单元拼接成完成的圆弧形二衬模板。

通过采用上述技术方案，先使用防水板安装机构对隧道内壁进行防水板铺设。在铺设完一段隧道后，台车本体向前行进，防水板安装机构对隧道下一段进行铺设。在铺设防水板时，可对之前已经铺设完防水板的隧道段进行钢筋结构的搭接焊接。然后直接将二衬单元推到台车架外，直至二衬单元抵接于钢筋，此时即完成了二衬模板的搭接，可进行混凝土的浇注工序。减少了两种工具车换用的步骤，简化了施工步骤，提高了施工效率。

优选的，所述两个台车架之间设有用于调节两个台车架之间间距的第二驱动件；当二衬单元容纳于两个台车架之间时，两个台车架之间间距小于二衬单元宽度；当需进行二衬浇注时，两个台车架之间间距变大，待二衬单元运动至抵接于钢筋后，两个台车架之间间距变小至抵接于二衬单元一侧。

通过采用上述技术方案，在需要将二衬单元推到钢筋结构上时，可通过第二驱动件调宽两个台车架之间的距离，然后使较宽的二衬单元可较为轻松的推出台车架，抵接于钢筋结构。在将二衬单元推出台车架后，可通过第二驱动件调窄两个台车架之间的距离，从而使台车架支撑二衬单元，使二衬单元结构更稳定。

优选的，所述二衬单元为三个，三个所述二衬单元为两个侧边单元和一个顶部单元，所述顶部单元和侧边单元之间的接缝沿水平方向设置。

通过采用上述技术方案，在将二衬单元拼接成二衬模板时，可直接向上推动顶部单元，再转动一个侧边单元至侧边单元的上端面平行于顶部单元的下端面，推动该侧边单元朝外运动，完成与顶部单元的拼接。另一个侧边单元同理。从而顺利的将二衬单元拼接成二衬模板。且顶部单元的调节单元只需沿竖直方向推动顶部单元即可，结构简单。

优选的，所述台车架上设有导轨组件，每个侧边单元均对应有两个导轨组件，且两个所述导轨组件位于其对应的侧边单元两侧，所述导轨组件包括第二导轨和第三导轨，所述侧边单元侧壁两端分别转动连接有滑动连接于第二导轨上的第二滑块和滑动连接于第三导轨上的第三滑块，所述调节单元为第一驱动缸，所述第一驱动缸一端转动连接于连接杆且另一端转动连接于侧边单元背离隧道内壁的一侧侧壁，当所述二衬单元抵接于钢筋时，所述第二滑块离开第二导轨，所述第三滑块离开第三导轨。

通过采用上述技术方案，通过调节单元对侧边单元提供驱动力，通过第二导轨和第三导轨对侧边单元提供导向力，使二衬单元相对台车架滑动改变状态并被推动到抵接于钢筋结构。

优选的，所述第二滑块位于侧边单元上端，所述第三滑块位于侧边单元下端，所述第二导轨包括水平段和圆弧段，所述水平段位于圆弧段朝外一侧，且所述圆弧段呈向下弯曲设置，所述第三导轨包括水平段，所述第三导轨的水平段平行于第二导轨的水平段，所述第二滑块相对第二导轨圆弧段滑动所需克服的阻力小于所述第三滑块相对第三导轨水平段滑动所需克服的阻力。

通过采用上述技术方案，从而使侧边单元先转动至合适角度后，再相对台车架朝外移动至与顶部单元拼接，使整个动作更稳定顺畅。

优选的，两个所述台车架之间设有加强杆，所述加强杆包括安装于其中一个台车架的座体和转动连接于另一个台车架的杆体，所述座体上端开设有凹槽，所述杆体一端嵌设于座体的凹槽内；当所述杆体嵌设于凹槽内时，所述杆体和座体沿杆体长度方向呈固定连接，所述台车架上设有用于驱使杆体相对台车架转动的第三驱动件。

通过采用上述技术方案，在日常使用过程中，杆体嵌设于座体的凹槽内，杆体和座体配合，使两个台车架可更稳定的连接在一起。对防水板安装机构和二衬单元进行支撑。在二衬单元需要进行位置的调换时，可通过第三驱动件带动杆体转动，使其离开座体，进而使二衬单元可以顺利的推出台车架或回撤到台车架。

优选的，所述座体转动连接于台车架，所述台车架上设有用于驱使座体相对台车架转动的第四驱动件。

通过采用上述技术方案，从而是杆体和座体在不相互搭接时所占的空间较小，使台车架整体的结构更紧凑。

优选的，所述第三驱动件包括同轴连接于杆体相对台车架转动轴的齿轮、啮合于齿轮的齿条、连接固定所有齿条的施力座和用于驱使施力座沿竖直方向运动的第二驱动缸，所述齿条沿竖直方向设置，每个杆体对应一个齿轮且每个齿轮对应一个齿条。

通过采用上述技术方案，通过施力座沿竖直方向的运动，来带动齿条沿竖直方向运动，进而带动杆体相对台车架的转动。

优选的，所述第一导轨下端连接有与第一导轨承接的放置轨；当所述防水板安装完毕后，所述第一滑块从第一导轨滑动至放置轨上，所述放卷机构嵌入到两个台车架下方。

通过采用上述技术方案，从而减少了放卷机构对二衬单元顺利的推出台车架或回撤到台车架的影响。

优选的，所述防水板安装机构还包括张紧机构，所述张紧机构包括位于两个第一滑块之间的张紧辊和用于驱使张紧辊抵接于隧道内防水板的第五驱动件。

通过采用上述技术方案，进而使防水板可更稳定平整的安装在隧道内壁。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.可用于防水板铺设和二衬模板搭建，适用范围较广；

2.可减少施工步骤，提高施工效率；

3.装置可以在防水铺设和二衬模板两种状态下自由切换。

附图说明

图1是实施例的结构示意图。

图2是实施例的局部示意图。

图3是实施例在导轨组件处的剖视图。

图4是图2中a处的放大图。

图5是图3中b处的放大图。

图6是实施例在齿轮处的剖视图。

图7是实施例在第三驱动件处的剖视图。

图8是实施例中二衬单元在处于拼接成二衬模板时的结构示意图。

图9是还是离中二衬单元收纳在两个台车架之间时的结构示意图。

附图标记说明：1、台车架；2、连接座；3、第二驱动件；4、二衬模板；5、第一导轨；6、放卷机构；7、第一滑块；8、安装架；9、放卷辊；10、收卷辊；11、张紧机构；12、第五驱动件；13、张紧辊；14、放置轨；15、侧边单元；16、顶部单元；17、第一驱动缸；18、第二导轨；19、第三导轨；20、水平段；21、圆弧段；22、第二滑块；23、第三滑块；24、加强杆；25、杆体；26、座体；27、凹槽；28、第三驱动件；29、齿轮；30、齿条；31、施力座；32、第二驱动缸；33、第四驱动件；34、滚轮。

具体实施方式

以下结合附图1-9对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种用于隧道衬砌反粘防水施工的防水板挂设装置。参照图1，一种用于隧道衬砌反粘防水施工的防水板挂设装置包括台车本体、防水板安装机构和二衬施工机构。在施工时，通过防水板安装机构辅助防水板的安装，通过二衬施工机构辅助二衬混凝土的浇注施工，从而使该装置更多功能化，不需在施工时将不同的辅助设备重复的开入开出隧道，减少了施工步骤，提高了施工效率。

具体的，参照图1，台车本体包括两个呈对称设置的台车架1和用于将两个台车架1连接起来的连接座2。连接座2位于台车架1下方，台车架1沿隧道长度方向滑动连接于连接座2。台车架1和连接座2之间的连接可通过滑轨滑块的形式连接，在图中未示出，从而确保台车架1可稳定滑动连接于连接座2，同时台车架1不会离开连接座2。两个台车架1之间设有第二驱动件3，第二驱动件3可为气缸、油缸或电缸。通过第二驱动件3可调节两个台车架1之间的距离。连接座2下方设有用于方便连接座2移动的滚轮34，滚轮34设有四个且分别位于连接座2四角。从而方便移动整个装置。

参照图1和图2，防水板安装机架包括第一导轨5、放卷机构6和张紧机构11，第一导轨5设有两个且分别安装于两个台车架相互背离的一侧。第一导轨5呈圆弧形设置且第一导轨5两端固定连接于连接座2。第一导轨5与隧道同轴且半径小于台车架1。放卷机构6包括滑动连接于第一导轨5上的第一滑块7、用于驱动第一滑块7相对第一导轨5滑动的第一驱动件、安装于两个第一滑块7之间的放卷辊组件。第一滑块7在本实施例中设定为小车，第一驱动件为带动小车沿第一导轨5运动的电机组。通过第一驱动件带动第一滑块7在第一导轨5上滑动，从而使放卷组件可沿着隧道内壁运动，实现防水板的铺设。

具体的，参照图1和图2，放卷辊组件包括固定连接于第一滑块7上的安装架8、转动连接于两个安装架8之间的放卷辊9、转动连接于两个安装架8之间的收卷辊10、用于驱动收卷辊10相对放卷辊9转动的电机，电机在图中未示出。放卷辊9上安装有防水板卷材，收卷辊10用于收卷防水板卷材的底部废料。收卷辊10位于放卷辊9下方，张紧机构11包括位于两个第一滑块7之间的张紧辊13和用于驱使张紧辊13抵接于隧道内防水板的第五驱动件12。第五驱动件12为油缸或气缸。第五驱动件12的缸体固定安装于安装架8上，第五驱动件12的输出端转动连接于张紧辊13。

参照图1和图2，在工作时，先把防水板一端从防水板卷材上撕离，焊接在隧道内壁上。然后把废料收卷在收卷辊10上。在第一滑块7相对第一导轨5滑动的过程中，收卷辊10转动拉取废料，使防水板从防水板卷材上出料，铺设在隧道内壁。此时张紧辊13在第五驱动件12的作用下将防水板抵紧于隧道内壁，使防水板铺设的更平整。铺设一段，工人焊接一段，从而使防水板稳定的安装在隧道内壁。

参照图2，为了减少放卷机构6对后续二衬施工机构运动的干涉，第一导轨5下端连接有与第一导轨5承接的放置轨14；当防水板安装完毕后，第一滑块7从第一导轨5滑动至放置轨14上。放卷机构6嵌入到两个台车架1下方。

参照图1和图3，二衬施工机构包括圆弧形的二衬模板4和调节组件。二衬模板4分段呈三个二衬单元。三个二衬单元为两个侧边单元15和一个顶部单元16，顶部单元16和侧边单元15之间的接缝沿水平方向设置。顶部单元16上设有混凝土注浆管。侧边单元15上开设有混凝土注浆口，混凝土注浆口和混凝土注浆管均可设置若干个。图中只画出了一个进行示意。

参照图3和图6，调节组件包括若干个调节单元，每个调节单元对应一个二衬单元。顶部单元16对应的调节单元为第一驱动缸17，第一驱动缸17可为油缸或气缸，此实施例为油缸举例。油缸沿竖直方向设置，油缸的缸体固定安装于连接座2上，油缸的输出端固定连接于顶部单元16。通过油缸可带动顶部单元16沿竖直方向滑移，使顶部单元16离开或进入到两个台车架1内。

参照图1和图3，台车架1上设有导轨组件，每个侧边单元15均对应有两个导轨组件，且两个导轨组件位于其对应的侧边单元15两侧。导轨组件包括第二导轨18和第三导轨19，侧边单元15侧壁两端分别转动连接有滑动连接于第二导轨18上的第二滑块22和滑动连接于第三导轨19上的第三滑块23。侧边单元15对应的调节单元为第一驱动缸17，第一驱动缸17可为油缸或气缸，此实施例为油缸举例。油缸一端转动连接于连接座2且另一端转动连接于侧边单元15背离隧道内壁的一侧侧壁。通过油缸来驱动侧边单元15相对台车架1运动。

参照图1和图3，第二滑块22位于侧边单元15上端，第三滑块23位于侧边单元15下端，第二导轨18包括水平段20和圆弧段21，所水平段20位于圆弧段21朝外一侧，且圆弧段21呈向下弯曲设置。第三导轨19包括水平段20，第三导轨19的水平段20平行于第二导轨18的水平段20。第二滑块22相对第二导轨18圆弧段21滑动所需克服的阻力小于第三滑块23相对第三导轨19水平段20滑动所需克服的阻力。

当装置完成了防水板的铺设，并完成钢筋结构的搭接后，装置可转化为二衬施工模式。具体为，通过第一驱动缸17带动顶部单元16沿竖直方向向上移动至抵接于隧道顶部钢筋。然后通过第一驱动缸17推动其中一块侧边单元15运动，侧边单元15上端沿第二导轨18运动至侧边单元15上端平行于顶部单元16下端，然后第一驱动缸17继续给侧边单元15施力，使侧边单元15沿水平方向相对台车架1运动，直至侧边单元15抵接于顶部单元16和钢筋结构。参照图4和图5，此时第二滑块22离开第二导轨18，第三滑块23离开第三导轨19。参照图3，再通过第一驱动缸17同理的使另一块侧边单元15运动到抵接于顶部单元16和钢筋结构的位置。此时顶部单元16和侧边单元15拼接成了完整的二衬模板4，可以对二衬混凝土浇注进行辅助。

参照图1，为了使二衬模板4更稳定，可通过第二驱动件3调节两个台车架1之间的距离。使台车架1运动到二衬模板4下方，抵接支撑住二衬模板4，从而使二衬模板4在混凝土进行浇注时，可保持结构稳定。

可选的，台车架1上未设有导轨组件。侧边单元15可对应多个驱动件，进而完成其先转动后滑动的运动轨迹。如通过电机和油缸的配合，先使侧边单元15相对一个滑动座转动，然后通过油缸来推动滑动座沿水平方向运动，离开或进入到两个台车架1之间。进而完成对于侧边单元15位置的调节。而本实施例选取了设有导轨组件的结构设计来做举例。

如图6和图7，为了使两个台车架1之间具有更好的结构强度，两个台车架1之间设有加强杆24。加强杆24包括转动连接于其中一个台车架1的座体26和转动连接于另一个台车架1的杆体25。座体26上端开设有凹槽27，凹槽27呈t型。杆体25一端嵌设于座体26的凹槽27内。

如图6和图7，台车架1上设有用于驱使杆体25相对台车架1转动的第三驱动件28。第三驱动件28包括同轴连接于杆体25相对台车架1转动轴的齿轮29、啮合于齿轮29的齿条30、连接固定所有齿条30的施力座31和用于驱使施力座31沿竖直方向运动的第二驱动缸32。第三驱动缸32缸体固定安装于台车架1，第三驱动缸32的输出端固定安装于施力座31。齿条30沿竖直方向设置，每个杆体25对应一个齿轮29且每个齿轮29对应一个齿条30。通过第二驱动缸32带动施力座31沿竖直方向移动来实现齿条30的移动，从而带动齿轮29转动，实现杆体25相对台车架1的转动。

如图6和图7，台车架1上设有用于驱使座体26相对台车架1转动的第四驱动件33。第四驱动件33也包括同轴连接于座体26相对台车架1转动轴的齿轮29、啮合于齿轮29的齿条30、连接固定所有齿条30的施力座31和用于驱使施力座31沿竖直方向运动的第二驱动缸32。齿条30沿竖直方向设置，每个杆体25对应一个齿轮29且每个齿轮29对应一个齿条30。通过驱动缸带动施力座31沿竖直方向移动来实现齿条30的移动，从而带动齿轮29转动，实现座体26相对台车架1的转动。

当杆体25嵌设于凹槽27内时，杆体25和座体26沿杆体25长度方向呈固定连接，从而将两个台车架1更稳定的固定连接在一起。若二衬单元需要相对台车架1运动时，可通过杆体25和座体26的依次转动，使杆体25和座体26分离并收拢到台车架1一侧。防止其干涉到二衬单元的运动。

本申请实施例一种用于隧道衬砌反粘防水施工的防水板挂设装置的实施原理为：

1、装置有第一状态和第二状态，装置在第一状态时可用于辅助防水板的铺设，装置在第二状态时，可用于辅助二衬混凝土的浇注；

2、第一状态时，二衬单元位于台车架1之间，加强杆24将两个台车架1连接加强在一起，放卷机构6位于第一导轨5一端；工作时，先把防水板一端从防水板卷材上撕离，焊接在隧道内壁上，然后把废料收卷在收卷辊10上；在第一滑块7相对第一导轨5滑动的过程中，收卷辊10转动拉取废料，使防水板从防水板卷材上出料，铺设在隧道内壁；此时张紧辊13在第五驱动件12的作用下将防水板抵紧于隧道内壁，使防水板铺设的更平整；

3、在防水板铺设时，工人对已经铺设好的防水板进行焊接，使防水板更好的安装于隧道内；

4、在防水板铺设好，且钢筋结构搭建好后，若需要进行二衬混凝土的浇注，可将装置从第一状态转化为第二状态；

5、使放卷机构6运动到放置轨14上，使杆体25和座体26相对台车架1转动至收纳与台车架1一侧；

6、参照图8和图9，然后带动顶部单元16沿竖直方向向上移动至抵接于隧道顶部钢筋；

7、推动其中一块侧边单元15运动，侧边单元15上端沿第二导轨18运动至侧边单元15上端平行于顶部单元16下端，然后第一驱动缸17继续给侧边单元15施力，使侧边单元15沿水平方向相对台车架1运动，直至侧边单元15抵接于顶部单元16和钢筋结构；

8、推动另一块侧边单元15运动到抵接于顶部单元16和钢筋结构的位置；此时顶部单元16和侧边单元15拼接成了完整的二衬模板4；

9、通过第二驱动件3调节两个台车架1之间的距离。使台车架1运动到二衬模板4下方，抵接支撑住二衬模板4；此时二衬模板4可以对二衬混凝土浇注进行辅助，装置完成了从第一状态到第二状态的转化。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。