用于管幕隧道内钢波纹板快速安装的装置及其施工方法与流程

本发明涉及隧道施工，尤其是涉及一种用于管幕隧道内钢波纹板快速安装的装置及其施工方法。

背景技术：

1、随着路网的建设规模逐渐扩大，公路与铁路线路立体交叉的情况也越来越多，继而出现了越来越多下穿既有高速公路的浅覆盖短隧道工程。下穿高速公路浅覆盖层短隧道的建设，有可能会对现况交通的运行产生巨大的影响。对于高速公路运营而言，中断交通是不可接受的。因此，在这种环境下，下穿高速公路浅覆盖层短隧道工程的建设过程中，保证交通不中断便成为了重要考虑因素。

2、在考虑不中断交通的前提下，目前主要的下穿高速公路短隧道工程施工方法有盾构法、交通导改明挖法及暗挖法。其中，盾构法在短距离、浅埋、大断面隧道施工中并不经济且对周围土体扰动较大。交通导改明挖法施工占地范围较大，易受周边环境限制无法实施，存在一定局限性。暗挖法施工过程中无需中断交通，在浅埋隧道施工中已经成为一个重要的施工手段。

3、中国专利文献cn 107806349 a记载了一种钢-frp复合波纹板隧洞二次衬砌结构及其施作方法，但是该隧道结构的波纹板之间采用搭接叠加的结构，整体的受力效果受限，操作也存在不便；中国专利文献cn 107435547 a记载了一种支护用波纹板组件和隧道支护方法，仍然采用搭接叠加的结构，使用存在缺陷，需要改进。

技术实现思路

1、本发明提供了一种用于管幕隧道内钢波纹板快速安装的装置及其施工方法，解决了传统施工时钢波纹板安装不方便，需要叠加安装导致材料用量较大，施工效率低，不能保证支撑组件安装位置精度高的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种用于管幕隧道内钢波纹板快速安装的装置，包括升降车，升降车的中部设有第一伸缩杆，第一伸缩杆的上部通过横板支撑有吊绳，吊绳一端设有挂钩，挂钩用于第一波纹板和第二波纹板的吊装就位，第一波纹板设置在第二波纹板的下侧，第一波纹板和第二波纹板结构相同，第一波纹板包括沿隧道方向两侧对称设置的侧板，两个侧板通过连接板连接，相邻的两个连接板的下部中间通过第一锁止板连接，第一锁止板的两侧对称设有第二锁止板，第一锁止板和第二锁止板分别和连接板滑动连接，第一波纹板的上部还设有支撑组件，支撑组件包括第一弧形板和圆盘，第一弧形板通过双向螺纹杆和圆盘连接，第一弧形板和圆盘分别抵靠在第一波纹板和管幕上。

3、优选的方案中，升降车包括机箱，第一伸缩杆固设在机箱的顶部中间，第一伸缩杆两侧平行设有两个第二伸缩杆，第二伸缩杆和机箱滑动连接，第二伸缩杆的上部设置有夹紧组件，夹紧组件上设置有第二电机和第三电机，第二电机和第三电机的端部连接有夹紧板，两个夹紧板配合将第一波纹板固定，夹紧板包括连杆，连杆分别和第二电机及第三电机连接，连杆一侧设有夹紧头，夹紧头上设有多个贴合槽，相对的两个夹紧板上的贴合槽错位设置。

4、优选的方案中，机箱上部平行设有两个驱动杆，第二伸缩杆底部设有底板，底板和驱动杆螺纹连接，横板的顶部设有两个定滑轮，吊绳绕设在定滑轮上，机箱上部还设有卷绳机，吊绳的端部固定在卷绳机上。

5、优选的方案中，夹紧组件包括l型板，第三电机固定在第一伸缩杆上，l型板上贯穿设有第五通孔和腰圆槽，两个夹紧板分别穿设在第五通孔和腰圆槽内，第三电机一侧设有第一电机，第一电机端部连接有丝杆升降机，丝杆升降机上伸缩设有顶升杆，顶升杆螺纹连接有悬挑板，第二电机设置在悬挑板上，两个连接钉穿设在悬挑板上，连接钉和l型板螺纹连接。

6、优选的方案中，连接板的下部设有折弯部，第一锁止板和第二锁止板的中部分别贯穿设有第一滑道和第二滑道，相邻的两个折弯部分别滑设在第一滑道和第二滑道内，第一波纹板和第二波纹板的外侧通过辅助撑板连接，第一锁止板和第二锁止板上分别对称设有至少两个第三通孔和第四通孔，螺栓穿设在第三通孔、第四通孔和连接板上，螺栓通过螺母将第一锁止板和第二锁止板固定在连接板上。

7、优选的方案中，第一滑道的两侧分别对称设有两个第三滑道，第三滑道内滑设有滑块，滑块的上部支撑有辅助块，辅助块的侧壁贴合在连接板上，辅助块上贯穿设有第二通孔，第二通孔内穿设有螺栓，螺栓通过螺母和辅助块固定。

8、优选的方案中，第一弧形板上部设有竖向撑和第一套筒，圆盘下部设有第二套筒，第一套筒通过双向螺纹杆和第二套筒连接，双向螺纹杆分别和第一套筒与第二套筒螺纹连接，竖向撑上贯穿设有第一通孔，第一通孔上穿设有t型插杆，双向螺纹杆中部还设有调节块。

9、优选的方案中，连接板通过定位曲板和支撑组件连接，定位曲板上设有多个方槽，竖向撑和方槽插接，连接板中部设有挂钉，挂钉两侧分别设有螺纹柱，螺纹柱上套设有螺母，定位曲板的一侧设有第一卡板和第二卡板，第一卡板和第二卡板上分别设有第一卡口和第二卡口，挂钉和第一卡口卡接，螺纹柱和第二卡口卡接，定位曲板的另一侧设有凸块，凸块上球铰连接有竖杆，竖杆底部设有第二弧形板，第二弧形板抵靠在第一波纹板的上侧，凸块中部设有球孔，竖杆上固设有球头，球头和球孔铰接，球头两侧分别螺纹连接有螺母。

10、优选的方案中，定位曲板的端部上下两侧设有限位块，限位块之间设有转轴，第一卡板和第二卡板上分别设有第一铰接部和第二铰接部，转轴穿设在第一铰接部和第二铰接部内，第一卡板和第二卡板上部设有第一对位孔和第二对位孔，第一卡板通过同步板和第二卡板连接，同步板下部设有第一插杆和第二插杆，第一插杆和第二插杆分别插设在第一对位孔与第二对位孔内；

11、靠近限位块一侧设有多个第一螺纹孔，随动板通过第一锁钉和第一螺纹孔连接，随动板上设有多个l型槽，l型槽和方槽配合对第一套筒进行锁止，随动板靠近第一锁钉的两侧分别设有约束板，约束板上设有第二螺纹孔，固定板通过第二锁钉和约束板连接，第二锁钉和第二螺纹孔螺纹连接，随动板上还设有用于避让限位块的卡槽。

12、优选的方案中，一种钢波纹板安装的装置的施工方法，包括以下步骤：

13、s1、隧道轮廓线外侧进行管幕施工直至形成管幕支撑；

14、s2、隧道采用crd法开挖，初期支护在开挖后及时进行，完成钢拱架和临时支撑的安装；

15、s3、将第一波纹板和第二波纹板运输至隧道内并依次进行安装；

16、s4、通过升降车将第一波纹板放置在隧道内部下方，然后吊装第二波纹板进行组装，形成节段；

17、s5、相对的多个第一波纹板之间通过螺栓和螺母固定，然后在第一波纹板的外侧和管幕之间安装支撑组件；

18、s6、根据开挖的方向逐步分阶段完成对应施工区域的第一波纹板和第二波纹板的安装；

19、s7、进行混凝土模板的安装并浇筑；

20、s8、待达到设计强度后拆模；

21、s9、底板内部仰拱填充浇筑混凝土；

22、s10、然后进行密封铺设；

23、s11、临时支撑拆除，进行下一段的隧道钢拱施工；

24、s12、重复s2~ s11，直至完成所有施工。

25、本发明的有益效果为：

26、① 管幕超前支护结构在地层中形成水平向的施工帷幕；

27、② 临时内支撑拆除、防水层安装、钢波纹板安装、填充混凝土浇筑在同一节段连续施工，较常规工艺减少了防水层超前施作及仰拱先行的施工步骤，极大缩短了临时支撑拆后二衬施工前的暴露时间，可以有效减少施工过程的沉降；

28、③钢波纹板节段拼装结构替代二衬台车，可及时根据临时支撑拆除时监控量测情况，灵活调整二衬施工长度。

29、有效的控制下穿高速公路浅覆盖层短隧道工程施工中的沉降，同时采用管幕超前支护，提供足够刚度的水平向的施工帷幕，临时内支撑拆除、防水层安装、钢波纹板安装、填充混凝土浇筑在同一节段连续施工创新的解决了因防水层超前、仰拱超前导致临时支撑拆除至二次衬砌施作期间暴露过长的情况，同时钢波纹板节段拼装结构替代二衬台车可及时根据临时支撑拆除时监控量测情况，灵活调整二衬施工长度。

30、通过升降车能较好的将第一波纹板和第二波纹板进行吊装移动，从而便于后续的对位和固定，设置的两个第二伸缩杆在高低位相互配合，利用夹紧板上的贴合槽对第一波纹板进行夹持固定，两个夹紧板相互配合，根据需要改变夹持的角度同时在高度上进行调整，可以适应不同曲率和安装角度的第一波纹板的就位，操作便捷，使用效果好，同时支撑组件的安装调节方便，定位曲板可以在下部组装并固定多个支撑组件，然后一次成型完成多个支撑组件的安装，保证多个支撑组件的安装位置精确，支撑受力效果好，定位曲板上的第一卡板和第二卡板可以灵活的改变自身的角度，从而能在一个定位曲板下完成两侧的第一波纹板上对应的支撑组件的安装，节省材料，收纳方便，具有良好的经济效益。