CN102518449A - 铺设内弧面仰拱预制块隧道、洞tbm同步衬砌台车 - Google Patents
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Abstract
一种铺设内弧面仰拱预制块隧道、洞TBM同步衬砌台车，台架分为上部台架和下部台架，上部台架中间设置通风软管护筒，下部台架走行于铺设在内弧面仰拱预制块上的两根外侧钢轨上，下部台架中间预留有轨运输列车通行空间，有轨运输列车走行于铺设在内弧面仰拱预制块上的两根内侧钢轨上，下部台架一侧设置连续皮带机承台；上部台架和下部台架之间装有油缸；模板总成纵向由8组模板连接组成，每组在圆周方向由侧模和顶模构成；顶模和上部台架刚性连接，下部台架与侧模之间设置油缸。本发明可实现开敞式TBM掘进与二次衬砌同步施工，可大大提高长大隧道(洞)施工综合成洞速度、节约工期，增强隧道(洞)施工期间的安全性，并降低施工成本。
Description
技术领域：
本发明涉及一种长大隧道、洞施工设备，特别涉及一种隧道、洞采用开敞式TBM施工、铺设内弧面仰拱预制块时同步施作二次模筑混凝土衬砌的同步衬砌台车。
背景技术：
部分隧道(洞)采用圆形断面是最合理的结构，长大隧道(洞)可充分发挥TBM法施工的优势，况且有些工程采用钻爆法施工的难度极大甚至无法实现。当长大隧道(洞)采用开敞式TBM施工时，为了充分利用已经开挖的空间，可采用内弧面仰拱预制块；采用TBM同步衬砌技术，取得较好的综合成洞进度，但必须根据项目条件设计专用的台车。
发明内容：
本发明的目的就在于提供一种铺设内弧面仰拱预制块隧道TBM同步衬砌台车，该台车可解决隧道、洞采用开敞式TBM掘进、铺设内弧面仰拱预制块时的同步衬砌问题。
如上构思，本发明的技术方案是：一种铺设内弧面仰拱预制块隧道、洞TBM同步衬砌台车，其特征在于：台架分为上部台架和下部台架，上部台架中间设置通风软管护筒，下部台架走行于铺设在内弧面仰拱预制块上的两根外侧钢轨上，下部台架中间预留有轨运输列车通行空间，有轨运输列车走行于铺设在内弧面仰拱预制块上的两根内侧钢轨上，下部台架一侧设置连续皮带机承台；上部台架和下部台架之间装有油缸；
模板总成纵向由8组模板连接组成，每组在圆周方向由侧模和顶模构成，侧模与顶模以铰接结构连接；顶模和上部台架刚性连接，下部台架与侧模之间设置可使侧模翻转的油缸，油缸上安装固定丝杠。
上述模板总成纵向由8组模板以螺栓连接组成，每组纵向长度为2m，每组在圆周方向由2块侧模和1块整体顶模构成。
上述顶模两侧分别设置分散式抗浮机构。
上述两根内侧钢轨的轨距为90cm。
上述连续皮带机承台上安装托辊支架，托辊安装在托辊支架上，连续皮带机安装在托辊上。
上述连续皮带机承台和托辊支架之间通过螺栓装有减震橡胶块。
上述连续皮带机的矩形纵梁和托辊之间装有附加梁。
本发明具有如下优点和积极效果：
1、实现了长大隧道(洞)开敞式TBM掘进、连续皮带机出渣、铺设内弧面仰拱预制块条件下的同步衬砌施工。
2、同步衬砌施工过程中，连续皮带机出渣、大直径软管通风、有轨运输不间断运行，TBM掘进施工不受影响。
3、不论同步衬砌台车处于何种工作状态，TBM掘进所需水电供应均不间断。
4、适应洞内铺设内弧面仰拱预制块，充分利用已经开挖净空。
5、提高综合成洞速度，大大节约施工工期与施工成本。
附图说明：
图1是同步衬砌台车横断面结构图。
图2是同步衬砌台车侧视图。
图3是图2的A部放大图。
图4是同步衬砌台车连续皮带机承台结构示意图。
图中1.内弧面仰拱预制块，2.内侧钢轨，3.外侧钢轨，4.开挖轮廓线，5.二衬混凝土，6.二衬轮廓线，7.下部台架，8.侧模，9.连续皮带机承台，10.连续皮带机，11.侧模与顶模之间的铰接结构，12.上部台架螺旋千斤顶，13.抗浮机构，14.顶模，15.上部台架，16.通风软管护筒，17.大直径通风软管，18.侧模丝杠1，19.上部台架油缸，20.侧模丝杠2，21.侧模油缸，22.侧模油缸3，23.台车走行机构，24.混凝土分配器，25.模板总成，26.连续皮带机矩形纵梁，27.附加梁，28.承台托辊，29.托辊支架，30.螺栓，31.减震橡胶块，32.螺栓，33.上部螺母，34.下部螺母。
具体实施方式：
1、如图1、图2，下部台架(7)和上部台架(15)共同组成同步衬砌台车的台架总成，是台车的骨架，用以安装模板及其它部件和设备，并预留所需空间。
2、下部台架(7)走行于铺设在内弧面仰拱预制块(1)上的两根外侧钢轨(3)上。对于开挖直径为8.0m的隧道(洞)，钢轨中心距为302cm，随着开挖直径以及二次衬砌后内轮廓(6)的增加，钢轨中心距可相应增大；随着开挖直径以及二次衬砌后内轮廓(6)的减小，钢轨中心距可小幅减小。
仰拱预制块(1)上设置钢轨安装小平台，用以安装台车走行钢轨(3)，或者预留安装钢结构支座的接口。由于列车通行需要，不允许在仰拱预制块(1)上铺设钢枕用以安装台车走行钢轨(3)。
3、下部台架(7)中间预留有轨运输列车通行空间，有轨运输列车走行于铺设在内弧面仰拱预制块(1)上的两根内侧钢轨(2)上，轨距90cm。对于二衬后内径不小于7.0m的长大隧道(洞)，运输列车限界尺寸为240×280cm(宽×高)，下部台架为之预留通行空间为260×330cm(宽×高)；根据不同的断面布置可相应调整。
为方便钢轨(2)安装，需要在仰拱预制块(1)上设置钢轨安装小平台，或者预留钢轨支座的安装接口。
4、下部台架(7)一侧设置连续皮带机承台(9)，为连续皮带机(10)通过台车预留空间并提供支撑。
5、上部台架(15)中间设置通风软管护筒(16)，为大直径通风软管(17)提供穿越台车的空间以及可靠保护。二衬轮廓线(6)直径不小于7.0m条件下，通风软管(17)允许的最大直径为2.2m，护筒(16)与通风软管(17)之间保持一定的间隙。如果二衬轮廓线(6)直径增加，则通风软管(17)与护筒(16)的直径也可相应增加，反之可适当减小。
6、侧模(8)与顶模(14)以铰接结构(11)连接，共同组成模板总成(25)。模板总成纵向由8组模板以螺栓连接组成，每组纵向长度为2m，每组在圆周方向由2块侧模(8)和1块整体顶模(14)构成。
7、顶模(14)与上部台架(15)以螺栓连接方式实现刚性连接，可大大提高顶模的刚度与强度，避免变形，且减少立模收模的部分工序，操作便捷。
8、上部台架(15)与下部台架(7)之间设置油缸(19)，以实现立模、收模过程中顶模升降功能，并取消了顶模油缸与丝杠等结构，减少作业步骤，操作更加便捷。立模时，油缸将顶模举升到预定位置后，立即以螺旋千斤顶(12)固定，油缸(19)不再承载；拆模时首先解除全部螺旋千斤顶(12)，之后以油缸(19)降低顶模位置。
9、下部台架(7)与侧模(8)之间设置油缸(21)，使侧模翻转，实现立模和收模。油缸(21)向外翻转侧模(8)到预定位置并精细调整后，以丝杠(18、20、22)固定侧模并将混凝土浇筑过程中产生的载荷传递到台架；收模时，首先解除全部丝杠(18、20、22)，油缸(21)带动侧模(8)向内翻转，侧模(8)脱离二衬混凝土(5)，之后顶模(14)与上部台架(15)带动侧模(8)共同下降，顶模脱离二衬混凝土(5)。
收模过程以及收模结束后，侧模(8)均不侵占列车通行空间。
10、顶模(14)上部左、右两侧分别设置分散式抗浮机构(13)，顶模(14)共由8块模板构成，每块模板前后两端分别设置2个抗浮顶杆，整个同步衬砌台车共设置32个抗浮顶杆。
11、台车配备混凝土分配器(24)和布管系统，避免混凝土浇筑过程中输送管左右移动而影响列车通行。
12、如图3，连续皮带机(10)坐落于承台(9)上，二者之间安装有托辊(28)，以减小连续皮带机(10)与同步衬砌台车相对移动过程中的阻力。
由于连续皮带机(10)结构原因，矩形纵梁(26)下部有凸台，影响在托辊(28)上的运动，因此设计一套附加梁(27)，消除凸台影响，保证矩形纵梁(26)与托辊(28)之间的接触面为平面。
托辊(28)长度大于矩形纵梁(26)及附加梁(27)的宽度，允许连续皮带机相对于承台发生横向移动。
托辊(28)安装在支架(29)上，托辊支架(29)与承台(9)之间设置有减震橡胶块(31)，避免连续皮带机(10)运行过程中的振动对现浇混凝土结构产生不利影响。
通过调整螺母(33、34)可以调整连续皮带机(10)在承台(9)上的垂直位置。
本发明适用于最小开挖直径为8.0m、二次衬砌后内轮廓直径不小于7.0m的长大隧道(洞)，且所铺设的仰拱预制块内表面为弧面。如果开挖直径更大，则台车结构设计则更加方便，适应性更强；同时适用于开挖直径减小、且通风长度较短的隧道(洞)。
Claims (7)
1.一种铺设内弧面仰拱预制块隧道、洞TBM同步衬砌台车，其特征在于：
台架分为上部台架和下部台架，上部台架中间设置通风软管护筒，下部台架走行于铺设在内弧面仰拱预制块上的两根外侧钢轨上，下部台架中间预留有轨运输列车通行空间，有轨运输列车走行于铺设在内弧面仰拱预制块上的两根内侧钢轨上，下部台架一侧设置连续皮带机承台；上部台架和下部台架之间装有油缸；模板总成纵向由8组模板连接组成，每组在圆周方向由侧模和顶模构成，侧模与顶模以铰接结构连接；顶模和上部台架刚性连接，下部台架与侧模之间设置可使侧模翻转的油缸，油缸上安装固定丝杠。
2.根据权利要求1所述的铺设内弧面仰拱预制块隧道、洞TBM同步衬砌台车，其特征在于：上述模板总成纵向由8组模板以螺栓连接组成，每组纵向长度为2m，每组在圆周方向由2块侧模和1块整体顶模构成。
3.根据权利要求1所述的铺设内弧面仰拱预制块隧道、洞TBM同步衬砌台车，其特征在于：上述顶模两侧分别设置分散式抗浮机构。
4.根据权利要求1所述的铺设内弧面仰拱预制块隧道、洞TBM同步衬砌台车，其特征在于：上述两根内侧钢轨的轨距为90cm。
5.根据权利要求1所述的铺设内弧面仰拱预制块隧道、洞TBM同步衬砌台车，其特征在于：上述连续皮带机承台上安装托辊支架，托辊安装在托辊支架上，连续皮带机安装在托辊上。
6.根据权利要求1所述的铺设内弧面仰拱预制块隧道、洞TBM同步衬砌台车，其特征在于：上述连续皮带机承台和托辊支架之间通过螺栓装有减震橡胶块。
7.根据权利要求1所述的铺设内弧面仰拱预制块隧道、洞TBM同步衬砌台车，其特征在于：上述连续皮带机的矩形纵梁和托辊之间装有附加梁。
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