一种与TBM掘进同步施工的现浇仰拱衬砌台车及混凝土养护系统技术方案

一种与TBM掘进同步施工的现浇仰拱衬砌台车及混凝土养护系统，包括系统钢轨、衬砌台车、混凝土养护系统和竖直支撑系统；所述衬砌台车包括桥架和边模模板，桥架的桥架横梁和桥架纵梁固装成整体结构，桥架横梁上安装有系统钢轨和立柱桁架，边模模板通过油缸和丝杠安装在桥架横梁上；所述竖直支撑系统由竖直支撑和支撑纵梁连接组成的整体结构，支撑纵梁安装在竖直支撑上，竖直支撑穿过洞内钢枕固定在洞底；所述混凝土养护系统由前坡道、混凝土浇筑区、混凝土养护区、Y型道岔及后坡道区组成。该系统可在TBM掘进时，同步完成现浇仰拱施工，较预制仰拱成本大大降低、较后施工仰拱的工期大幅缩短，同时有利于提升隧道施工质量。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于长大隧道施工
，特别涉及一种与TBM掘进同步施工的现 浇仰拱衬砌台车及混凝土养护系统。 -种与TBM掘进同步施工的现浇仰拱衬砌台车及混凝土养 护系统
技术介绍
长期以来，采用TBM施工的长大隧道，仰拱施工有两种方式：一是在掘进的同时， 在隧道底部铺设钢筋混凝土仰拱预制块；二是掘进过程中不施工仰拱，待隧道贯通(或者分 阶段贯通)后，再分别施工仰拱、边顶拱(或者是全圆衬砌)。两种施工方法都比较成熟，但前 者施工成本高、后者工期长。
技术实现思路
本技术专利提供了一种与TBM掘进同步施工的现浇仰拱衬砌台车及混凝土 养护系统，该系统可在TBM掘进时，同步完成现浇仰拱施工，较预制仰拱成本大大降低、较 后施工仰拱的工期大幅缩短，同时有利于提升隧道施工质量。 如上构思，本技术的技术方案是：一种与TBM掘进同步施工的现浇仰拱衬砌 台车及混凝土养护系统，其特征在于：包括系统钢轨、衬砌台车、混凝土养护系统和坚直支 撑系统；所述衬砌台车包括桥架和边模模板，桥架的桥架横梁和桥架纵梁固装成整体结构， 桥架横梁上安装有系统钢轨和立柱桁架，边模模板通过油缸和丝杠安装在桥架横梁上；所 述坚直支撑系统由坚直支撑和支撑纵梁连接组成的整体结构，支撑纵梁安装在坚直支撑 上，坚直支撑穿过洞内钢枕固定在洞底；所述混凝土养护系统由前坡道、混凝土浇筑区、混 凝土养护区、Y型道岔及后坡道区组成，前坡道和后坡道分别设置在系统钢轨的前、后两端， 并通过坚直支撑系统与洞内钢枕连接，在系统钢轨上方为混凝土浇筑区和混凝土养护区，Y 型道岔设置在后坡道前部；前坡道和后坡道分别连接有提升装置。 上述坚直支撑通过螺纹套与支撑纵梁形成整体结构。 上述提升装置由设置在立柱桁架上的吊机和与前、后坡道连接的钢丝绳组成。 上述支撑纵梁采用分段设计，每段长度与混凝土浇筑长度相匹配。 上述支撑纵梁上安装有承重轮，承重轮两侧装有限位凸台。 本技术具有如下的优点和积极效果： 1、TBM掘进时，同步完成现浇仰拱衬砌施工，保证未达到龄期强度的混凝土不承 载；与铺设预制仰拱快相比，施工缝大大减少、成洞质量大幅提高，并且施工成本明显降低； 与隧道贯通后施工现浇仰拱相比，工期大幅减少，施工成本相应降低。 2、本技术的混凝土养护系统分为4个组成部分，分别为：前坡道、混凝土浇筑 区、混凝土养护区、道岔及后坡道区，其中前、后坡道以及道岔主要功能是实现有轨运输列 车从隧道内钢轨向衬砌台车及养护系统上钢轨的转换。并且，道岔、前、后坡道连接为一个 整体，任何工况下均无需拆解，并且不必在台车移动时拆卸或者安装轨排等构件，移动速度 快。 3、本技术系统钢轨通过坚直支撑固定在洞底，为系统本身以及通行的有轨运 输列车提供支撑。并且依靠坚直支撑、支撑纵梁提供支反力，可通过若干滚轮在支撑纵梁上 行走，实现台车定位。 4、本技术既可适应水平顶面仰拱施工，又可适应异形断面仰拱施工。 5、利用本技术水平仰拱可实现半自动收面、抹光；异形断面仰拱施工边模的 立模、脱模、模板调整等动作通过液压实现，以丝杠固定。 6、本技术既能适应连续皮带机出渣工况，又能适应有轨运输方式出渣工况。 7、本系统除自身移位状态外，不影响有轨运输列车正常通行。 8、本技术任何工况条件下，都不会影响连续皮带机出渣、风水电供应保障等 系统的正常运行。 【附图说明】： 图1是仰拱衬砌前的隧道横断面； 图2是仰拱衬砌后的隧道横断面； 图3是现烧仰拱同步衬砌台车横断面1 ; 图4是图3的A部放大图； 图5是图3的B部放大图； 图6是现浇仰拱同步衬砌台车横断面2; 图7是现烧仰拱同步衬砌台车横断面3 ; 图8是本技术的侧视图； 图9是图8的俯视图； 图10是图8的C部放大图。 图中1.钢枕立柱，2.钢枕，3.洞内钢轨，4.隧道开挖轮廓线，5.连续皮带机，6.通 风软管，7.现浇仰拱，8.坚直支撑，9.支撑纵梁，10.边摸，11.边摸油缸，12.边摸丝杠， 13.横向丝杠，14.软风管储存筒，15.立柱桁架，16.桥架纵梁，17.坚直支撑螺纹套，18.桥 架横梁，19.系统钢轨，20.有轨运输平板车，21.吊机，22.限位凸台，23.承重轮，24.坚直 支撑六角头，25.前坡道提升钢丝绳，26.前坡道，27.道岔，28.后坡道，29.后坡道提升钢丝 绳，30.混凝土浇筑区，31.混凝土养护区。 【具体实施方式】： 一种与TBM掘进同步施工的现浇仰拱衬砌台车及混凝土养护系统，具体结构和工 作过程是： 1、如图1，仰拱（7)衬砌前，钢枕（2)通过与之相连接的可拆卸的立柱（1)支撑在 洞底，钢轨（3)铺设在钢枕（2)上。为保证钢枕（2)和钢轨（3)稳定，钢枕之间可加设连接 筋。 2、如图2，仰拱（7 )衬砌后，钢枕（2 )直接铺设在仰拱（7 )上，可在钢枕两侧加设横 向支撑以保证钢枕左右位置固定。 3、如图3、4、5、6、7现浇仰拱同步衬砌台车主要由桥架、边模模板（10)和坚直支撑 系统组成。桥架横梁（18)、桥架纵梁（16)通过焊接方式连接为整体结构；边模（10)通过油 缸（11)和丝杠（12)安装在桥架上；坚直支撑（8)通过螺纹套（17)与支撑纵梁（9)形成整 体结构，为台车及养护系统提供支承反力，同时为台车及养护系统行走提供轨道，支撑纵梁 (9)即为台车及养护系统走行轨道。为精确定位桥架水平位置，在桥架两侧分别设置横向丝 杠（13)。 4、如图3-10,由于台车及养护系统上的钢轨（19)位置高于洞内钢轨（3)，因此在 该系统前后分别设置了前坡道（26)和后坡道（28)。坡道的设计坡度，要求与所选用的牵引 机车所能够适应的最大坡度相适应，避免由于牵引力以及制动力不足而影响有轨运输设备 正常运行。 5、如图8、9、10,台车及养护系统上设置单线轨道，而洞内设置四轨三线或者四轨 双线轨道（附图中仅列明了洞内四轨三线制轨道)，因此，在养护系统上设置了一组Y型道 岔。由于仰拱施工与TBM之间将保持适宜的距离，二者紧邻会产生较大干扰，距离太长又会 增加成本且影响作业速度，因而在台车前方未设置道岔。 6、如图8、9、10,混凝土浇筑区的长度，根据工程施工图允许的施工缝设计距离而 定，但必须保证每天浇筑一模(或三天两模)的情况下，仰拱施工速度与TBM掘进速度的月平 均进尺基本相当且留有一定余量。附图浇筑区按32m示意。养护区长度，根据工程施工图 允许的混凝土龄期强度以及施工进度指标设定。 7、如图8、9、10,台车及养护系统需要适当分段，各段之间采用销子连接，以适应隧 道设计曲线要求。 8、混凝土浇筑时，泵送入模，插入式振捣，水平段表面采用振动梁振捣、半自动或 者人工抹面，两侧依靠模板控制。 9、脱模时，首先解除模板丝杠（12)，再利用油缸（11)提升边模。 10、如图3-10,台车及养护系统移动前，在前坡道（26)前方放置支撑纵梁（9)，并 以卡扣与钢枕（2)连接，解除钢枕立柱（1)与钢枕（2)之间的连接，安装坚直支撑（8本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种与TBM掘进同步施工的现浇仰拱衬砌台车及混凝土养护系统，其特征在于：包括系统钢轨、衬砌台车、混凝土养护系统和竖直支撑系统；所述衬砌台车包括桥架和边模模板，桥架的桥架横梁和桥架纵梁固装成整体结构，桥架横梁上安装有系统钢轨和立柱桁架，边模模板通过油缸和丝杠安装在桥架横梁上；所述竖直支撑系统由竖直支撑和支撑纵梁连接组成的整体结构，支撑纵梁安装在竖直支撑上，竖直支撑穿过洞内钢枕固定在洞底；所述混凝土养护系统由前坡道、混凝土浇筑区、混凝土养护区、Y型道岔及后坡道区组成，前坡道和后坡道分别设置在系统钢轨的前、后两端，并通过竖直支撑系统与洞内钢枕连接，在系统钢轨上方为混凝土浇筑区和混凝土养护区，Y型道岔设置在后坡道前部；前坡道和后坡道分别连接有提升装置。

【技术特征摘要】
1. 一种与TBM掘进同步施工的现浇仰拱衬砌台车及混凝土养护系统，其特征在于：包 括系统钢轨、衬砌台车、混凝土养护系统和坚直支撑系统；所述衬砌台车包括桥架和边模模 板，桥架的桥架横梁和桥架纵梁固装成整体结构，桥架横梁上安装有系统钢轨和立柱桁架， 边模模板通过油缸和丝杠安装在桥架横梁上；所述坚直支撑系统由坚直支撑和支撑纵梁连 接组成的整体结构，支撑纵梁安装在坚直支撑上，坚直支撑穿过洞内钢枕固定在洞底；所述 混凝土养护系统由前坡道、混凝土浇筑区、混凝土养护区、Y型道岔及后坡道区组成，前坡道 和后坡道分别设置在系统钢轨的前、后两端，并通过坚直支撑系统与洞内钢枕连接，在系统 钢轨上方为混凝土浇筑区和混凝土养护区，Y型道岔设置在后坡道前部；前坡道和后坡...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐梦学，王雁军，董天荣，曾绍毅，张建升，周雁领，
申请(专利权)人：中铁十八局集团有限公司，中铁十八局集团隧道工程有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12