一种滚轮式隧道二衬管片拼装设备及衬砌方法技术

本发明专利技术提出了一种滚轮式隧道二衬管片拼装设备及衬砌方法，解决了模板台车现场浇筑混凝土进行隧道衬砌的问题，改善隧道二衬的质量、提高施工机械化程度低、降低工人劳动强度、加快施工速度，包括隧道初衬，隧道初衬内设置有行走机构、铰接油缸、连接梁和后配套拖车，行走机构包括前行走机构、中行走机构和后行走机构，铰接油缸的一端铰接前行走机构，铰接油缸的另一端铰接中行走机构，中行走机构连接推进油缸的一端、管片支撑盾、管片拼装机和连接梁，推进油缸的另一端支撑于管片侧面上，连接梁上设置有后行走机构，后配套拖车上设置有注浆系统、注豆砾石系统、液压系统和电控系统。

【技术实现步骤摘要】
一种滚轮式隧道二衬管片拼装设备及衬砌方法
本专利技术涉及一种隧道施工设备，特别是指一种滚轮式隧道二衬管片拼装设备及衬砌方法。
技术介绍
随着隧道的多元化、多功能发展和隧道施工的机械化的高速发展，隧道施工对隧道二次衬砌提出了施工速度快、同时保证隧道质量稳定、使用寿命长、防水性能好、施工机械化程度高等要求，特别对某些小断面无法使用盾构法施工的隧道，而现有模板台车现场浇筑混凝土进行隧道二村衬砌的方法需要大量的施工人员，施工的劳动强度大，且因为受浇筑的环境等因素影响，浇筑混凝土的质量难以控制；浇筑后养护时间长，影响施工速度，同时多元化小断面隧道还要求施工设备具有一定灵活性，能够满足一定范围内不同断面管片的拼装和灵活转场。
技术实现思路
本专利技术提出一种滚轮式隧道二衬管片拼装设备及衬砌方法，解决了模板台车现场浇筑混凝土进行隧道衬砌的问题，改善隧道二衬的质量、提高施工机械化程度低、降低工人劳动强度、加快施工速度。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种滚轮式隧道二衬管片拼装设备，包括隧道初衬，隧道初衬的内侧底部设置有预制平台，隧道初衬内设置有行走机构、铰接油缸、连接梁和后配套拖车，行走机构包括前行走机构、中行走机构和后行走机构，铰接油缸的一端铰接前行走机构，铰接油缸的另一端铰接中行走机构，中行走机构连接推进油缸的一端、管片支撑盾、管片拼装机和连接梁，推进油缸的另一端支撑于管片侧面上，连接梁上设置有后行走机构，后配套拖车上设置有注浆系统、注豆砾石系统、液压系统和电控系统。所述前行走机构包括前部架体和前撑靴，所述中行走机构包括中部架体和中撑靴，前部架体和中部架体之间设置有铰接油缸。所述前行走机构和中行走机构的底部均设置有可伸缩的轮式行走支腿。所述中部架体连接有可伸缩的管片支撑盾。所述后配套拖车包括依次连接的一号拖车、二号拖车和三号拖车，一号拖车上设置有注浆系统，二号拖车上设置有注豆砾石系统，三号拖车上设置有液压系统和电控系统。所述连接梁的中部分段铰接，连接梁的前端连接中行走机构，连接梁的末端连接一号拖车。所述后行走机构包括支腿油缸，支腿油缸的底部设置有行走轮。所述连接梁和一号拖车的下部设置有吊机梁，吊机梁上设置有管片吊机。一种滚轮式隧道二衬管片拼装设备的衬砌方法，包括以下步骤：步骤一：启动液压系统、电控系统，管片支撑盾在液压系统和电控系统的作用下伸展；步骤二：中撑靴伸出作用于隧道初衬，中行走机构的轮式行走支腿收回，前行走机构的轮式行走支腿伸出作用于预制平台，稳定设备；步骤三：后行走机构的支腿油缸收缩将行走轮收回，为管片吊运提供足够的空间；管片吊机沿吊机梁将管片吊运至管片拼装机下方，并将管片摆正；支腿油缸伸长将行走轮伸出，使之作用于管片内壁；步骤四：管片拼装机抓取管片，待拼装位置的推进油缸收缩，腾出管片放置的空间，管片拼装机动作将管片放置于正确的位置，连接好管片螺栓后，推进油缸伸出，作用于刚拼好的管片上，重复动作，拼好一环管片；步骤五：在前行走机构的轮式行走支腿的支撑下，铰接油缸伸长使前行走机构前移；前撑靴伸出作用于隧道初衬，前行走机构的轮式行走支腿收回；中行走机构的轮式行走支腿伸出，中撑靴收回；中行走机构在推进油缸的作用下前移，同时后行走机构拖动设备整体前移，完成设备的一次步进；步骤六：重复步骤二到步骤五，完成隧道管片拼装；步骤七：对拼装好的管片壁进行豆砾石填充；步骤八：对完成豆砾石填充的管片进行注浆作业。本专利技术通过推进油缸和铰接油缸为设备提供行进动力，行走机构通过下部滚轮式行走支腿行走，从而拉动整个设备行走；本专利技术通过管片拼装机完成预制管片拼装；注豆砾石系统和注浆系统对管片进行豆砾石和浆液回填；不仅解决了传统混凝土浇筑法劳动力需求大，浇筑混凝土质量不稳定的问题；而且本设备采用特殊的结构设计，整机设备可缩至二村管片内行走，实现设备退场、转场。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术的整机结构示意图；图2是在本专利技术在管片拼装时的状态示意图；图3是图1的A—A剖视图；图4是图3在撑靴和轮式行走支腿缩至管片内的示意图；图5是图1的C—C剖视图；图6是后行走机构的示意图。图中：1-隧道初衬，2-前行走机构，3-铰接油缸，4-中行走机构，5-管片支撑盾，6-管片拼装机，7-推进油缸，8-连接梁，9-后行走机构，10-吊机梁，11-管片吊机，12-后配套拖车，13-注浆系统，14-注豆砾石系统，15-液压系统，16-电控系统，17-管片，18-预制平台，2.1-前部架体，2.2-前撑靴，2.3-轮式行走支腿，4.1-中部架体，4.2-中撑靴，9.1-支腿油缸，9.2-行走轮，12.1-一号拖车，12.2-二号拖车，12.3-三号拖车。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1—6所示，本专利技术实施例提供了一种滚轮式隧道二衬管片拼装设备，包括隧道初衬1，隧道初衬1的内侧底部设置有预制平台18，隧道初衬1内设置有行走机构、铰接油缸3、连接梁8和后配套拖车12，行走机构包括前行走机构2、中行走机构4和后行走机构9，铰接油缸3的一端铰接前行走机构2，铰接油缸3的另一端铰接中行走机构4，中行走机构4连接推进油缸7的一端、管片支撑盾5、管片拼装机6和连接梁8，管片拼装机6可以进行多个自由度动作且可以在中行走机构上回转，是进行管片拼装的主要执行部件，推进油缸7的另一端支撑于管片17侧面上，连接梁8上设置有后行走机构9，后配套拖车12上设置有注浆系统13、注豆砾石系统14、液压系统15和电控系统16。所述前行走机构2包括前部架体2.1和前撑靴2.2，四个前撑靴2.2安装于前部架体2.1上，所述中行走机构4包括中部架体4.1和中撑靴4.2，四个中撑靴4.2安装于中部架体4.1上，前撑靴2.2和中撑靴4.2均可伸缩，前撑靴2.2和后撑靴4.2伸出后均可以作用于隧道初衬1的上下左右四个方向，前部架体2.1和中部架体4.1之间设置有铰接油缸3。所述前行走机构2和中行走机构4的底部均设置有可伸缩的轮式行走支腿2.3，轮式行走支腿2.3伸出后可支撑前行走机构2和中行走机构4在预制平台18上滑移，前撑靴2.2、中撑靴4.2和轮式行走支腿2.3均可缩回至二衬管片内，缩回后可在拼好的管片17内行走。所述中部架体4.1连接有可伸缩的管片支撑盾5，在设备工作进行管片拼装及行进的整个过程中，管片支撑盾5保持伸展状态不变，为待拼管片提供支撑，并防止注豆砾石和注浆时豆砾石和浆液的外溢；在设备转场过程中，管片支撑盾5收缩，增大设备的可通过性。所述后配套拖车12包括依次连接的一号拖车12.1、二号拖车12.2和三号拖车12.3，一号拖车12.1上设置有注浆系统13，二号拖车12.2上设置有注豆砾石系统14，三号拖车1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种滚轮式隧道二衬管片拼装设备，包括隧道初衬（1），其特征在于：隧道初衬（1）的内侧底部设置有预制平台（18），隧道初衬（1）内设置有行走机构、铰接油缸（3）、连接梁（8）和后配套拖车（12），行走机构包括前行走机构（2）、中行走机构（4）和后行走机构（9），铰接油缸（3）的一端铰接前行走机构（2），铰接油缸（3）的另一端铰接中行走机构（4），中行走机构（4）连接推进油缸（7）的一端、管片支撑盾（5）、管片拼装机（6）和连接梁（8），推进油缸（7）的另一端支撑于管片（17）侧面上，连接梁（8）上设置有后行走机构（9），后配套拖车（12）上设置有注浆系统（13）、注豆砾石系统（14）、液压系统（15）和电控系统（16）。

【技术特征摘要】
1.一种滚轮式隧道二衬管片拼装设备，包括隧道初衬（1），其特征在于：隧道初衬（1）的内侧底部设置有预制平台（18），隧道初衬（1）内设置有行走机构、铰接油缸（3）、连接梁（8）和后配套拖车（12），行走机构包括前行走机构（2）、中行走机构（4）和后行走机构（9），铰接油缸（3）的一端铰接前行走机构（2），铰接油缸（3）的另一端铰接中行走机构（4），中行走机构（4）连接推进油缸（7）的一端、管片支撑盾（5）、管片拼装机（6）和连接梁（8），推进油缸（7）的另一端支撑于管片（17）侧面上，连接梁（8）上设置有后行走机构（9），后配套拖车（12）上设置有注浆系统（13）、注豆砾石系统（14）、液压系统（15）和电控系统（16）。2.根据权利要求1所述的一种滚轮式隧道二衬管片拼装设备，其特征在于：所述前行走机构（2）包括前部架体（2.1）和前撑靴（2.2），所述中行走机构（4）包括中部架体（4.1）和中撑靴（4.2），前部架体（2.1）和中部架体（4.1）之间设置有铰接油缸（3）。3.根据权利要求1所述的一种滚轮式隧道二衬管片拼装设备，其特征在于：所述前行走机构（2）和中行走机构（4）的底部均设置有可伸缩的轮式行走支腿（2.3）。4.根据权利要求2所述的一种滚轮式隧道二衬管片拼装设备，其特征在于：所述中部架体（4.1）连接有可伸缩的管片支撑盾（5）。5.根据权利要求1所述的一种滚轮式隧道二衬管片拼装设备，其特征在于：所述后配套拖车（12）包括依次连接的一号拖车（12.1）、二号拖车（12.2）和三号拖车（12.3），一号拖车（12.1）上设置有注浆系统（13），二号拖车（12.2）上设置有注豆砾石系统（14），三号拖车（12.3）上设置有液压系统（15）和电控系统（16）。6.根据权利要求5所述的一种滚轮式隧道二衬管片拼装设备，其特征在于：所述连接梁（8）的中部分段铰接，连接梁（8）的前端连接中行走机构（4），连接梁（8）的末端连接一号拖车（...

【专利技术属性】
技术研发人员：江帅，宋丹，王伟，付开勇，徐会敢，高立君，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41