用于明挖隧道整体式衬砌的工厂化施工方法技术

本发明专利技术公开了用于明挖隧道整体式衬砌的工厂化施工方法，包括以下步骤：S1：在初始工位搭建移动工棚，在钢筋台车上绑扎衬砌钢筋笼；S2：完成后起吊钢筋笼，钢筋台车向前移动一个工位；S3：模板台车移动到钢筋笼正下方，将钢筋笼吊装至模板台车上，然后移动工棚向前移动一个工位；S4：安装外模并合模；S5：混凝土浇筑并养护，同时在钢筋台车上绑扎下一工位的钢筋笼；S6：下一工位的钢筋笼绑扎完毕且初始工位的混凝土养护完成且脱模后，重复步骤S2至S6。本发明专利技术采用移动工棚的形式施工，实现了衬砌作业的室内施工，避免了露天施工条件下各种外部环境因素的影响，改善了工人作业条件，形成类似于“流水线”的施工流程，提高施工效率。

【技术实现步骤摘要】
用于明挖隧道整体式衬砌的工厂化施工方法
本专利技术涉及明挖隧道的修筑施工
更具体地说，本专利技术涉及用于明挖隧道整体式衬砌的工厂化施工方法。
技术介绍
整体式衬砌施工技术是隧道衬砌施工的常用施工方法之一，通过预先将钢筋绑扎并安置在模板台车上，然后操作台车行驶到工作位置进行立模定位和端模安装，最后将混凝土泵送入模完成浇筑。混凝土凝固并经过保养后，将在隧道洞身形成永久性的钢筋混凝土支护结构，可防止围岩的变形或坍塌，实现隧道的长期稳定和耐久性，而模板台车则脱模离开进行下一个工作循环。对于采用明挖模式进行整体式衬砌的地下隧道结构施工，由于需要挖去隧道设计截面处覆盖的土方，隧道的衬砌作业在露天条件下进行，现场施工条件易受天气等外部环境因素的干扰。且按照常规整体式衬砌施工方法，衬砌钢筋或直接在模板台车上绑扎安装，占用大量模板台车工作时间，施工效率低；或在现场搭建的固定钢筋台车上绑扎后吊装至模板台车上，钢筋吊装和定位劳动强度大，耗费人工数量多，安全风险高。因此，需要专利技术一种工厂化施工方法，实现明挖隧道衬砌作业室内连续施工，从而达到延长每天的作业时间、提高整体工作效率的目的。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供用于明挖隧道整体式衬砌的工厂化施工方法，采用移动工棚的形式来进行工厂化施工，实现了明挖隧道整体式衬砌作业的室内施工，避免了露天施工条件下各种外部环境因素的影响，改善了工人作业条件，同时形成类似于“流水线”的施工流程，提高施工效率。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了用于明挖隧道整体式衬砌的工厂化施工方法，包括以下步骤：S1：仰拱施工完毕后，在初始工位搭建移动工棚，所述移动工棚内侧顶部安装有桁车，所述移动工棚内还设置有钢筋台车和模板台车，其均为可移动台车，然后在钢筋台车上进行衬砌钢筋笼绑扎作业；S2：完成后通过桁车起吊钢筋笼，钢筋台车向前移动一个工位；S3：模板台车移动到钢筋笼正下方，通过模板台车调整内模后，桁车将钢筋笼吊装至模板台车上，然后移动工棚向前移动一个工位；S4：再通过桁车起吊安装外模，后合模；S5：对称进行混凝土的浇筑并进行养护，在混凝土养护的同时在钢筋台车上绑扎下一工位的衬砌钢筋笼；S6：下一工位的衬砌钢筋笼绑扎完毕且初始工位的混凝土养护完成且脱模后，重复上述步骤S2至S6，直至完成最后一个工位的衬砌作业。优选的是，所述钢筋台车包括：桁架，其底部设置有行走系统，所述桁架顶部和侧面还设置有操作平台以及爬梯；顶部调节机构，其位于所述桁架顶部操作平台上，且所述顶部调节机构包括多个顶部举升油缸、固定梁和卡板，多个顶部举升油缸沿钢筋台车的横向和纵向均设置至少两个，所述固定梁固定于顶部举升油缸上且水平沿钢筋台车的横向设置至少两根，所述固定梁长度方向沿钢筋台车的纵向，所述固定梁上表面均设置有卡板，所述卡板设置为可沿固定梁长度方向移动，所述卡板上表面沿其长度方向设置有多个向下凹槽的卡槽；拱部调节机构，其固定于钢筋台车上且位于顶部调节机构的下方两侧，所述拱部调节机构包括多个拱部举升油缸，其在两侧均沿纵向均匀分布，所述拱部举升油缸倾斜向上朝外设置；侧向调节机构，其固定于钢筋台车上且位于拱部调节机构的下方两侧，所述拱部调节机构包括多个侧向举升油缸，其在两侧均沿纵向均匀分布，所述侧向举升油缸水平朝外设置，所述侧向举升油缸固定的为桁架的竖向支撑柱，其可伸缩。优选的是，在钢筋台车上进行衬砌钢筋笼绑扎作业的具体步骤如下：S21：钢筋台车初步定位固定后，通过固定梁上设置的调节油缸微调卡板与固定梁的相对位置关系；S22：内环环向钢筋沿纵向依次通过卡板上的卡槽进行卡合定位，同时控制顶部举升油缸、拱部举升油缸、侧向举升油缸和竖向支撑柱动作，使得内环环向钢筋的拱度及位置关系符合设计要求；S23：在内环环向钢筋上进行内环纵向钢筋的定位和绑扎固定，同时在内环钢筋内侧设置混凝土垫块；S24：以内环钢筋为支撑进行外环钢筋的绑扎，同时在外环钢筋外侧也设置混凝土垫块，然后在内环钢筋和外环钢筋之间绑扎钩筋，完成衬砌钢筋笼的绑扎；S25：控制顶部举升油缸、拱部举升油缸和侧向举升油缸全部向内侧缩回，使得内环钢筋脱离，再通过桁车起吊钢筋笼。优选的是，所述模板台车包括：台车架，其顶部下方两侧均设置有多个沿纵向均匀间隔设置的竖直向上的伸缩油缸，同一横向上的多个伸缩油缸固定于同一水平的横梁上，所述横梁设置为可沿模板台车横向水平移动，所述台车架横向的两侧面均设置有多个升降丝杆，每个升降丝杆沿所在的纵向位置均设置多个；内模，其包括钢板和多块肋板，所述钢板的内侧沿纵向固定有多层横向肋板，每一横向肋板均包括顶部肋板和两侧的侧向肋板，顶部肋板和侧向肋板相互之间铰接紧挨设置，所述伸缩油缸均固定于顶部肋板上，所述升降丝杆两端分别铰接于侧向肋板和台车架上。优选的是，所述外模包括一对弧形模板和多个支撑调节丝杆，多个调节支撑丝杆沿纵向分布且将一对弧形模板固定连接，所述弧形模板上还设置有多个泵送孔。优选的是，步骤S3和S4具体包括：S41：模板台车到达预定位置后，调节模板台车使得模板台车的中心线与隧道中心线一致，而后固定模板台车；S42：操作伸缩油缸和升降丝杆动作，调整内模至设定的标准高度和形状后，操作桁车下放衬砌钢筋笼置于内模上，然后移动工棚向前移动一个工位；S43：外模涂抹脱模剂后通过桁车整体起吊后置于衬砌钢筋笼外侧面预设的位置上，所述外模两侧通过支撑杆铰接连接于隧道两侧的围护桩上，所述外模底端通过水平的木板密封连接于两侧的维护桩上；S44：安装纵向两端的端头模板，完成合模。优选的是，所述模板台车上带有养护系统。本专利技术至少包括以下有益效果：1、本专利技术通过采用移动工棚的形式来进行工厂化施工，实现了明挖隧道整体式衬砌作业的室内施工，避免了露天施工条件下各种外部环境因素的影响，改善了工人作业条件，同时形成类似于“流水线”的施工流程，提高施工效率；2、本专利技术使用行走式钢筋台车进行衬砌钢筋笼的绑扎作业，在模板台车就位前完成衬砌钢筋笼的绑扎，节省了模板台车的工作时间，提高了模板台车的利用率；同时通过移动工棚的顶部桁车进行钢筋笼和端头模板的吊装，解决了钢筋和端头模板的定位难题，实现了整体式衬砌的接力作业；3、本专利技术使用的全液压式模板台车的液压油缸由行走电机集中控制，可进行位移检测和自动补偿，实现了模板台车的自动行走、自动定位和主要受力构件应力的实时监测；同时采用整体移动式外模，更好的满足施工现场的要求；4、本专利技术采用带模养护技术，通过模块式养护棚架在外模模板上拼装搭建外模养护区，同时运用智能养护机和控制系统实时控制养护区内的温度和湿度，加快了混凝土强度发展速度，同时基本消除了混凝土温度梯度，降低了开裂风险，保证了养护质量。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本专利技术移动工棚主视图；图2为本专利技术移动工棚侧视图；图3为本专利技术钢筋台车主视图；图4为本专利技术钢筋台车侧视图；图5为本专利技术固定梁和卡板的结构放大图；图6为本专利技术模板台车主视图；图7为本专利技术模板台车侧视图；图8为本专利技术模板台车外模主视图；图9为本专利技术模板台车外模展开图。附图标记说明：1、移动工棚，2、桁车，3、钢筋台车，31、桁架，32本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于明挖隧道整体式衬砌的工厂化施工方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：仰拱施工完毕后，在初始工位搭建移动工棚，所述移动工棚内侧顶部安装有桁车，所述移动工棚内还设置有钢筋台车和模板台车，其均为可移动台车，然后在钢筋台车上进行衬砌钢筋笼绑扎作业；S2：完成后通过桁车起吊钢筋笼，钢筋台车向前移动一个工位；S3：模板台车移动到钢筋笼正下方，通过模板台车调整内模后，桁车将钢筋笼吊装至模板台车上，然后移动工棚向前移动一个工位；S4：再通过桁车起吊安装外模，后合模；S5：对称进行混凝土的浇筑并进行养护，在混凝土养护的同时在钢筋台车上绑扎下一工位的衬砌钢筋笼；S6：下一工位的衬砌钢筋笼绑扎完毕且初始工位的混凝土养护完成且脱模后，重复上述步骤S2至S6，直至完成最后一个工位的衬砌作业。

【技术特征摘要】
1.用于明挖隧道整体式衬砌的工厂化施工方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：仰拱施工完毕后，在初始工位搭建移动工棚，所述移动工棚内侧顶部安装有桁车，所述移动工棚内还设置有钢筋台车和模板台车，其均为可移动台车，然后在钢筋台车上进行衬砌钢筋笼绑扎作业；S2：完成后通过桁车起吊钢筋笼，钢筋台车向前移动一个工位；S3：模板台车移动到钢筋笼正下方，通过模板台车调整内模后，桁车将钢筋笼吊装至模板台车上，然后移动工棚向前移动一个工位；S4：再通过桁车起吊安装外模，后合模；S5：对称进行混凝土的浇筑并进行养护，在混凝土养护的同时在钢筋台车上绑扎下一工位的衬砌钢筋笼；S6：下一工位的衬砌钢筋笼绑扎完毕且初始工位的混凝土养护完成且脱模后，重复上述步骤S2至S6，直至完成最后一个工位的衬砌作业。2.如权利要求1所述的用于明挖隧道整体式衬砌的工厂化施工方法，其特征在于，所述钢筋台车包括：桁架，其底部设置有行走系统，所述桁架顶部和侧面还设置有操作平台以及爬梯；顶部调节机构，其位于所述桁架顶部操作平台上，且所述顶部调节机构包括多个顶部举升油缸、固定梁和卡板，多个顶部举升油缸沿钢筋台车的横向和纵向均设置至少两个，所述固定梁固定于顶部举升油缸上且水平沿钢筋台车的横向设置至少两根，所述固定梁长度方向沿钢筋台车的纵向，所述固定梁上表面均设置有卡板，所述卡板设置为可沿固定梁长度方向移动，所述卡板上表面沿其长度方向设置有多个向下凹槽的卡槽；拱部调节机构，其固定于钢筋台车上且位于顶部调节机构的下方两侧，所述拱部调节机构包括多个拱部举升油缸，其在两侧均沿纵向均匀分布，所述拱部举升油缸倾斜向上朝外设置；侧向调节机构，其固定于钢筋台车上且位于拱部调节机构的下方两侧，所述拱部调节机构包括多个侧向举升油缸，其在两侧均沿纵向均匀分布，所述侧向举升油缸水平朝外设置，所述侧向举升油缸固定的为桁架的竖向支撑柱，其可伸缩。3.如权利要求2所述的用于明挖隧道整体式衬砌的工厂化施工方法，其特征在于，在钢筋台车上进行衬砌钢筋笼绑扎作业的具体步骤如下：S21：钢筋台车初步定位固定后，通过固定梁上设置的调节油缸微调卡板与固定梁的相对位置关系；S22：内环环向钢筋沿纵向依次通过卡板上的卡槽进行卡合定位，同时控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鸿，张永涛，杨秀礼，徐杰，朱浩，孟奎，夏昊，管政霖，程茂林，华晓涛，刘修成，朱明清，吴中正，李涛，涂同珩，
申请(专利权)人：中交第二航务工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42