隧道二衬混凝土浇筑系统技术方案

隧道二衬混凝土浇筑系统，包括流量监测装置、入模温度监测装置、压力可视化软搭接装置、多个高频气动振捣器（12）、气体压缩机（13）和电控箱（40），流量监测装置的三维激光扫描仪、流量传感器计（1）均与电控箱（40）连接，入模温度监测装置的温度传感器（5）安装在隧道二衬台车钢模板（3）的背面上，温度传感器（5）与电控箱（40）连接，压力可视化软搭接装置包括橡胶板（6），橡胶板（6）加装搭接板（8）底部，橡胶板（6）上安装有压力感应芯片（9），压力感应芯片（9）与电控箱（40）连接，多个高频气动振捣器（12）布置在二衬台车钢模板（3）的背面上，分流管（14）上设置有气动开关电磁阀（16），所述的气体压缩机（13）和电控箱（40）连接。实现了二衬混凝土浇筑自动化。

【技术实现步骤摘要】
隧道二衬混凝土浇筑系统
本专利技术涉及一种混凝土浇筑系统，更具体的说涉及隧道二衬混凝土浇筑系统，属于隧道衬砌施工

技术介绍
目前，随着我国高铁的飞速发展，隧道越来越多；随着隧道衬砌质量及标准化施工要求不断提高，隧道衬砌混凝土质量要求越来越高。传统的隧道衬砌工艺中，混凝土浇筑前二衬台车钢模板直接与上板混凝土搭接，且无相关顶压力控制，很容易将搭接混凝土顶裂，造成施工缝处掉块；浇筑过程，地泵将混凝土泵送至二衬台车每个进料口，并在进料口使用手持式振捣棒进行振捣，在浇筑拱顶时采用电动附着式振捣器振捣，但是，由于二衬拱顶钢筋密集，拱顶混凝土人工无法振捣，且振捣器频率不足、振捣半径小，因此无法保证拱顶混凝土是否密实、饱满，易导致隧道衬砌拱顶混凝土空洞、混凝土强度不足等质量问题；二衬拱顶冲顶过程，因混凝土施工不可视，传统的靠观察端头模板有没有漏浆，无法准确判断二衬拱顶混凝土是否打满，易导致隧道衬砌拱顶混凝土脱空；隧道衬砌拱顶质量问题，给后期列车运行造成极大的安全风险，因此传统的隧道衬砌工艺已经无法满足施工需求。如何避免隧道衬砌拱顶混凝土掉块、空洞等质量缺陷，确保后期隧道运营安全，成为目前亟需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有的隧道二衬混凝土浇筑存在的上述问题，提供隧道二衬混凝土浇筑系统。为实现上述目的，本专利技术的技术解决方案是：隧道二衬混凝土浇筑系统，包括流量监测装置、入模温度监测装置、压力可视化软搭接装置、多个高频气动振捣器、气体压缩机和电控箱，所述的流量监测装置包括三维激光扫描仪和流量传感器，所述的流量传感器安装在混凝土主输送泵管上，三维激光扫描仪、流量传感器计均与电控箱连接，所述的入模温度监测装置包括温度传感器，所述温度传感器安装在隧道二衬台车钢模板的背面上，温度传感器与电控箱连接，所述的压力可视化软搭接装置包括橡胶板，所述的橡胶板加装在二衬台车靠近上一板二衬搭接板底部，所述的橡胶板与二衬台车钢模板在环向上弧长一致，橡胶板上安装有压力感应芯片，所述的压力感应芯片与电控箱连接，所述的多个高频气动振捣器布置在二衬台车钢模板的背面上，多个高频气动振捣器分别通过分流管与气体压缩机的主气管路连接，所述的分流管上设置有气动开关电磁阀，所述的气体压缩机和电控箱连接。所述的橡胶板靠近上一板二衬端设置有半圆形橡胶封端，所述的压力感应芯片为多个，相邻压力感应芯片环向间距为1m。所述的高频气动振捣器沿纵向在相邻两个边墙进料口之间呈梅花型布置。所述的高频气动振捣器布置在二衬台车钢模板的背面两侧，单侧环向三排，第一排高频气动振捣器位于仰拱与二衬纵向施工缝上1.5m处，相邻高频气动振捣器环向间距2m。还包括有多个自动插入式振捣装置，所述的多个自动插入式振捣装置设置在隧道二衬台车钢模板的背面上，多个自动插入式振捣装置均与气体压缩机连接。所述的自动插入式振捣装置沿纵向布置在二衬台车拱顶及拱部两侧，布置在二衬台车拱顶的自动插入式振捣装置分别布置在二衬台车钢模板端头与拱顶进料口之间及相邻拱顶进料口之间，布置在二衬台车拱部两侧的自动插入式振捣装置分别布置在环向上距拱顶进料口为1.8m位置处。所述的自动插入式振捣装置包括钢机架、气动顶升器、顶升滑道和高频振捣棒，所述钢机架安装在隧道二衬台车钢模板的背面上，所述的气动顶升器安装在钢机架底部中心，所述的顶升滑道包括滑道钢板和设置在钢机架两内侧的安装滑槽，所述的滑道钢板与顶升滑槽滑动连接，所述的气动顶升器与气体压缩机连接，所述的滑道钢板包括上层钢板和下层钢板，所述高频振捣棒底端固定在滑道钢板上层钢板上，气动顶升器的顶升气缸柱顶部与滑道钢板下层钢板连接，高频振捣棒上部插置在二衬台车钢模板中，高频振捣棒顶部与二衬台车钢模板表面平齐，所述的二衬台车钢模板与高频振捣棒之间加装有橡胶密封圈，且橡胶密封圈紧贴于高频振捣棒上，所述滑道钢板的上层钢板和下层钢板之间设置有减震橡胶柱。还包括有拱顶内窥防脱空装置，所述的拱顶内窥防脱空装置包括内窥镜和透明管，所述的透明管沿线路方向安装在拱顶防水板上，所述内窥镜的探头置于透明管内，透明管端头外露于二衬台车端头20cm。还包括有压力感应片和压力感应垫片，所述的压力感应片安装在二衬台车拱顶，所述的压力感应垫片安装在土工布上，压力感应片和压力感应垫片均与电控箱连接。还包括拱顶排气溢浆注浆装置，所述拱顶排气溢浆注浆装置包括设置在二衬台车钢模板上的综合管预留口，所述的综合管预留口与拱顶进料口间隔布置，综合管预留口中插有综合管，所述的综合管与二衬台车钢模板顶部交接处刻画有插入标识线，综合管顶端设置有排气溢浆注浆齿，所述的排气溢浆注浆齿顶贴在防水板层上。与现有技术相比较，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术中压力可视化软搭接装置中的橡胶板能够保护混凝土边缘不会被二衬台车挤裂，保证了隧道两板二衬混凝土之间搭接处外观质量和实体质量；其中的半圆形橡胶封端能够确保混凝土与橡胶板之间严密贴合，形成密封端，确保不出现溢浆漏浆；且电控箱压力感应芯片读取压力感应值，当该值接近上一板二衬混凝土抗压值时，停止顶伸，从而进一步确保不顶裂上一板二衬混凝土，实现可视化操作，满足施工需求。2、本专利技术中自动插入式振捣装置实现将高频振捣棒顶入混凝土自动控制振捣，从而实现了隧道二衬混凝土自动插入式振捣，弥补隧道二衬混凝土振捣的空白；解决了目前存在的拱顶二衬脱空及混凝土不密实问题。3、本专利技术中温度传感器实现混凝土入模温度采集频率高、数据准确、且能全过程、全方位的显示整板二衬混凝土温度分布情况，保证了混凝土的施工质量。4、本专利技术中流量监测装置实现了对输送的混凝土实际方量的测量记录，同时准确的监控混凝土入模方量，并将其与预估浇筑二衬混凝土方量对比，从而保证了二衬混凝土浇筑满。5、本专利技术中拱顶压力感应片能够直观的看到二衬拱顶混凝土对压力片的压力值，确保了二衬拱顶混凝土已打满，有效解决了二衬拱顶混凝土脱空现象。6、本专利技术中通过电控箱控制实现自动振捣，从而实现二衬振捣自动化、机械化、标准化。7、本专利技术中拱顶排气溢浆注浆装置中通过检查综合管上插入标示线位置，判断防水板层是否切割二衬混凝土即防水板层与初支面是否存在空洞；通过综合管排气，能够将拱顶空气排出，杜绝了因拱顶混凝土压缩的空气形成的空洞，因此能够减少、规避拱顶混凝土不饱满现象，提高隧道二衬拱顶混凝土质量；且通过综合管溢浆能够清楚的看到混凝土浆液流出，杜绝了因拱顶混凝土施工不可视、无法明确的判断拱顶混凝土是否打满而可能形成的空洞；同时通过综合管注浆实现后期对隧道二衬进行检测，若发现存在空洞，能够通过本专利技术综合管进行注浆处理，避免了对二衬混凝土凿孔破坏。8、本专利技术减少了带模注浆，减少了操作人员，节省了人工﹑降低工人劳动量，经济、实用、简便；同时相应降低了作业劳动强度及安全风险，且提高了施工效率和质量，提高了隧道高空安全系数。附图说明图1是本专利技术结构示意图。图2是本专利技术中流量监测装置结构示意图。图3是本专利技术中入模温度监测装置结构示意图。图4是本专利技术中压力可视化软搭接装置断面图。图5是图4的A-A剖视图。图6是图5的局部放大图。图7是本专利技术中高频气动振捣器布置图。图8是本专利技术中高频气动振捣器和自动插入式振捣装置布置断面图。图9是本专利技术中高频气动振捣器和自动插入式振捣装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.隧道二衬混凝土浇筑系统，其特征在于：包括流量监测装置、入模温度监测装置、压力可视化软搭接装置、多个高频气动振捣器(12)、气体压缩机(13)和电控箱(40)，所述的流量监测装置包括三维激光扫描仪和流量传感器(1)，所述的流量传感器(1)安装在混凝土主输送泵管(2)上，三维激光扫描仪、流量传感器计(1)均与电控箱(40)连接，所述的入模温度监测装置包括温度传感器(5)，所述温度传感器(5)安装在隧道二衬台车钢模板(3)的背面上，温度传感器(5)与电控箱(40)连接，所述的压力可视化软搭接装置包括橡胶板(6)，所述的橡胶板(6)加装在二衬台车(7)靠近上一板二衬搭接板(8)底部，所述的橡胶板(6)与二衬台车钢模板(3)在环向上弧长一致，橡胶板(6)上安装有压力感应芯片(9)，所述的压力感应芯片(9)与电控箱(40)连接，所述的多个高频气动振捣器(12)布置在二衬台车钢模板(3)的背面上，多个高频气动振捣器(12)分别通过分流管(14)与气体压缩机(13)的主气管路(15)连接，所述的分流管(14)上设置有气动开关电磁阀(16)，所述的气体压缩机(13)和电控箱(40)连接。

【技术特征摘要】
1.隧道二衬混凝土浇筑系统，其特征在于：包括流量监测装置、入模温度监测装置、压力可视化软搭接装置、多个高频气动振捣器(12)、气体压缩机(13)和电控箱(40)，所述的流量监测装置包括三维激光扫描仪和流量传感器(1)，所述的流量传感器(1)安装在混凝土主输送泵管(2)上，三维激光扫描仪、流量传感器计(1)均与电控箱(40)连接，所述的入模温度监测装置包括温度传感器(5)，所述温度传感器(5)安装在隧道二衬台车钢模板(3)的背面上，温度传感器(5)与电控箱(40)连接，所述的压力可视化软搭接装置包括橡胶板(6)，所述的橡胶板(6)加装在二衬台车(7)靠近上一板二衬搭接板(8)底部，所述的橡胶板(6)与二衬台车钢模板(3)在环向上弧长一致，橡胶板(6)上安装有压力感应芯片(9)，所述的压力感应芯片(9)与电控箱(40)连接，所述的多个高频气动振捣器(12)布置在二衬台车钢模板(3)的背面上，多个高频气动振捣器(12)分别通过分流管(14)与气体压缩机(13)的主气管路(15)连接，所述的分流管(14)上设置有气动开关电磁阀(16)，所述的气体压缩机(13)和电控箱(40)连接。2.根据权利要求1所述的隧道二衬混凝土浇筑系统，其特征在于：所述的橡胶板(6)靠近上一板二衬端设置有半圆形橡胶封端(10)，所述的压力感应芯片(9)为多个，相邻压力感应芯片(9)环向间距为1m。3.根据权利要求1所述的隧道二衬混凝土浇筑系统，其特征在于：所述的高频气动振捣器(12)沿纵向在相邻两个边墙进料口(17)之间呈梅花型布置。4.根据权利要求1所述的隧道二衬混凝土浇筑系统，其特征在于：所述的高频气动振捣器(12)布置在二衬台车钢模板(3)的背面两侧，单侧环向三排，第一排高频气动振捣器(12)位于仰拱与二衬纵向施工缝上1.5m处，相邻高频气动振捣器(12)环向间距2m。5.根据权利要求1所述的隧道二衬混凝土浇筑系统，其特征在于：还包括有多个自动插入式振捣装置(18)，所述的多个自动插入式振捣装置(18)设置在隧道二衬台车钢模板(3)的背面上，多个自动插入式振捣装置(18)均与气体压缩机(13)连接。6.根据权利要求5所述的隧道二衬混凝土浇筑系统，其特征在于：所述的自动插入式振捣装置(18)沿纵向布置在二衬台车(7)拱顶及拱部两侧，布置在二衬台车(7)拱顶的自动插入式振捣装置(18)分别布置在二衬台车钢模板(3)端头与拱顶进料口(19)之间及相邻拱顶进料口(19)之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊，谭发刚，刘俊成，袁中华，赵晓军，焦贤福，操光伟，
申请(专利权)人：中铁十一局集团第四工程有限公司，中铁十一局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42