一种隧道二衬混凝土左右同步逐窗灌注系统及其灌注方法技术方案

本发明专利技术属于隧道混凝土灌注施工领域，具体涉及一种隧道二衬混凝土左右同步逐窗灌注系统及其灌注方法，其解决了传统施工的不足。本申请的灌注设备包括移动泵管和泵管连接器；移动泵管相对于隧道宽度方向中心线左右对称设置，移动泵管能够在隧道内前后、左右、上下移动；拱部模板上左右对称设有拱底灌注窗口，拱底灌注窗口和边墙灌注窗口的窗口均连接有呈预定角度倾斜设置的带角度入模套管，带角度入模套管与所述移动泵管的末端可拆卸连通；灌注步骤如下：S1：设备就位；S2：灌注边墙；S3：灌注拱底；S4：灌注拱顶。本发明专利技术保证了混凝土灌注效率及质量；保证了拱底混凝土灌注质量；占用空间极小，降低成本。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道二衬混凝土左右同步逐窗灌注系统及其灌注方法
本专利技术属于隧道混凝土灌注施工领域，具体涉及一种隧道二衬混凝土左右同步逐窗灌注系统及其灌注方法。
技术介绍
近年来隧道施工进入了高速发展阶段。随着铁路隧道的总延长不断增加，我国隧道已经进入高维修时期，在铁路隧道施工中存在的质量问题也逐步显露出来，先后有多条铁路隧道出现衬砌开裂掉块、修补脱落、敲击空响、渗漏水凿槽修补脱落、涌水等病害，严重威胁行车安全。部分线路在静态验收时，因隧道质量问题严重推迟开通。对运营和安全造成了严重影响，经济损失巨大。目前，隧道二衬分窗浇筑一般采用分流管或溜槽分流，混凝土流动入仓的结构和方法，但其由于混凝土通过分流串桶和分滑槽导流至各相应工作窗口后，1）由于流动距离长，导致入模后混凝土流动性不足，产生离析，骨料堆积等问题，对衬砌混凝土质量影响极大，2）设备数量多，占用了大量隧道内施工空间、设备投入费用大；中国专利技术专利CN201510282592.5提出了一种隧道二次衬砌压力灌注混凝土施工工法，这种施工工法包括：(一)加工直角形预埋泵管、(二)扎侧墙及拱顶钢筋架、(三)在拱顶钢筋架内外层之间安装预埋泵管、(四)封模板并预留工作窗、(五)将压力灌注输送管伸进工作窗进行灌注侧墙，将压力灌注管与预埋泵管连接进行灌注拱顶；(六)拆模板养护混凝土。该施工工法设计简单、施工安全，工程效果好，施工效率高，有利于缩短施工工期，降低工程成本，采用预埋管压力灌注混凝土，侧墙与拱顶一次浇筑成型，有效保证整体浇筑侧墙及拱顶混凝土密实度，无裂缝，二衬整体防水效果良好，可应用于各种隧道、涵洞以及不同断面的整体施工。但采用此方法进行衬砌浇筑时存在以下问题：1、拱顶混凝土入模后从拱顶向两侧流向拱顶两侧起拱处工作窗口底部，由于二衬钢筋绑扎密集和拱顶至拱底流动距离过长，混凝土流至工作窗口底部时，往往存在拱底混凝土离析，骨料堆积，导致拱部底段出现混凝土空洞等质量问题；2、边墙混凝土打压浇筑时，采用将压力灌注输送管伸进工作窗内进行带压泵送，但压力灌注输送管从隧底延伸至工作窗内后，基本处于与边墙垂直状态，混凝土带压入模后，直接与边墙发生冲撞，碰撞后导致混凝土石子飞散、砂浆分离的问题；并且由于混凝土下滑困难（流动性差）、入模压力不同和混凝土从工作窗口流至边墙底部的距离过大，则会存在混凝土离析，骨料堆积，施工缝产生“人”字坡的问题，导致边墙混凝土不密实或出现空洞等灌注质量；3、需要多次转移导管到边墙窗口，并随着出料口转移须多次拆解导管，导管单个接口拆解安装时间平均为15min，需要4-6人配合，且边墙窗口为高空作业，拆解运送管节困难，长时间的拆解管道，易造成堵管，浪费混凝土，增加人工成本，影响工效，二衬施工平均浇筑时间在10h以上；4、采用左右窗口对称浇筑，但需先浇筑左边窗口后再浇筑右边对衬窗口，易导致二衬台车模板受到不均匀压力，使模板偏位，影响二衬轮廓，侵占净空及导致施工缝处错台等问题。
技术实现思路
本专利技术要解决上述问题，提供了一种隧道二衬混凝土左右同步逐窗灌注系统及其灌注方法。本专利技术采用如下的技术方案实现：一种隧道二衬混凝土左右同步逐窗灌注系统，包括台车、设于隧道左右两侧的侧模板、设于所述隧道顶部的拱部模板和灌注设备；所述侧模板上左右对称设有边墙灌注窗口，所述边墙灌注窗口自下向上分层设置、每层沿隧道走向设置若干；所述拱部模板的顶部、沿隧道走向均布间隔设有若干拱顶灌注窗口；所述灌注设备包括移动泵管和泵管连接器；所述的移动泵管相对于隧道宽度方向中心线左右对称设置，移动泵管可弯折，移动泵管能够在隧道内前后、左右、上下移动，实现左右同步逐窗灌注；所述的泵管连接器为十字形管状结构，泵管连接器包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，第四端口与用于灌注混凝土的混凝土泵车可拆卸连通，第一端口和第二端口分别通过可折叠软接管与两个移动泵管可拆卸连通，第三端口通过管路与拱顶灌注窗口可拆卸连通；所述拱部模板上左右对称设有拱底灌注窗口，拱底灌注窗口位于所述台车的起拱线以上并且沿隧道走向设置若干；拱底灌注窗口和边墙灌注窗口的窗口均连接有呈预定角度倾斜设置的带角度入模套管，带角度入模套管自隧道宽度方向中心线至其侧边向下倾斜；带角度入模套管与所述移动泵管的末端可拆卸连通；所述侧模板上固定有通道及操作平台。进一步的，所述边墙灌注窗口的带角度入模套管的倾斜角度为55-65度,60度最佳；所述拱底灌注窗口的带角度入模套管的倾斜角度为30-50度,40度最佳。进一步的，所述灌注设备还包括两个移动小车、中心操作平台、四个上下行走轨道、两个前后行走轨道和用于控制移动泵管前后、左右、上下移动的平台控制器；所述移动小车包括小车主体和用于带动小车移动的车轮，两个移动小车的小车主体分别与两个移动泵管的起始端可拆卸连接；所述中心操作平台上设有沿左右方向设置的小车行走轨道，移动小车的车轮位于小车行走轨道内、沿小车行走轨道移动；中心操作平台的顶部连接有位移调节装置，位移调节装置与移动小车的小车主体的一端连接，从而驱动移动小车在中心操作平台上左右移动，实现移动泵管左右移动；所述上下行走轨道通过连接板与所述台车的主桁架固定连接，四个上下行走轨道前后左右对称设置，左侧的两个上下行走轨道之间滑动连接有前后行走轨道，同样的右侧的两个上下行走轨道之间也滑动连接有前后行走轨道，两个前后行走轨道的顶部横跨有中心操作平台，中心操作平台与前后行走轨道滑动连接，中心操作平台沿前后行走轨道前后移动，实现移动泵管前后移动；前后行走轨道沿上下行走轨道上下移动，实现移动泵管上下移动；平台控制器固定于所述中心操作平台的顶部。进一步的，所述位移调节装置为油缸，油缸的活塞杆与所述移动小车的小车主体连接，油缸通过平台控制器控制。进一步的，所述前后行走轨道通过上下移动装置沿所述上下行走轨道上下移动，上下移动装置包括行走齿轮和齿槽；前后行走轨道的底部沿其走向设有两个行走齿轮，前后行走轨道底部的两个行走齿轮通过连接轴连接，连接轴与所述平台控制器连接，平台控制器驱动连接轴转动从而带动行走齿轮转动，前后行走轨道的底部固定有用于与连接轴连接的连接槽，连接轴位于连接槽内并通过轴承连接；上下行走轨道内部沿其走向设有齿槽，齿槽与行走齿轮啮合连接，从而实现前后行走轨道沿上下行走轨道上下移动。进一步的，所述中心操作平台通过前后移动装置沿所述前后行走轨道前后移动，所述前后移动装置包括四个移动滚轮，所述移动滚轮两两左右对称固定于中心操作平台的底部，前后行走轨道的顶部沿其走向设有导向槽，移动滚轮位于导向槽内，两个左右对称设置的移动滚轮通过连接轴连接，连接轴与平台控制器连接，平台控制器驱动连接轴转动从而驱动移动滚轮转动。进一步的，所述泵管连接器与所述可折叠软接管和可折叠软接管与所述移动泵管的起始端均通过泵管连接卡扣可拆卸连通；同样的泵管连接器与所述混凝土泵车也通过泵管连接卡扣可拆卸连通；移动泵管的末端也通过泵管连接卡扣与各灌注窗口的带角度入模套管可拆卸连通；所述泵管连接器的第一端口和第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隧道二衬混凝土左右同步逐窗灌注系统，包括台车（19）、设于隧道左右两侧的侧模板、设于所述隧道顶部的拱部模板和灌注设备；所述侧模板上左右对称设有边墙灌注窗口（20），所述边墙灌注窗口（20）自下向上分层设置、每层沿隧道走向设置若干；所述拱部模板的顶部、沿隧道走向均布间隔设有若干拱顶灌注窗口（21）；其特征在于：所述灌注设备包括移动泵管（1）和泵管连接器（3）；/n所述的移动泵管（1）相对于隧道宽度方向中心线（14）左右对称设置，移动泵管（1）可弯折，移动泵管（1）能够在隧道内前后、左右、上下移动，实现左右同步逐窗灌注；/n所述的泵管连接器（3）为十字形管状结构，泵管连接器（3）包括第一端口（3.1）、第二端口（3.2）、第三端口（3.3）和第四端口（3.4），第四端口（3.4）与用于灌注混凝土的混凝土泵车可拆卸连通，第一端口（3.1）和第二端口（3.2）分别通过可折叠软接管（2）与两个移动泵管（1）可拆卸连通，第三端口（3.3）通过管路与拱顶灌注窗口（21）可拆卸连通；/n所述拱部模板上左右对称设有拱底灌注窗口（22），拱底灌注窗口（22）位于所述台车（19）的起拱线以上并且沿隧道走向设置若干；拱底灌注窗口（22）和边墙灌注窗口（20）的窗口均连接有呈预定角度倾斜设置的带角度入模套管（23），带角度入模套管（23）自隧道宽度方向中心线（14）至其侧边向下倾斜；带角度入模套管（23）与所述移动泵管（1）的末端可拆卸连通；/n所述侧模板上固定有通道及操作平台（24）。/n...

【技术特征摘要】
1.一种隧道二衬混凝土左右同步逐窗灌注系统，包括台车（19）、设于隧道左右两侧的侧模板、设于所述隧道顶部的拱部模板和灌注设备；所述侧模板上左右对称设有边墙灌注窗口（20），所述边墙灌注窗口（20）自下向上分层设置、每层沿隧道走向设置若干；所述拱部模板的顶部、沿隧道走向均布间隔设有若干拱顶灌注窗口（21）；其特征在于：所述灌注设备包括移动泵管（1）和泵管连接器（3）；
所述的移动泵管（1）相对于隧道宽度方向中心线（14）左右对称设置，移动泵管（1）可弯折，移动泵管（1）能够在隧道内前后、左右、上下移动，实现左右同步逐窗灌注；
所述的泵管连接器（3）为十字形管状结构，泵管连接器（3）包括第一端口（3.1）、第二端口（3.2）、第三端口（3.3）和第四端口（3.4），第四端口（3.4）与用于灌注混凝土的混凝土泵车可拆卸连通，第一端口（3.1）和第二端口（3.2）分别通过可折叠软接管（2）与两个移动泵管（1）可拆卸连通，第三端口（3.3）通过管路与拱顶灌注窗口（21）可拆卸连通；
所述拱部模板上左右对称设有拱底灌注窗口（22），拱底灌注窗口（22）位于所述台车（19）的起拱线以上并且沿隧道走向设置若干；拱底灌注窗口（22）和边墙灌注窗口（20）的窗口均连接有呈预定角度倾斜设置的带角度入模套管（23），带角度入模套管（23）自隧道宽度方向中心线（14）至其侧边向下倾斜；带角度入模套管（23）与所述移动泵管（1）的末端可拆卸连通；
所述侧模板上固定有通道及操作平台（24）。


2.根据权利要求1所述的一种隧道二衬混凝土左右同步逐窗灌注系统，其特征在于：所述边墙灌注窗口（20）的带角度入模套管（23）的倾斜角度为55-65度,60度最佳；所述拱底灌注窗口（22）的带角度入模套管（23）的倾斜角度为30-50度,40度最佳。


3.根据权利要求1所述的一种隧道二衬混凝土左右同步逐窗灌注系统，其特征在于：所述灌注设备还包括两个移动小车（5）、中心操作平台（10）、四个上下行走轨道（12）、两个前后行走轨道（13）和用于控制移动泵管（1）前后、左右、上下移动的平台控制器（17）；
所述移动小车（5）包括小车主体（5.1）和用于带动小车移动的车轮（5.2），两个移动小车（5）的小车主体（5.1）分别与两个移动泵管（1）的起始端可拆卸连接；
所述中心操作平台（10）上设有沿左右方向设置的小车行走轨道（8），移动小车（5）的车轮（5.2）位于小车行走轨道（8）内、沿小车行走轨道（8）移动；中心操作平台（10）的顶部连接有位移调节装置（4），位移调节装置（4）与移动小车（5）的小车主体（5.1）的一端连接，从而驱动移动小车（5）在中心操作平台（10）上左右移动，实现移动泵管（1）左右移动；
所述上下行走轨道（12）通过连接板与所述台车（19）的主桁架（18）固定连接，四个上下行走轨道（12）前后左右对称设置，左侧的两个上下行走轨道（12）之间滑动连接有前后行走轨道（13），同样的右侧的两个上下行走轨道（12）之间也滑动连接有前后行走轨道（13），两个前后行走轨道（13）的顶部横跨有中心操作平台（10），中心操作平台（10）与前后行走轨道（13）滑动连接，中心操作平台（10）沿前后行走轨道（13）前后移动，实现移动泵管（1）前后移动；前后行走轨道（13）沿上下行走轨道（12）上下移动，实现移动泵管（1）上下移动；
平台控制器（17）固定于所述中心操作平台（10）的顶部。


4.根据权利要求3所述的一种隧道二衬混凝土左右同步逐窗灌注系统，其特征在于：所述位移调节装置（4）为油缸，油缸的活塞杆与所述移动小车（5）的小车主体（5.1）连接，油缸通过平台控制器（17）控制。


5.根据权利要求3所述的一种隧道二衬混凝土左右同步逐窗灌注系统，其特征在于：所述前后行走轨道（13）通过上下移动装置沿所述上下行走轨道（12）上下移动，上下移动装置包括行走齿轮（16）和齿槽（7）；
前后行走轨道（13）的底部沿其走向设有两个行走齿轮（16），前后行走轨道（13）底部的两个行走齿轮（...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅重阳，高庆，申雪松，段久波，刘研，张睿，张浩博，宁轲，王景伟，许华武，罗文华，李伟，
申请(专利权)人：中铁三局集团有限公司，中铁三局集团第五工程有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14