施工方式可转换的隧道施工台车制造技术

本实用新型专利技术公开了一种施工方式可转换的隧道施工台车，包括底层台车、中间层台车和顶层台车，上层能在紧邻的下层台车上移动；还包括拱架起吊装置；中间层台车上设有第一拱架举升装置；顶层台车上设有第二拱架举升装置；且两个举升装置的举升横梁上均可移动地设置有多个承载拱架的拱架承载小车；同时，台车和通过万向臂设有步进凿岩机。本实用新型专利技术的有益效果是，台车具有施工方式转换功能，且转换方便、结构稳定；特别适用于解决困扰行业多年的施工进度慢、效率低，长期亏损顽疾的微台阶+全断面套打施工方法，其施工效率高，进度快、成本低。

【技术实现步骤摘要】
施工方式可转换的隧道施工台车
本技术涉及隧道施工技术，特别是一种施工方式可转换的隧道施工台车。
技术介绍
随着国内高铁建设速度的加快，高铁隧道施工设施技术也在不断进步。隧道开挖是隧道施工的一部分，开挖隧道需要根据隧道围岩等级等条件来选择开挖方式。现有隧道开挖方式主要有全断面开挖、二台阶开挖和三台阶开挖等。尽管目前出现了适应开挖方式转换的台车，但现有台车的综合作业能力有限，特别是可转换台车上没有设置拱架起吊和安装设施，因此，在隧道挖掘后还需退出，专门的拱架安装台车继续作业，不仅导致施工效率低，而且台车数量多，施工步距长，存在不及时安装拱架的安全隐患，并且现有拱架安装台车的拱架在台车上转运不方便，需要进行改进。另外，经过同行多年的实践与探索，最近总结出了一种微台阶+全断面套打的施工方式，该方式是适应国内隧道施工投资、环境、工期的最佳工法，但没有适应此工法的机械化施工设备，为此，需要一种适应微台阶与全断面套打施工方式快速切换的台车，通过在此台车上加装凿岩钻孔设备、拱架安装设备等，则可实现该工法下的隧道开挖中多种内容的机械化作业。
技术实现思路
本技术的目的就是针对现有可转换隧道开挖台车上缺少拱架安装设施的不足，提供一种施工方式可转换的隧道施工台车，其通过在台车上设置拱架起吊装置、拱架搬运小车和拱架举升装置，使台车具有拱架安装功能，并利用举升装置的举升梁作为小车运行轨道，从而提高拱架在台车上搬运的方便性，其结构简单、功能可靠。为实现前述目的，本技术采用如下技术方案。一种施工方式可转换的隧道施工台车，包括底层台车和设在底层台车上的上层台车；所述上层台车由顶层台车构成，或者，上层台车由顶层台车和中间层台车组合形成；顶层台车能够相对于紧邻的下层台车纵向移动；还包括设在台车尾端的拱架起吊装置；在上层台车由顶层台车构成的结构中，底层台车上设有第一拱架举升装置；在上层台车由顶层台车和中间层台车组合形成的结构中，中间层台车上设有第一拱架举升装置；所述顶层台车上设有第二拱架举升装置；且两个举升装置的举升横梁上均可移动地设置有多个承载拱架的拱架承载小车。采用前述技术方案的本技术，当上层台车由顶层台车构成时，台车整体呈上下两层结构，通过在底层设置行车通道，上层呈可相对于底层移动的伸缩结构，上层伸出时，可形成三台阶施工台车，上层回缩后，可形成两台阶施工台车；显然，更适用于两台阶与三台阶施工之间的转换；当上层台车由顶层台车和中间层台车组合形成时，在顶层台车和中间层台车全部回缩时，形成全断面施工台车，在顶层台车和中间层台车全部伸出时，形成微台阶施工，故适用于微台阶+全断面套打施工方式。其中，通过在台车朝向隧道洞口的尾部设置拱架起吊装置，以方便的将拱架吊上台车的拱架承载小车上；由于台车上设有多个承载小车，可以逐一将拱架吊装在对应小车上后，通过移动小车将拱架推送到对应的安装位置，然后，通过拱架举升装置将拱架举升到位后安装固定在隧道洞壁上。在两台阶、三台阶或或微台阶施工中，拱架可整体吊在第一举升装置的小车上，拆下下部的多余节段后，再将上部拱顶部分转移到第二举升装置的小车上；或者，整体吊在第一举升装置的小车上，然后，第二举升装置举升从第一举升装置的小车上将拱架承接到第二举升装置的小车上，在拆掉下部的多余节段后，通过第二举升装置进行举升安装，以便在下方隧道掌子面下方台阶施工后，从本台车上通过卷扬机等简单吊装设备，通过下放的方式落下进行方便的安装。相对于现有技术中，拱架在台车上复杂的输送机构而言，结构简单、操作方便，拱架起吊和安装效率高，利于降低隧道施工成本。优选的，所述第一拱架举升装置呈竖直举升结构；所述第二拱架举升装置呈平行四边形框架式举升结构。其中，竖直举升结构空间占用小，结构紧凑，利于布置在平台两侧；且市场上有丝杆螺母举升装置的产品可供采购，无需自行制造，节约加工成本，缩短制造周期，也可采用结构简单的举升油缸举升；平行四边形框架式举升结构包括两平行布置的等长度两连杆，两连杆一端铰接在顶层台车上，两连杆的另一端铰接在举升梁上，任一或两连杆上连接有举升油缸，举升油缸驱动连杆摆动实现举升梁的升降，举升梁在升降过程中随连杆远端铰接点位置变化而形成纵向位置的改变，以借助其纵向位置变化实现拱架沿隧道纵向移动。且举升梁下落后，占用空间小，利于布置在平台中部，以与竖直举升结构的第一拱架举升装置形成紧凑、协调的布局。优选的，在上层台车由顶层台车构成的结构中，所述顶层台车，和/或，所述底层台车上通过万向臂设有步进凿岩机；在上层台车由顶层台车和中间层台车组合形成的结构中，所述底层台车、所述中间层台车和所述顶层台车三者之一，或任意两者，或三者上通过万向臂设有步进凿岩机。万向臂是一种机械手手臂，具有多个自由度，广泛应用于各种大小设备中，如工业生产的自动化设备中作为机器人的手臂，或者大型施工设备的水泥浆喷锚，以及大型隧道施工设备中作为施工单元的机械手臂使用；步进凿岩机是一种在隧道施工中用于替代人工凿岩的机械化凿岩设备，通过将人工肩扛式气动凿岩机设置在导轨上而构成。其可通过简单的工业控制技术就能实现步进式推进的自动化凿岩钻孔。相对于大型专用大型凿岩设备而言，其造价低廉，维保和使用成本低，特别适用于国内施工队伍的隧道施工。本方案通过将二者结合，利用万向臂的伸缩臂结构可将步进凿岩机藏匿在台车内部空间内，并在伸出后实现凿岩钻孔，利用步进凿岩机实现自动进给的钻机方式。显著增加台车功能，为隧道的机械化施工提供有效保障。进一步优选的，所述顶层台车后端可移动地设有龙门架，龙门架与顶层台车之间设有龙门架移动的龙门架驱动油缸；设在所述顶层台车的所述步进凿岩机通过所述龙门架设置。无论两层结构台车在两台阶转三台阶，或三层结构台车在全断面转微台阶后的三台阶施工，对应三台阶的施工空间相对狭小，步进凿岩机受台车结构限制只能布置在顶层台车的上平台和两侧，这种布局方便掌子面周边孔钻孔，而需要钻掌子面掏心孔时，钻机必须悬出台车前方较长的距离，以方便进行钻孔角度和位置的调整。但在顶层台车上进行拱架安装时，需要顶层台车前端离掌子面较近，以便能够安装的拱架更靠近掌子面，减少工作面不能支护的无支护段长度，确保施工安全；而通过龙门架设置凿岩机，在钻孔时龙门架移动到前方，拱架安装时回退到后方，使凿岩机整体全部或大部分隐匿在顶层台车下，从而实现尽可能地靠近掌子面的目的。进一步优选的，所述万向臂包括大臂，大臂前端设有前支座，前支座铰接在所述大臂前端，前支座的自由端与所述大臂之间还设有液压撑杆；前支座通过第一枢轴可转动地设有导轨滑移架，导轨滑移架与所述前支座之间连接有导轨滑移架转动驱动油缸；导轨滑移架上通过平行于前支座承载面的第二枢轴可转动地设有导轨支座，导轨支座与导轨滑移架转动驱动油缸之间设有驱动导轨支座翻转的翻转驱动装置；所述步进凿岩机设在所述导轨支座上；其中，导轨滑移架呈长条状，导轨滑移架的长度方向分布有至少两个所述导轨支座；多个导轨支座上的翻转驱动油缸同步伸缩；导轨支座呈滑台结构，所述步进凿岩机可移动地设在所述导轨支座上，并在导轨支座与所述步进凿岩机之间设有移动驱动油本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种施工方式可转换的隧道施工台车，包括底层台车（200）和设在底层台车（200）上的上层台车；所述上层台车由顶层台车（210）构成；或者上层台车由顶层台车（210）和中间层台车（220）组合形成；顶层台车（210）能够相对于紧邻的下层台车纵向移动；其特征在于，还包括设在台车尾端的拱架起吊装置（230）；在上层台车由顶层台车（210）构成的结构中，底层台车（200）上设有第一拱架举升装置（240）；在上层台车由顶层台车（210）和中间层台车（220）组合形成的结构中，中间层台车（220）上设有第一拱架举升装置（240）；所述顶层台车（210）上设有第二拱架举升装置（250）；且两个举升装置的举升横梁上均可移动地设置有多个承载拱架的拱架承载小车（260）。/n

【技术特征摘要】
1.一种施工方式可转换的隧道施工台车，包括底层台车（200）和设在底层台车（200）上的上层台车；所述上层台车由顶层台车（210）构成；或者上层台车由顶层台车（210）和中间层台车（220）组合形成；顶层台车（210）能够相对于紧邻的下层台车纵向移动；其特征在于，还包括设在台车尾端的拱架起吊装置（230）；在上层台车由顶层台车（210）构成的结构中，底层台车（200）上设有第一拱架举升装置（240）；在上层台车由顶层台车（210）和中间层台车（220）组合形成的结构中，中间层台车（220）上设有第一拱架举升装置（240）；所述顶层台车（210）上设有第二拱架举升装置（250）；且两个举升装置的举升横梁上均可移动地设置有多个承载拱架的拱架承载小车（260）。


2.根据权利要求1所述的施工方式可转换的隧道施工台车，其特征在于，所述第一拱架举升装置（240）呈竖直举升结构；所述第二拱架举升装置（250）呈平行四边形框架式举升结构。


3.根据权利要求1所述的施工方式可转换的隧道施工台车，其特征在于，在上层台车由顶层台车（210）构成的结构中，所述顶层台车（210），和/或，所述底层台车（200）上通过万向臂（300）设有步进凿岩机；在上层台车由顶层台车（210）和中间层台车（220）组合形成的结构中，所述底层台车（200）、所述中间层台车（220）和所述顶层台车（210）三者之一，或任意两者，或三者上通过万向臂（300）设有步进凿岩机（400）。


4.根据权利要求3所述的施工方式可转换的隧道施工台车，其特征在于，所述顶层台车（210）后端可移动地设有龙门架（270），龙门架（270）与顶层台车（210）之间设有龙门架（270）移动的龙门架驱动油缸；设在所述顶层台车（210）的所述步进凿岩机（400）通过所述龙门架（270）设置。


5.根据权利要求3所述的施工方式可转换的隧道施工台车，其特征在于，所述万向臂（300）包括大臂（100），大臂（100）前端设有前支座（110），前支座（110）铰接在所述大臂（100）前端，前支座（110）的自由端与所述大臂（100）之间还设有液压撑杆（111）；前支座（110）通过第一枢轴可转动地设有导轨滑移架（120），导轨滑移架（120）与所述前支座（110）之间连接有导轨滑移架转动驱动油缸（121）；导轨滑移架（120）上通过平行于前支座承载面的第二枢轴可转动地设有导轨支座（130），导轨支座（130）与导轨滑移架转动驱动油缸（121）之间设有驱动导轨支座（130）翻转的翻转驱动装置；所述步进凿岩机设在所述导轨支座（130）上；其中，导轨滑移架（120）呈长条状，导轨滑移架（120）的长度方向分布有至少两个所述导轨支座（130）；多个导轨支座（130）上的翻转驱动油缸（141）同步伸缩；导轨支座（130）呈滑台结构，所述步进凿岩机可移动地设在所述导轨支座（130）上，并在导轨支座（130）与所述步进凿岩机（400）之间设...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚岗，王立军，陈勇，王双卯，张建堂，龚建，
申请(专利权)人：涪特智能装备重庆有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆;50