【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于隧道施工，具体涉及一种基于隧道二衬混凝土浇筑的施工装置及方法。
技术介绍
1、随着经济的快速发展以及基础设施建设和资源开发的逐渐深入，隧道建设过程中的安全和结构质量问题也日益凸显。
2、锚喷支护是保障隧道强度的重要方式，而喷浆支护是锚喷支护的关键环节，能够有效的减少隧道倒塌的发生。喷射混凝土广泛地用于各种不同的地质条件，发挥不同的支护作用。在初期支护中，喷射混凝土是最基本的支护方法，是不可缺少的。目前地下工程中喷射混凝土施工简单，机动灵活，广泛应用于隧道工程初支以及临时支护，是一种快捷有效的加固手段。
3、二次衬砌是隧道工程施工在初期支护内侧施作的模筑混凝土或钢筋混凝土衬砌，与初期支护共同组成复合式衬砌，以达到加固支护、优化路线防排水系统、美化外观、方便设置通讯、照明、监测等设施的作用。
4、隧道二次衬砌（以下简称二衬）是隧道工程的永久支护结构，不但承受荷载而且也是隧道外观工程，衬砌结构混凝土应满足密实、表面平整光滑、曲线圆顺，满足设计强度、防水、耐久性的要求。
5、目前，二次衬砌混凝土的浇筑主要包括防水施工、钢筋网铺设和混凝土浇筑。隧道防水施工中，主要采用人工铺设防水卷材，通过铆钉将防水板贴在涂油胶水的基层上，采用这种人工的方式进行防水卷材铺设，效率低、施工周期长，且防水板与隧道轮廓的贴合度、紧密度不高，影响后续焊接质量。隧道二衬钢筋网铺设，钢筋都是通过上台架后，人力顶推进行至隧道岩石面进行捆扎。在捆绑固定过程中，常利用台车或台架，人工方式操作。人工方式，特别是纵向
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种基于隧道二衬混凝土浇筑的施工装置及方法，以克服上述不足。
2、本专利技术采用的技术方案是，基于隧道二衬混凝土浇筑的施工装置，包括：
3、台车本体，包括台车门架，台车门架顶部设有伸缩摆臂机构；
4、3d打印系统，包括喷射机构，所述喷射机构包括连杆、喷头和打印电机，连杆上安装有分别连接控制系统的断面扫描仪和角度传感器，喷头进料口连接输料管，喷头的底座与打印电机连接并一起安装在连杆上，若干个喷头和打印电机均匀间隔安装在连杆上，每个打印电机受控制系统单独控制或集群控制；
5、防水板铺设系统，包括：
6、敷设装置，包括挂布架，挂布架上均匀间隔安装有顶压杆，顶压杆头端通过轴和安装座安装有压辊；
7、固定装置，包括射钉器和激光定位装置，若干射钉器均匀间隔安装在挂布架上，射钉器一侧设有激光定位装置；
8、钢筋网铺设系统，包括：
9、环向钢筋分布机构，包括钢筋翻转平台，钢筋翻转平台受电机驱动沿台车门架底部的轨道移动，钢筋翻转平台上活动连接有钢筋翻转支架，钢筋翻转支架下部与钢筋翻转平台之间设有液压伸缩臂二，液压伸缩臂二驱动钢筋翻转支架90°翻转；
10、纵向钢筋分布机构，包括分别设置在门架前后端的弧形轨道、移动小车和钢筋装载器，弧形轨道上表面均匀设有钢筋卡槽，弧形轨道一侧设有与电机连接的链条，移动小车与链条连接沿弧形轨道移动，钢筋装载器安装在移动小车上；
11、钢筋网抬升机构，包括安装在门架上方的钢筋网支撑液压缸和与其连接的钢筋顶出架；
12、环向钢筋分布机构、纵向钢筋分布机构和钢筋网抬升机构分别连接控制钢筋网铺设系统模块；
13、总控系统，集电、液、气、通信控制于一体，负责对3d打印系统、防水板铺设系统、钢筋网铺设系统、台车本体各机构的集成控制；
14、其中，3d打印系统与防水板铺设系统与伸缩摆臂机构输出端可拆卸固定连接，且分别安装。
15、优选地，所述伸缩摆臂机构包括液压驱动臂、液压传动杆和液压伸缩臂一，所述液压传动杆两端分别与台车本体前后两端顶部的支架转动连接，液压驱动臂底座固定在台车本体上部，液压驱动臂输出端连接液压传动杆中部，液压传动杆两端分别连接液压伸缩臂一，液压驱动臂受控制系统的信号控制，带动液压传动杆和液压伸缩臂转动，液压伸缩臂一受控制系统的信号控制，使得喷射机构与隧道拱面保持合适的距离。
16、优选地，它还包括振捣刮平系统，所述捣震刮平机构包括安装架、刮板和捣震锤，所述安装架两端分别通过转轴与液压伸缩臂转动连接，转轴与旋转电机连接，旋转电机连接控制系统，所述刮板平行安装在安装架外侧，刮板顶端通过螺钉可拆卸固定安装有刮片，刮片呈与隧道拱面贴合的弧面，若干个捣震锤通过u形固定架套设在安装架内侧，采用螺钉紧固。
17、优选地，所述输料管通过连接头与输料机构送料口可拆卸固定连接，输料管还通过连接头可拆卸固定连接高压水管出口和高压气管出口，连接头上设有控制阀，控制阀与控制系统连接。
18、优选地，所述压辊外壁安装有压力传感器，且顶压杆末端伸出主支架与电动伸缩杆连接，压力传感器和电动伸缩杆分别连接控制系统，挂布架与顶压杆之间的夹角呈90°。
19、优选地，所述钢筋翻转支架呈拱型，内径大于弧形轨道外径，钢筋翻转支架下部设有开口，开口处匹配设有活动板，所述活动板与钢筋翻转支架铰接，且两端分别设有转动电机，转动电机与控制系统电连接；在装载钢筋时，控制转动电机驱动活动板转动向内转动，该开口关闭；在铺设钢筋时，控制转动电机驱动活动板向外转动，该开口打开。
20、优选地，所述门架上方中部还设有环向钢筋位置固定架，环向钢筋位置固定架两端与门架前后端的支撑横梁固定连接，环向钢筋位置固定架上方间隔预定距离设有定位卡槽。
21、优选地，所述钢筋网抬升机构包括4个钢筋网支撑液压缸，均安装在门架支撑横梁上，其中2个钢筋网支撑液压缸对称布设在门架前后端的竖直方向，通过钢筋网支撑液压缸伸缩实现钢筋网片的垂直方向的固定和支撑；另外2个钢筋网支撑液压缸对称布设在门架的左右侧，通过钢筋网支撑液压缸的伸缩实现左右侧的钢筋网片的固定和支撑。
22、基于隧道二衬混凝土浇筑的施工方法，包括以下步骤：
23、s1、沿隧道铺设轨道，将台车安装在轨道上；
24、s2、对整个施工面进行扫描检测，判断二衬结构是本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于隧道二衬混凝土浇筑的施工装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于隧道二衬混凝土浇筑的施工装置，其特征在于，所述伸缩摆臂机构（102）包括液压驱动臂（1021）、液压传动杆（1022）和液压伸缩臂一（1023），所述液压传动杆（1022）两端分别与台车本体（100）前后两端顶部的支架转动连接，液压驱动臂（1021）底座固定在台车本体（100）上部，液压驱动臂（100）输出端连接液压传动杆（1022）中部，液压传动杆（1022）两端分别连接液压伸缩臂一（1023），液压驱动臂（1021）受控制系统的信号控制，带动液压传动杆（1022）和液压伸缩臂一（1023）转动，液压伸缩臂一（1023）受控制系统的信号控制，与隧道拱面保持预定距离。
3.根据权利要求1所述的基于隧道二衬混凝土浇筑的施工装置，其特征在于，它还包括振捣刮平机构（500），捣震刮平机构（500）包括安装架（501）、刮板（502）和捣震锤（503），安装架（501）两端分别通过转轴与液压伸缩臂转动连接，转轴与旋转电机连接，旋转电机连接控制系统，所述刮板（502）平行安装在安装
4.根据权利要求1所述的基于隧道二衬混凝土浇筑的施工装置，其特征在于，所述输料管（205）通过连接头与输料机构送料口可拆卸固定连接，输料管（205）还通过连接头可拆卸固定连接高压水管出口和高压气管出口，连接头上设有控制阀，控制阀与控制系统连接。
5.根据权利要求1所述的基于隧道二衬混凝土浇筑的施工装置，其特征在于，所述压辊（303）外壁安装有压力传感器（304），且顶压杆（302）末端伸出主支架与电动伸缩杆连接，压力传感器（304）和电动伸缩杆分别连接控制系统，挂布架（301）与顶压杆（302）之间的夹角呈90°。
6.根据权利要求1所述的基于隧道二衬混凝土浇筑的施工装置，其特征在于，所述钢筋翻转支架（4012）呈拱型，内径大于弧形轨道（4021）外径，钢筋翻转支架（4012）下部设有开口，开口处匹配设有活动板，所述活动板与钢筋翻转支架（4012）铰接，且两端分别设有转动电机，转动电机与控制系统电连接；在装载钢筋时，控制转动电机驱动活动板转动向内转动，该开口关闭；在铺设钢筋时，控制转动电机驱动活动板向外转动，该开口打开。
7.根据权利要求1所述的基于隧道二衬混凝土浇筑的施工装置，其特征在于，所述台车门架（101）上方中部还设有环向钢筋位置固定架（4013），环向钢筋位置固定架（4013）两端与台车门架（101）前后端的支撑横梁固定连接，环向钢筋位置固定架（4013）上方间隔预定距离设有定位卡槽。
8.根据权利要求1所述的基于隧道二衬混凝土浇筑的施工装置，其特征在于，所述钢筋网抬升机构（403）包括4个钢筋网支撑液压缸（4031），均安装在台车门架（101）支撑横梁上，其中2个钢筋网支撑液压缸（4031）对称布设在台车门架（101）前后端的竖直方向，通过钢筋网支撑液压缸（4031）伸缩实现钢筋网片的垂直方向的固定和支撑；另外2个钢筋网支撑液压缸（4031）对称布设在台车门架（101）的左右侧，通过钢筋网支撑液压缸（4031）的伸缩实现左右侧的钢筋网片的固定和支撑。
9.根据权利要求1-8任一所述的基于隧道二衬混凝土浇筑的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.一种用于如权利要求1-8任一所述的基于隧道二衬混凝土浇筑的的浇筑材料，由混凝土材料添加玄武岩纤维材料调和而成。
...【技术特征摘要】
1.基于隧道二衬混凝土浇筑的施工装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于隧道二衬混凝土浇筑的施工装置，其特征在于，所述伸缩摆臂机构（102）包括液压驱动臂（1021）、液压传动杆（1022）和液压伸缩臂一（1023），所述液压传动杆（1022）两端分别与台车本体（100）前后两端顶部的支架转动连接，液压驱动臂（1021）底座固定在台车本体（100）上部，液压驱动臂（100）输出端连接液压传动杆（1022）中部，液压传动杆（1022）两端分别连接液压伸缩臂一（1023），液压驱动臂（1021）受控制系统的信号控制，带动液压传动杆（1022）和液压伸缩臂一（1023）转动，液压伸缩臂一（1023）受控制系统的信号控制，与隧道拱面保持预定距离。
3.根据权利要求1所述的基于隧道二衬混凝土浇筑的施工装置，其特征在于，它还包括振捣刮平机构（500），捣震刮平机构（500）包括安装架（501）、刮板（502）和捣震锤（503），安装架（501）两端分别通过转轴与液压伸缩臂转动连接，转轴与旋转电机连接，旋转电机连接控制系统，所述刮板（502）平行安装在安装架（501）外侧，刮板（500）顶端通过螺钉可拆卸固定安装有刮片（504），刮片（504）呈与隧道拱面贴合的弧面，若干个捣震锤（503）通过u形固定架（505）套设在安装架（501）内侧，采用螺钉紧固。
4.根据权利要求1所述的基于隧道二衬混凝土浇筑的施工装置，其特征在于，所述输料管（205）通过连接头与输料机构送料口可拆卸固定连接，输料管（205）还通过连接头可拆卸固定连接高压水管出口和高压气管出口，连接头上设有控制阀，控制阀与控制系统连接。
5.根据权利要求1所述的基于隧道二衬混凝土浇筑的施工装置，其特征在于，所述压辊（303）外壁安装有压力传感器（304），且顶...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏艺，彭爱泉，
申请(专利权)人：贵州交通职业技术学院，
类型：发明
国别省市：
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