隧道施工用抗浮裝置及鋼模襯砌臺(tái)車和抗浮施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種隧道施工用抗浮裝置及鋼模襯砌臺(tái)車和抗浮施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼模襯砌臺(tái)車是隧道施工過(guò)程二次襯砌中必須使用的專用設(shè)備，用于對(duì)隧道內(nèi)壁的砼襯砌施工，在隧道洞身斷面襯砌施工中，圓心以下部分澆筑混凝土?xí)r，臺(tái)車模板將會(huì)受到混凝土產(chǎn)生的浮力作用，當(dāng)浮力大于臺(tái)車自重時(shí)就會(huì)產(chǎn)生鋼模板以及臺(tái)車整體的上浮與變形。臺(tái)車上浮會(huì)造成臺(tái)車門架和軌道虛連或脫離，虛連時(shí)會(huì)產(chǎn)生門架相對(duì)襯砌模板位移，模板變形、襯砌幾何尺寸發(fā)生偏差，造成永久質(zhì)量缺陷，脫離時(shí)會(huì)造成襯砌臺(tái)車失穩(wěn)、崩塌，造成臺(tái)車損壞、澆筑混凝土報(bào)廢甚至造成人員傷亡。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中的襯砌臺(tái)車抗浮方式有兩種，一種是傳統(tǒng)的利用加大臺(tái)車自重的方式來(lái)克服混凝土的上浮作用力；另一種是設(shè)計(jì)專用的抗浮機(jī)構(gòu)，如中國(guó)專利CN202718678U提出一種具有抗浮機(jī)構(gòu)的全圓隧道針梁臺(tái)車，其抗浮機(jī)構(gòu)設(shè)置在臺(tái)車前、后兩端，該抗浮機(jī)構(gòu)由升降機(jī)構(gòu)和支撐托架組成，此種抗浮機(jī)構(gòu)的缺陷主要表現(xiàn)在:①臺(tái)車自重大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜:臺(tái)車門架需要向前后端延伸一段距離來(lái)支撐抗浮機(jī)構(gòu)，這就造成臺(tái)車整體自重加大，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜；②抗浮效果差:抗浮機(jī)構(gòu)設(shè)置在襯砌臺(tái)車前后兩端，而混凝土浮力主要作用在臺(tái)車模板上，臺(tái)車中間部分由于缺乏有效抗浮支撐易產(chǎn)生上浮變形；③有效襯砌面積減小:由于此種設(shè)計(jì)的臺(tái)車門架必須向前后兩端延伸，造成臺(tái)車有效襯砌面積減小，施工效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是提供一種隧道施工用抗浮裝置及鋼模襯砌臺(tái)車和抗浮施工方法。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種隧道施工用抗浮裝置，包括抗浮柱、升降缸和限位機(jī)構(gòu)，抗浮柱下端經(jīng)升降缸連接鋼模襯砌臺(tái)車的門架，抗浮柱上部沿軸向設(shè)有多個(gè)限位孔，限位機(jī)構(gòu)包括限位安裝體和限位銷，其中限位安裝體安裝在鋼模襯砌臺(tái)車的模板，且限位安裝體上設(shè)有限位安裝通孔，限位銷貫穿限位銷安裝孔并與抗浮柱上的限位孔配合。
[0006]上述種隧道施工用抗浮裝置中優(yōu)選方案，升降缸為機(jī)械自鎖液壓缸，液壓缸上端設(shè)有第一法蘭連接板，抗浮柱下端設(shè)有第二法蘭連接板，第二法蘭連接板與第一法蘭連接板法蘭螺栓連接為一體。
[0007]上述種隧道施工用抗浮裝置中優(yōu)選方案，限位銷為楔形銷，且楔形銷末端經(jīng)緊固螺母固定在限位安裝體上。
[0008]上述種隧道施工用抗浮裝置中優(yōu)選方案，抗浮柱頂部設(shè)有曲面端蓋，曲面端蓋與鋼模襯砌臺(tái)車的模板外表面為曲率一致的曲面。
[0009]一種鋼模襯砌臺(tái)車，包括臺(tái)車模板和門架，鋼模襯砌臺(tái)車還包括有多個(gè)隧道施工用抗浮裝置，隧道施工用抗浮裝置安裝在門架上且分為兩組，沿鋼模襯砌臺(tái)車橫向?qū)ΨQ分布，每組包括一個(gè)以上沿鋼模襯砌臺(tái)車縱向等距分布的隧道施工用抗浮裝置。
[0010]一種利用鋼模襯砌臺(tái)車進(jìn)行抗浮施工方法，包括以下步驟:
鋼模襯砌臺(tái)車行走至襯砌位置后，將基礎(chǔ)千斤頂撐于鋼軌上旋緊，首先進(jìn)行底部混凝土灌注，驅(qū)動(dòng)兩組隧道施工用抗浮裝置的各個(gè)升降缸同步上升，待抗浮柱頂部曲面蓋板接近隧道頂部時(shí)，然后對(duì)各個(gè)升降缸進(jìn)行單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，待所有抗浮柱曲面端蓋與隧道頂部充分接觸后，插入限位銷對(duì)抗浮柱進(jìn)行鎖定，對(duì)升降缸進(jìn)行機(jī)械鎖定，待鎖定工序完成后進(jìn)行底部混凝土灌注；
當(dāng)?shù)撞炕炷凉嘧⑼瓿珊筮M(jìn)行頂部混凝土灌注，通過(guò)控制系統(tǒng)控制抗浮機(jī)構(gòu)升降缸下降，驅(qū)動(dòng)兩組隧道施工用抗浮裝置的各個(gè)升降缸同步上升，待抗浮柱頂部曲面蓋板接近臺(tái)車模板時(shí)，對(duì)對(duì)各個(gè)升降缸進(jìn)行單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，待所有抗浮柱頂部端蓋與臺(tái)車模板表面完全重合后，插入限位銷對(duì)抗浮柱進(jìn)行鎖定，對(duì)升降缸進(jìn)行機(jī)械鎖定，待鎖定工序完成后進(jìn)行頂部混凝土灌注。
[0011]本發(fā)明的有益效果:
1、抗浮性能好:抗浮機(jī)構(gòu)在鋼模襯砌臺(tái)車橫向上對(duì)稱分布，縱向上等距均勾分布，保證抗浮力均勻分散到每一組抗浮機(jī)構(gòu)上，防止局部反力過(guò)大造成對(duì)臺(tái)車整體結(jié)構(gòu)的破壞，同時(shí)可有效抑制鋼模襯砌臺(tái)車門架的上浮和鋼模襯砌臺(tái)車模板的變形；
2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便:抗浮機(jī)構(gòu)由抗浮柱、升降缸和限位機(jī)構(gòu)三部分組成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、安裝方便；
3、全液壓控制，操作簡(jiǎn)便:通過(guò)控制系統(tǒng)控制液壓缸推動(dòng)抗浮柱的上升和下降，利用限位裝置對(duì)抗浮柱進(jìn)行位置鎖定，液壓系統(tǒng)既可以同步控制所有抗浮機(jī)構(gòu)又可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)任一位置的抗浮機(jī)構(gòu)，操作簡(jiǎn)便且提高了施工效率；
4、襯砌效果好:抗浮柱的曲面端蓋與臺(tái)車模板外表面正好重合，將抗浮柱下降至合適位置使抗浮柱曲面端蓋與臺(tái)車模板重合，可進(jìn)行拱頂部位混凝土灌注，襯砌效果不受抗浮機(jī)構(gòu)影響。
[0012]5、施工效率高:本發(fā)明的抗浮機(jī)構(gòu)與傳統(tǒng)抗浮機(jī)構(gòu)相比增大了臺(tái)車的有效襯砌面積，提高了施工效率，縮短了工期。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明的鋼模襯砌臺(tái)車前視圖；
圖2為本發(fā)明的鋼模襯砌臺(tái)車側(cè)視圖；
圖3為本發(fā)明提供的抗浮裝置底部灌漿工況示意圖；
圖4為本發(fā)明提供的抗浮裝置頂部灌漿工況示意圖；
圖5為本發(fā)明提供的抗浮裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為本發(fā)明提供的抗浮裝置限位機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]其中，1-臺(tái)車模板；2_臺(tái)車上部支撐；3_隧道施工用抗浮裝置；4_模板支撐桿；5-臺(tái)車門架；6_行走電機(jī)；7_基礎(chǔ)千斤頂；8_升降缸；9_抗浮柱；10_限位機(jī)構(gòu)；11_曲面端蓋；12_限位孔；13_第二法蘭連接板；14_法蘭板；15_法蘭螺檢；16_限位銷；17_緊固螺母；18_限位安裝體，19-鋼軌，20-第一法蘭連接板，21-螺栓。
【具體實(shí)施方式】
[0015]結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步清楚、完整地描述，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。
[0016]參考附圖5、圖6，一種隧道施工用抗浮裝置，包括抗浮柱9、升降缸8和限位機(jī)構(gòu)10，抗浮柱9下端經(jīng)升降缸8連接鋼模襯砌