包含十字交叉口的隧道施工用衬砌台车组及施工方法

本发明涉及隧道施工装备，具体是一种包含十字交叉口的隧道施工用衬砌台车组及施工方法。

背景技术：

1、隧道施工中，主线隧道和两侧检修通道、进出口相交，呈“十”字交叉，针对这种结构的隧道，现有施工方案采用满堂支架与木模板结合现浇方法，方案为满堂支架+型钢钢架+拼装小模板组合形式组成模板支撑体系，满堂支架采用60型盘扣架，间距为60cm×60cm；型钢钢架采用工18工字钢，按照设计弧度加工；模板采用逐块拼装木模板贴竹胶板，木模板厚度60mm、长度1.5m，竹胶板厚度1.5cm；混凝土浇筑采用输送泵入模，混凝土采用插入式振捣器辅助振捣。

2、支架模板方案混凝土浇筑过程容易导致支架体系变形或混凝土漏浆；顶部无法将混凝土浇灌饱满，拆模后容易出现空洞；不能实现多台输送泵同时泵送混凝土，混凝土浇筑时间长，容易形成冷缝影响结构防水效果；木模板拼接次数多，混凝土表面平整度差，易出现接缝和错台混凝土实体及外观质量不能满足设计要求。现有交叉口衬砌支架法施工方案主要靠人工来实现，作业人员配备多，对工人技术要求高，人工成本高；钢架、脚手架、拼装模板等材料用量大，支架搭设速度慢；钢架和模板安装操作空间狭小，钢架模板拼装速度慢，总体施工时间长，整体施工效率低成本高，模板、支架搭设质量难以保证。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供了一种包含十字交叉口的隧道施工用衬砌台车组，包括四个折叠式衬砌台车，所述折叠式衬砌台车包括用于与隧道间形成稳定注浆空间的模板系统和用于承载并带动模板系统在隧道内走行的支撑行走系统；

2、所述模板系统包括用于隧道顶壁衬砌注浆的顶模和用于隧道侧壁衬砌注浆的侧模；

3、所述顶模包括用于为非十字交叉口处的隧道顶壁进行衬砌注浆的直道顶模和用于为十字交叉口处的隧道顶壁进行衬砌注浆的交叉口顶模；

4、所述直道顶模为整体与隧道的弧形顶壁相适配的弧形模板；所述交叉口顶模为整体与隧道的弧形顶壁相适配的弧形模板且在远离直道顶模的一端形成有与另外三个折叠式衬砌台车的交叉口顶模相适配的拼合角；

5、拼合在一起的四个折叠式衬砌台车的四个交叉口顶模组成用于为十字交叉口处的隧道顶壁进行衬砌注浆的模板的整体。

6、在上述方案的基础上，所述直道顶模和交叉口顶模以可拆卸的方式连接。

7、在上述方案的基础上，所述直道顶模和交叉口顶模之间设置有用于交叉口顶模绕直道顶模的端部向下翻转且翻转后的交叉口顶模的任一位置均不超出直道顶模1-11的边缘所在的竖直面的转动组件。

8、在上述方案的基础上，所述转动组件包括设置于直道顶模凹侧靠近端部的固定座和固定于交叉口顶模凹侧端部的固定板，所述固定板的另一端与固定座通过固定销转动连接。

9、在上述方案的基础上，所述直道顶模的凹侧设置有用于固定座滑动的滑槽和用于推动固定座在滑槽内滑动的液压推动装置。

10、在上述方案的基础上，所述的直道顶模包括第一直道顶模和第二直道顶模； 所述第一直道顶模和第二直道顶模的凹面侧均设置有在转运时用于翻转翻折直道顶模的第二翻转油缸。

11、在上述方案的基础上，所述交叉口顶模包括第一交叉口顶模和第二交叉口顶模；所述第一交叉口顶模和第一直道顶模之间以及第二交叉口顶模与第二直道顶模之间均设置有转动组件。

12、在上述方案的基础上，所述侧模上设置有用于控制侧模与隧道侧壁之间的距离的第三翻转油缸。

13、在上述方案的基础上，所述支撑行走系统包括用于支撑模板系统的门架组件、用于调节台车高度的顶升系统和用于带动台车在铺设在隧道内的轨道行走的行走系统；

14、所述门架组件上设置有用于支撑模板系统的支撑横梁，所述第一直道顶模和第二直道顶模分别以铰接的方式与支撑横梁的两端连接；两个侧模与支撑横梁（的两端以铰接的方式连接。

15、本申请还提供一种用于包含十字交叉口隧道的施工方法，使用上述的衬砌台车组。

16、本申请的台车组可以使用四个台车的模板系统组装成一个完整的模板，以用于十字交叉口隧道的施工，也可以组成不同长度的适用于直线隧道或直线检修隧道的台车。有效的拓宽了台车的使用场景。十字交叉口的隧道施工处，可以实现一次浇灌混凝土，避免出现施工冷缝，增加防水性能，提高整体承压能力；同时节省了大量劳动力投入，提高施工效率，减少材料使用，降低施工成本。

17、本申请的台车组所使用实现顶模翻转回收、以及侧模的翻转回收的台车，在一处十字交叉口处施工完成后，可以将顶模和侧模分别进行翻转、回收，以增大台车与隧道壁之间的距离，从而实现将位于检修通道内的台车直接转运到隧道主线内的轨道上。

18、本申请的台车中在直道顶模中使用液压推动装置配合固定座和滑槽，可以在交叉口顶模翻转后完全隐藏在直道顶模的下部，以利于台车间的组合和转运。

技术特征：

1.包含十字交叉口的隧道施工用衬砌台车组，其特征在于，包括四个折叠式衬砌台车，所述折叠式衬砌台车包括用于与隧道间形成稳定注浆空间的模板系统（1）和用于承载并带动模板系统（1）在隧道内走行的支撑行走系统（2）；

2.根据权利要求1所述的包含十字交叉口的隧道施工用衬砌台车组，其特征在于，所述直道顶模（1-11）和交叉口顶模（1-12）以可拆卸的方式连接。

3.根据权利要求1或2所述的包含十字交叉口的隧道施工用衬砌台车组，其特征在于，所述直道顶模（1-11）和交叉口顶模（1-12）之间设置有用于交叉口顶模（1-12）绕直道顶模（1-11）的端部向下翻转且翻转后的交叉口顶模（1-12）的任一位置均不超出直道顶模1-11的边缘所在的竖直面的转动组件（1-13）。

4.根据权利要求3所述的包含十字交叉口的隧道施工用衬砌台车组，其特征在于，所述转动组件（1-13）包括设置于直道顶模（1-11）凹侧靠近端部的固定座（1-131）和固定于交叉口顶模（1-12）凹侧端部的固定板（1-132），所述固定板（1-132）的另一端与固定座（1-131）通过固定销（1-133）转动连接。

5.根据权利要求3所述的包含十字交叉口的隧道施工用衬砌台车组，其特征在于，所述直道顶模（1-11）的凹侧设置有用于固定座（1-131）滑动的滑槽（1-113）和用于推动固定座（1-131）在滑槽（1-113）内滑动的液压推动装置（1-114）。

6.根据权利要求4所述的包含十字交叉口的隧道施工用衬砌台车组，其特征在于，所述的直道顶模（1-11）包括第一直道顶模（1-111）和第二直道顶模（1-112）； 所述第一直道顶模（1-111）和第二直道顶模（1-112）的凹面侧均设置有用于翻转直道顶模（1-11）的第二翻转油缸（4）。

7.根据权利要求6所述的包含十字交叉口的隧道施工用衬砌台车组，其特征在于，所述交叉口顶模（1-12）包括第一交叉口顶模（1-121）和第二交叉口顶模（1-122）；所述第一交叉口顶模（1-121）和第一直道顶模（1-111）之间以及第二交叉口顶模（1-122）与第二直道顶模（1-112）之间均设置有转动组件（1-13）。

8.根据权利要求1所述的包含十字交叉口的隧道施工用衬砌台车组，其特征在于，所述侧模（1-2）上设置有用于控制侧模（1-2）与隧道侧壁之间的距离的第三翻转油缸（5）。

9.根据权利要求1所述的包含十字交叉口的隧道施工用衬砌台车组，其特征在于，所述支撑行走系统（2）包括用于支撑模板系统（1）的门架组件、用于调节台车高度的顶升系统和用于带动台车在铺设在隧道内的轨道行走的行走系统；

10.一种用于包含十字交叉口的隧道施工的方法，其特征在于，使用权利要求1-9任一项所述的衬砌台车组。

技术总结本发明涉及包含十字交叉口的隧道施工用衬砌台车组，包括四个折叠式衬砌台车，所述折叠式衬砌台车包括用于与隧道间形成稳定注浆空间的模板系统和用于承载并带动模板系统在隧道内走行的支撑行走系统；本申请的台车组可以使用四个台车的模板系统组装成一个完整的模板，以用于十字交叉口隧道的施工，也可以组成不同长度的适用于直线隧道或直线检修隧道的台车。有效的拓宽了台车的使用场景。十字交叉口的隧道施工处，可以实现一次浇灌混凝土，避免出现施工冷缝，增加防水性能，提高整体承压能力。技术研发人员：于建新,张馨,刘焕春,占海林,候金鹏,张浩,孟超,张湘平,刘思阳受保护的技术使用者：河南理工大学技术研发日：技术公布日：2024/12/12