[發(fā)明專利]一種隧道仰拱快速拆換成套裝備及施工方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010364143.6
• 申請(qǐng)日: 2020-04-30
• 公開（公告）號(hào): CN111535858A
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王道良;廖峻;余順;劉秋桌;王璐石;王昆;鄭熙熙;吳文平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司
• 主分類號(hào): E21F17/00
• 分類號(hào): E21F17/00;E21D9/12;E02F3/28
• 代理公司: 北京同恒源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 楊柳岸

本發(fā)明的一種隧道仰拱快速拆換成套裝備及施工方法，屬于隧道工程技術(shù)領(lǐng)域，該成套裝備包括在隧道兩側(cè)邊墻打入的鎖角錨桿、在鎖角錨桿端部焊接的角鋼、在角鋼上安裝的導(dǎo)軌、在導(dǎo)軌上設(shè)置的工作臺(tái)以及在工作臺(tái)上設(shè)置的動(dòng)力源和操控系統(tǒng)，工作臺(tái)由桁架、豎弦桿、橫梁組成，橫梁設(shè)置為并列的兩根，并通過豎弦桿與桁架固定連接，且與導(dǎo)軌滑動(dòng)連接；操控系統(tǒng)由操作室、機(jī)械臂和施工機(jī)具組成，施工機(jī)具通過機(jī)械臂與操作室連接，操作室與動(dòng)力源連接。本發(fā)明解決了當(dāng)前仰拱拆換仰拱工序繁雜、效率低下、施工質(zhì)量難以保證、施工周期長等問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于隧道工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種隧道仰拱快速拆換成套裝備及施工方法。

背景技術(shù)

當(dāng)前我國已經(jīng)是世界上隧道和地下工程最多、最復(fù)雜、發(fā)展最快的國家，同時(shí)，隧道病害問題也越來越突出。大量的隧道病害處治工程實(shí)例表明，當(dāng)隧道出現(xiàn)較嚴(yán)重的路面開裂變形或拱墻出現(xiàn)整體大幅沉降時(shí)，只有采用拆換仰拱才可徹底解決路面及仰拱病害問題。而仰拱拆換主要施工工序包括：既有設(shè)施及管線保護(hù)或遷改→鎖腳錨管鉆孔、注漿→路面結(jié)構(gòu)層破除→仰拱填充及仰拱破除→出渣→仰拱二襯鋼筋綁扎→立模澆筑仰拱→澆筑仰拱填充→排水系統(tǒng)恢復(fù)→路面恢復(fù)→洞內(nèi)機(jī)電設(shè)施恢復(fù)等。其中，路面結(jié)構(gòu)層、仰拱填充及仰拱破除、仰拱二襯鋼筋綁扎及立模澆筑仰拱幾項(xiàng)工序約占據(jù)60％時(shí)間，是施工周期的關(guān)鍵控制工序。同時(shí)，現(xiàn)有的仰拱拆換技術(shù)還存在有工序繁雜、效率低下、施工質(zhì)量難以保證、施工周期長、社會(huì)影響大等特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種隧道仰拱快速拆換成套裝備及施工方法，以有效解決當(dāng)前仰拱拆換中最為耗時(shí)，或質(zhì)量最難保證的路面結(jié)構(gòu)層、仰拱填充及仰拱破除、仰拱二襯鋼筋綁扎及立模澆筑仰拱等幾項(xiàng)最為關(guān)鍵的施工工序。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種隧道仰拱快速拆換成套裝備，包括在隧道兩側(cè)邊墻打入的鎖角錨桿、在鎖角錨桿端部焊接的角鋼、在角鋼上安裝的導(dǎo)軌、在導(dǎo)軌上設(shè)置的工作臺(tái)以及在工作臺(tái)上設(shè)置的動(dòng)力源和操控系統(tǒng)，所述工作臺(tái)由桁架、豎弦桿、橫梁組成，橫梁設(shè)置為并列的兩根，并通過豎弦桿與桁架固定連接，且與導(dǎo)軌滑動(dòng)連接；所述操控系統(tǒng)由操作室、機(jī)械臂和施工機(jī)具組成，施工機(jī)具通過機(jī)械臂與操作室連接，操作室與動(dòng)力源連接。

進(jìn)一步，所述角鋼為不等邊結(jié)構(gòu)，其長邊與鎖角錨桿連接。

進(jìn)一步，所述動(dòng)力源為柴油發(fā)電機(jī)。

進(jìn)一步，所述操作室能在平面內(nèi)呈360°旋轉(zhuǎn)。

進(jìn)一步，所述機(jī)械臂為多節(jié)機(jī)械臂，其節(jié)數(shù)為3～4節(jié)，每節(jié)之間通過關(guān)節(jié)相連，相鄰兩節(jié)能在平面內(nèi)呈0°～180°內(nèi)收攏或舒展。

進(jìn)一步，所述施工機(jī)具設(shè)置為切割機(jī)、破碎錘、挖斗或吊鉤中的一種。

進(jìn)一步，所述工作臺(tái)在沿導(dǎo)軌延伸方向設(shè)置為多個(gè)，所述操控系統(tǒng)在沿橫梁長度方向設(shè)置為多個(gè)。

進(jìn)一步，多個(gè)工作臺(tái)上的操控系統(tǒng)的施工機(jī)具相同或不相同。

本發(fā)明還提供一種隧道仰拱快速拆換的施工方法，采用上述的隧道仰拱快速拆換成套裝備，所述施工方法包括：將至少四組工作臺(tái)布置于導(dǎo)軌上，并沿隧道仰拱施工方向?qū)⑺龅闹辽偎慕M工作臺(tái)上的操作系統(tǒng)的施工機(jī)具依次設(shè)置為切割機(jī)、破碎錘、挖斗、吊鉤。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1、通過將仰拱拆換的各個(gè)施工步驟分別集成在不同工作臺(tái)和操控系統(tǒng)，并且每組工作臺(tái)和操控系統(tǒng)都可以自由移動(dòng)，所有施工都在左右側(cè)導(dǎo)軌上完成，并互不影響，施工組織非常簡單，大大提高了施工效率。

2、機(jī)械臂末端可連接不同的施工機(jī)具，以實(shí)現(xiàn)不同的施工功能。這樣，拆換、維護(hù)都非常方便。

3、通過極少數(shù)施工人員在操作室內(nèi)控制機(jī)械臂完成各種施工活動(dòng)，大大減少人員投入，大大提高了仰拱拆換的機(jī)械化水平。