隧道开挖支护台车及其施工方法、操作方法与流程

1.本发明属于隧道施工技术领域，特别是涉及一种隧道开挖支护台车及其施工方法、操作方法。


背景技术：

2.我国山地丘陵面积广阔，在进行道路建设时，会涉及到很多隧道工程的施工。当然，在隧道施工中，隧道开挖支护施工是其中一个重要的组成环节，是确保隧道施工安全的有力保障。土方开挖后，土层应力释放，容易变形和坍塌，需要及时的施工初期支护来支撑，同时保证施工安全，提供作业空间。初支一般有钢筋网片
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钢拱架、钢筋网片，锚杆
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钢拱架，架立后及时固定并喷射混凝土。具体来讲，若是岩层，自稳性好，则可使用柔性的初支，能使初支与围岩共同变形；若是四级围岩以上，软弱易塌，一般采用刚性拱架，并在开挖土方前采用超前小导管注浆等方式进行预加固。初支完成并等变形稳定后，可施做二次衬砌。
3.传统隧道开挖支护普遍采用门洞式台车进行施工，但是这些台车结构普遍比较复杂，制作成本高，操作繁琐，而且隧道行车高度受门洞式台车限制，影响施工进度。
4.因此，目前亟需寻求一种结构合理，操作简单，不限制隧道行车高度的隧道开挖支护台车的施工方法结构显得十分重要。


技术实现要素：

5.基于此，本技术提供一种隧道开挖支护台车及其施工方法、操作方法，用以解决相关技术中采用门洞式台车进行施工存在的台车结构复杂、施工操作繁琐以及隧道行车高度受门洞式台车限制从而影响车辆通行的问题，采用的隧道开挖支护台车的施工方法施工效率高，结构稳固，能快速对施工段进行施工且施工过程不会造成通车限制。
6.第一方面，本技术实施例提供隧道开挖支护台车的施工方法，包括以下施工步骤：轨道安装：安装多根底横梁，在每根底横梁的顶面安装轨道，在相邻两根底横梁之间栓接联系梁；施工平台安装：在底板的底部安装夹轨器，将底板固定在轨道上，在底板的顶面设置液压伸缩柱，在液压伸缩柱顶端安装施工平台，施工平台通过轨道沿底横梁的长度方向移动；分离式升降栈桥安装：在联系梁的两端各布置一台分离式升降栈桥，每台分离式升降栈桥包括引桥、固定主桥、升降主桥，固定主桥两端通过铰接结构分别连接引桥和升降主桥，在固定主桥的底面设置行走轮，行走轮与引桥之间通过液压升降系统连接，液压升降系统用于控制引桥的升降从而使分离式升降栈桥在施工模式和行车模式下转换：当分离式升降栈桥处于施工模式下，引桥被抬升且行走轮着地，分离式升降栈桥通过行走轮在隧道地面上移动；当分离式升降栈桥处于行车模式下，引桥被下放至隧道地面且行走轮抬起，两台分离式升降栈桥拼接成梯形固定在隧道地面上。
7.在一种可能的实现方式中，在施工平台安装步骤中，至少设置两个施工平台，每个施工平台由多个液压伸缩柱进行支撑，每个液压伸缩柱与底板通过斜撑加固。
8.在一种可能的实现方式中，在轨道安装步骤中，在联系梁的顶面预设定位槽，在升
降主桥的近地面处设置定位支撑柱，当分离式升降栈桥处于行车模式下，升降主桥下放直至定位支撑柱被限位在定位槽中。
9.在一种可能的实现方式中，在施工平台安装步骤中，在固定主桥的底面设置固定支撑，固定支撑通过液压升降系统抬升或下放，当固定支撑被抬升时行走轮着地，当固定支撑被下放时行走轮抬起。
10.在一种可能的实现方式中，在施工平台安装步骤中，在底横梁的底面安装行走系统，行走系统带动底横梁以及底横梁上设置的液压伸缩柱、施工平台在隧道地面上移动。
11.在一种可能的实现方式中，在定位支撑被限位在定位槽里的情况下，行走系统被分离式升降栈桥固定在隧道地面上。
12.在一种可能的实现方式中，固定主桥的两端的底端各设有一组行走轮组，每组行走轮组至少包括一个行走轮，每个行走轮都与液压升降系统连接，液压升降系统还用于控制升降主桥的抬升。
13.第二方面，本技术实施例提供了一种隧道开挖支护台车的操作方法，包括以下步骤：施工平台操作：安装多根底横梁，在底横梁的底面安装行走系统，在底横梁的上部设置液压伸缩柱，在液压伸缩柱顶端安装施工平台，施工平台在行走系统的带动下移动至施工段，通过液压伸缩柱控制施工平台的高度，在每根底横梁的顶面安装轨道，在底板的底部安装夹轨器，将底板固定在轨道上，控制夹轨器在轨道内移动从而带动相邻施工平台的间距；分离式升降栈桥操作：在联系梁的两端各布置一台分离式升降栈桥，每台分离式升降栈桥包括引桥、固定主桥、升降主桥，固定主桥两端通过铰接结构分别连接引桥和升降主桥，在固定主桥的底面设置行走轮，行走轮与引桥、行走轮与升降主桥之间分别通过液压升降系统连接，液压升降系统用于控制引桥、升降主桥的升降；当施工段有车辆通过时，将两台分离式升降栈桥分别移动至联系梁两端，通过液压升降系统使引桥被下放至隧道地面且行走轮抬起，每两台分离式升降栈桥拼合成梯形结构固定在隧道地面上，当需要移动施工平台对隧道进行施工时，通过液压升降系统使引桥、升降主桥被抬升且行走轮着地，移动施工平台至施工点对隧道进行施工。
14.在一种可能的实现方式中，在联系梁的顶面预设有定位槽，在升降主桥的近地面处设置有定位支撑柱，在分离式升降栈桥操作步骤中，通过液压升降系统使引桥被下放至隧道地面且行走轮抬起，定位支撑柱被限位在定位槽中，通过液压升降系统使引桥、升降主桥被抬升且行走轮着地，定位支撑柱从定位槽中脱离。
15.第三方面，本技术实施例提供了一种隧道开挖支护台车，包括施工平台以及分离式升降栈桥，所述施工平台以及分离式栈桥根据权利要求1至7任一项所述的隧道开挖支护台车的施工方法施工得到。
16.相较现有技术，本技术实施例具有以下的特点和有益效果：
17.1、本技术实施例将传统的门洞式台车结构替代成由可分离式升降栈桥以及台车组件可拆卸拼接而成的支护台车结构。在行车模式下，每两台分离式升降栈桥与台车组件拼合且两台分离式升降栈桥呈梯形结构固定在地面上，车辆由梯形结构的斜坡驶入。在结构上不仅能适应隧道复杂的施工环境，还能满足隧道行车要求。
18.2、本技术实施例设置的分离式升降栈桥灵活机动，能在两种模式下切换，不会限制行车高度，因此在隧道施工中更为适用。
19.3、本技术实施例设置的台车主体结构简单且拆装方便，在隧道中可以随意调整施工位置，提高了施工效率，技术优势明显。
附图说明
20.图1是隧道开挖支护台车的施工方法结构的断面结构示意图；
21.图2是隧道开挖支护台车的施工方法结构的布置示意图；
22.图3是底横梁和联系梁的布置图；
23.图4是施工平台的布置图；
24.图5是图4的俯视图；
25.图6是图4的侧视图；
26.图7是分离式升降栈桥移动状态下的示意图；
27.图8是分离式升降栈桥固定状态下的示意图。
28.其中：1、隧道轮廓线；2、施工平台；3、斜撑；4、液压伸缩柱；5、底板；6、轨道；7、行走系统；8、夹轨器；9、底横梁；10、联系梁；11、定位槽；12、分离式升降栈桥；13、引桥；14、铰接结构；15、固定主桥；16、升降主桥；17、液压升降系统；18、行走轮；19、固定支撑；20、定位支撑柱；21、隧道地面。
具体实施方式
29.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。需要说明的是，当组件被认为是“装设于”另一个组件，它可以直接装设在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。
30.实施例一
31.本技术实施例提供了一种隧道开挖支护台车的施工方法，包括轨道6安装步骤以及施工平台2安装步骤，具体地，所述步骤包括：
32.轨道6安装：安装多根底横梁9，在每根底横梁9的顶面安装轨道6，在相邻两根底横梁9之间栓接联系梁10；
33.施工平台2安装：在底板5的底部安装夹轨器8，将底板5固定在轨道6上，在底板5的顶面设置液压伸缩柱4，在液压伸缩柱4顶端安装施工平台2，施工平台2通过轨道6沿底横梁9的长度方向移动；
34.分离式升降栈桥12安装：在联系梁10的两端各布置一台分离式升降栈桥12，每台分离式升降栈桥12包括引桥13、固定主桥15、升降主桥16，固定主桥15两端通过铰接结构14分别连接引桥13和升降主桥16，在固定主桥15的底面设置行走轮18，行走轮18与引桥13之间通过液压升降系统17连接，液压升降系统17用于控制引桥13的升降从而使分离式升降栈桥12在施工模式和行车模式下转换：当分离式升降栈桥12处于施工模式下，引桥13被抬升且行走轮18着地，分离式升降栈桥12通过行走轮18在隧道地面21上移动；当分离式升降栈桥12处于行车模式下，引桥13被下放至隧道地面21且行走轮18抬起，两台分离式升降栈桥
12拼接成梯形固定在隧道地面21上。
35.图1是隧道开挖支护台车的施工方法结构的断面结构示意图，如图1所示，当施工段隧道有车辆需要通过时，处于移动状态的分离式升降栈桥12两两拼接，形成一梯形结构并固定在隧道地面21上，分离式升降栈桥12的引桥13构成一个让隧道内车辆驶过的斜坡，分离式升降栈桥12的固定主桥15以及升降主桥16构成一个让隧道内车辆驶过的水平面。
36.本技术实施例与现有技术的区别在于，将传统的门洞式台车结构替代成由可分离式升降栈桥12以及台车组件可拆卸拼接而成的支护台车结构。在行车模式下，每两台分离式升降栈桥12与台车组件拼合且两台分离式升降栈桥12呈梯形结构固定在地面上，车辆由梯形结构的斜坡驶入，与传统的通车方式不同的是，在该分离式升降栈桥12的拼装结构下，车辆从梯形结构的上方驶入，即，不需要考虑车高能否穿过门洞，通过该结构隧道行车高度不再受门洞式台车限制。当分离式升降栈桥12的高度足够低时，正常能从隧道经过的车辆也都能从施工隧道中的分离式升降栈桥12上通过，不会造成通车限制。在施工模式下。每台分离式升降栈桥12与台车组件可拆卸，拆卸后的分离式栈桥与台车组件能够移动，通过在台车组件上对隧道的施工段进行施工，拆卸后的分离式栈桥不会影响到台车组件的移动，且拆卸、组装的结构很方便施工段搭建，搭建好的支护台车结构能快速地在施工和通车模式进行切换，从而满足施工和通车的需要。
37.图2是隧道开挖支护台车的施工方法结构的布置示意图，如图2所示，在施工平台2安装步骤中设置了两个施工平台2，用以同时对隧道内的两侧施工段进行施工，每个施工平台2可以通过多个液压伸缩柱4支撑，每个液压伸缩柱4都在一条轨道6上移动，通过多个液压伸缩柱4能够分摊受力，使得施工平台2的安装结构更为稳固。
38.图5是施工平台2布置的俯视图，如图5所示，两个施工平台2可以通过在轨道6上移动实现相互靠近或者相互远离，通过调整间距从而定位到更便于施工操作的位置。
39.需要说明的是，在本技术实施例提供的每两台分离式升降栈桥12与台车组件既可以只是拼合在一起形成支护台车结构，当分离式升降栈桥12与台车组件相对移动时，二者可以拼合在一起，当分离式升降栈桥12与台车组件相向移动时，二者分离；也可以通过设置一可拆卸结构实现手动或自动将二者拼合固定以及拆分。本技术对分离式升降栈桥12与台车组件的拼接方式不做限制，任何能够实现使分离式升降栈桥12与台车组件在拼合与拆分状态切换的方式都属于本技术的保护范围。当然，作为优选地，本技术实施例提供了一种通过插接结构实现二者拼接或分离的实施方法，具体地，图3是底横梁9和联系梁1010的布置图，如图3所示，在联系梁10的顶面预设定位槽11，在升降主桥16的近地面处设置定位支撑柱20，当分离式升降栈桥12处于行车模式下，升降主桥16下放直至定位支撑柱20被限位在定位槽11中。在本实施例中，升降主桥16可以通过液压升降系统17实现自动地升降，当分离式升降栈桥12处于施工模式下，也就是分离式升降栈桥12与台车组件二者分离，台车组件移动至施工段进行施工的情况下，升降主桥16被液压升降系统17控制从而抬升至与定位槽11分离，以实现分离式升降栈桥12与台车组件的拆分。
40.如图1所示，在固定主桥15的底面设置固定支撑19，固定支撑19通过液压升降系统17抬升或下放，当固定支撑19被抬升时行走轮18着地，当固定支撑19被下放时行走轮18抬起。固定支撑19与行走轮18的方位结构可参考图7至图8，在图7中，行走轮18着地而固定支撑19悬空，因此整台分离式升降栈桥12能够在行走轮18的带动下移动，在图8中，固定支撑
19着地而行走轮18悬空，因此整台分离式升降栈桥12能够固定在隧道地面21上，同时引桥13下放，形成一斜坡，使得分离式升降栈桥12在稳固于隧道地面21的情况下能够让车辆驶过。
41.再次参阅图1，在施工平台2安装步骤中，在底横梁9的底面安装行走系统7，行走系统7带动底横梁9以及底横梁9上设置的液压伸缩柱4、施工平台2在隧道地面21上移动。行走系统7的结构可以参考图4以及图6，从图4中可以看出，在隧道轮廓线1内行走系统7用于移动台车组件整体结构，例如，当台车组件需对不同的施工段进行施工时，通过行走系统7带动台车组件整体移动至指定施工段，而底横梁9上设置的轨道6以及夹轨器8结构被用于控制单个施工平台2的移动。也就是说，在本技术中通过系统系统以及轨道6相配合的方式实现施工平台2的粗调以及微调：在施工时，不仅可以将台车组件移动至指定段，还通过调整两个施工平台2间的距离实现精确地定位，从而更好的对隧道内施工段进行施工。从图6可以看出，一个施工平台2下设置了多个液压伸缩柱4，每个行走系统7控制一个底横梁9进而带动一个液压伸缩柱4移动，即每个施工平台2由多个行走系统7进行带动，从而更平稳地在隧道地面21上移动。
42.在其中一个实施例中，在定位支撑被限位在定位槽11里的情况下，行走系统7被分离式升降栈桥12固定在隧道地面21上。
43.再次参考阅图1，当定位支撑插接在定位槽11中，分离式升降栈桥12与施工平台2整体固定在隧道地面21，因此行走系统7也被固定在隧道地面21上而不会发生移动。
44.在其中一个实施例中，固定主桥15的两端的底端各设有一组行走轮18组，每组行走轮18组至少包括一个行走轮18，每个行走轮18都与液压升降系统17连接。图1示例性地给出了4组行走轮18组，每组行走轮18组可以包括多个行走轮18，每个行走都连接液压升降系统17，液压升降系统17用于控制引桥13或者升降主桥16或者固定支撑19的抬升以及下降。
45.实施例二
46.本技术提供了一种隧道开挖支护台车的施工方法的操作方法，其中隧道开挖支护台车的施工方法如实施例一所述，再此不做累赘说明，本实施例提供的操作方法包括以下步骤：
47.施工平台2操作：通过行走系统7带动施工平台2移动至施工段，并通过液压伸缩柱4控制施工平台2的高度，控制夹轨器8在轨道6内移动从而带动相邻施工平台2的间距；
48.分离式升降栈桥12操作：当施工段有车辆通过时，将两台分离式升降栈桥12分别移动至联系梁10两端，通过液压升降系统17使引桥13被下放至隧道地面21且行走轮18抬起，每两台分离式升降栈桥12拼合成梯形结构固定在隧道地面21上，当需要移动施工平台2对隧道进行施工时，通过液压升降系统17使引桥13、升降主桥16被抬升且行走轮18着地，移动施工平台2至施工点对隧道进行施工。
49.需要说明的是，图1仅示出了两台分离式升降栈桥12拼合形成的结构，在具体操作过程中，可以通过多台分离式升降栈桥12拼接成通车结构，在本实施例中所举例的“梯形结构”仅仅是两台分离式升降栈桥12可拼合成的诸多结构的其中一种，并且引桥13构成一个让隧道内车辆驶过的斜坡也是对便于让隧道内车辆驶过的结构提出的一种示例性的说明，在其他实施例中分离式升降栈桥12拼合形成的结构还可以是“一字结构”、“拱形结构”等通车结构等。
50.在其中一个实施例中，支护台车可以通过定位支撑柱20、定位槽11的配合结构实现拆分或拼合，具体地，在分离式升降栈桥12操作步骤中，参考图8，通过液压升降系统17使引桥13被下放至隧道地面21且行走轮18抬起，定位支撑柱20被限位在定位槽11中；参考图7通过液压升降系统17使引桥13、升降主桥16被抬升且行走轮18着地，定位支撑柱20从定位槽11中脱离。
51.实施例三
52.本技术实施例提供了一种隧道开挖支护台车的施工方法，包括施工平台2以及分离式升降栈桥12，所述施工平台2以及分离式栈桥可以根据实施例一所述的隧道开挖支护台车的施工方法施工得到，通过实施例二提供的操作方法对本实施例提供的隧道开挖支护台车的施工方法进行操作能够实现在施工段进行隧道支护施工时满足隧道行车要求，且不限制行车高度。
53.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。