隧道防水板安装台车结构及其施工方法与流程

1.本发明涉及建筑技术领域，具体涉及隧道防水板安装台车结构及其施工方法。


背景技术：

2.随着社会不断发展，生活中各类隧道越来越常见，但同时对隧道的质量和安全要求也越来越高。在隧道建设过程中，影响隧道施工质量和安全的一大因素就是防水工程。而隧道防水板是本领域常用的材料之一，隧道防水板是以高分子聚合物为根本原料制成的一种防渗材料，既能够避免液体渗漏，也能够预防气体挥发。因此广泛应用于各类隧道防水工程中。
3.目前传统的防水板铺设台车主要针对圆拱形隧道，设置的操作平台间隔普遍较大，要么需要较多人员同时操作，要么需要人员费时费力在操作平台间进行攀爬移动，且铺设时不能同时对防水板进行抚平固定。这样不仅降低了铺设质量和效率，还加重了作业人员的劳动强度以及安全风险。而当需要对圆拱直墙式隧道进行防水板安装时，铺设分为顶拱段和直墙段，不能像圆拱形隧道可以一铺到底，因此传统的防水板铺设台车并不适用。
4.因此，亟待一种铺设效率高、机械化程度高且安全可靠的隧道防水板安装台车结构及施工方法显得十分重要。


技术实现要素：

5.本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了隧道防水板安装台车结构及其施工方法。
6.为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：隧道防水板安装台车结构包括底部行走机构的台车本体、设于该台车本体左右两侧的直墙铺贴装置和升降操作平台、用于驱动直墙铺贴装置沿隧道的直墙上下运动的驱动件及设于该台车本体顶部的顶拱铺贴装置和阶梯式操作平台；通过所述升降操作平台将防水板抬升至所述台车本体的顶部；所述直墙铺贴装置包括与所述驱动件驱动连接的连接杆、与所述连接杆通过弹性伸缩轴连接的铺贴辊，通过所述铺贴辊紧贴直墙实现对防水板的铺贴；所述顶拱铺贴装置包括设于所述台车本体顶部的底座、与该底座活动连接的伸缩机械手臂及设于该伸缩机械手臂顶部的顶拱铺贴辊，通过所述伸缩机械手臂能够实现所述顶拱铺贴辊的上下运动和紧贴顶拱内壁滑动，从而实现对防水板的铺贴。
7.工作原理及有益效果：1、与现有技术相比，本技术将现有的圆拱直墙式隧道的结构分为直墙和顶部圆拱，因此通过直墙铺贴装置对直墙进行防水板铺贴，通过顶拱铺贴装置进行防水板铺贴，解决了现有技术无法解决的问题；
8.2、直墙铺贴装置通过驱动件驱动，顶拱铺贴装置通过伸缩机械手臂工作，因此无需人工进行铺贴，机械化程度高，大大降低了作业人员的工作强度，保证了人员安全作业，具有较好的社会效率，且显著提高了施工效率，缩短了施工周期；
9.3、与现有技术相比，本技术通过升降操作平台来方便将防水板抬升至台车顶部，
无需作业人员上下攀爬进行搬运，而且通过阶梯式操作平台可以方便作业人员操作，显著减少了作业人员数量，也降低了单个作业人员的工作强度，提高了作业效率。
10.进一步地，所述弹性伸缩轴包括与所述连接杆连接的外轴、设于该外轴内的伸缩腔、与该伸缩腔活动连接的内轴及设于所述伸缩腔内的强力弹簧，所述强力弹簧一端连接或抵接限位块，另一端与所述伸缩腔内壁连接或抵接，且所述限位孔远离所述强力弹簧的一端与所述内轴连接，通过该限位孔与所述内轴实现对所述内轴的行程限位，该内轴与铺贴辊活动连接。
11.此设置，利用强力弹簧的回弹力，能够保证铺贴辊始终能够在上升过程中紧贴直墙，从而保证了防水板的铺设质量。
12.进一步地，所述台车本体左右两侧分别设有一槽钢轨，该槽钢轨与所述台车本体之间设有多个连系杆，所述升降操作平台与所述槽钢轨滑动配合，能够实现升降操作平台沿所述槽钢轨高度方向来回移动，且所述直墙铺贴装置设于槽钢轨与直墙之间。
13.此设置，通过槽钢轨能够保证升降操作平台的正常运行，也能够对实现对直墙铺贴装置的限位，使其能够很好地紧贴在直墙上。
14.进一步地，每个所述槽钢轨上设有多个定滑轮，所述驱动件通过绳索与所述定滑轮配合实现对所述连接杆的升降操作。
15.此设置，通过驱动件拉伸或松开绳索，从而实现了对连接杆的升降操作，结构简单，操作方便，故障率低，因此驱动件的可选范围较大，可以是常见的卷扬机也可以是其他电机，又或者是常见的气缸或电缸等。
16.进一步地，所述台车本体包括多个底部设有行走机构的立柱，设于所述立柱顶部的横梁和顶纵梁、设于所述立柱与所述横梁之间的加强撑、设于所述立柱底部的底纵梁以及设于所述底纵梁和所述顶纵梁之间的竖向支撑和斜撑。
17.此设置，不仅能够方便台车本体的组装，而且通过加强撑、竖向支撑及斜撑等，能够显著提高台车本体的整体强度，从而保障了作业人员的人身安全，大大降低了施工风险。
18.进一步地，所述阶梯式操作平台前后两侧设有护栏，且该护栏底部连接有拱形支架，该拱形支架底部设有多个支撑杆，该支撑杆底部与所述横梁连接。
19.此设置，通过护栏可以很好地保护作业人员不会从台车本体前后两端摔下，同时能够对阶梯式操作平台本身进行结构强度加强，进一步保证了作业人员的人身安全。
20.进一步地，所述铺贴辊、弹性伸缩轴以及连接杆三者组成正三角形，且该弹性伸缩轴分别位于连接杆的两端，该连接杆两端分别设有一滚轮，该滚轮均与所述槽钢轨抵接。
21.此设置，能够显著提高直墙铺贴装置的结构强度，同时能够使得铺贴辊与直墙之间具有很强的作用力，大大提高了防水板的安装质量。
22.进一步地，所述驱动件为卷扬机。用卷筒缠绕钢丝绳或链条提升或牵引重物的轻小型起重设备，又称绞车。卷扬机可以垂直提升、水平或倾斜拽引重物。卷扬机分为手动卷扬机、电动卷扬机及液压卷扬机三种。本技术以电动卷扬机为主。可单独使用，也可作起重、筑路和矿井提升等机械中的组成部件，因操作简单、绕绳量大、移置方便而广泛应用，可方便地安装在本技术的台车本体上。
23.基于上述的隧道防水板安装台车的施工方法，包括以下步骤：
24.将防水板卷材运至台车本体下方，通过升降操作平台将部分防水板卷材运送至阶
梯式操作平台；
25.通过将防水板卷材安装在顶拱铺贴辊上，通过伸缩机械手臂驱动顶拱铺贴辊沿顶拱内壁滑动实现在顶拱处铺贴，同时通过将剩余部分的防水板卷材安装在直墙铺贴装置的铺贴辊上，通过驱动件驱动直墙铺贴装置上升实现从下往上在隧道的直墙处的铺贴；
26.防水板铺贴后通过升降操作平台和阶梯式操作平台进行防水板固定操作，其中相邻防水板之间的搭接长度不小于20cm。
27.重复以上步骤，完成防水板的铺设，最后进行防水板焊接以及检查。
28.通过上述步骤，利用本隧道防水板安装台车可以高效地对现有的圆拱直墙式隧道结构的防水板安装，施工过程中机械化程度高，降低作业人员的劳动强度，保障人员安全作业，因此具有较好的社会效益。
29.进一步地，相邻防水板之间通过膨胀螺丝和橡胶片连接，且相邻防水板之间的粘结剥离强度不小于12n/10mm。
30.此设置，能够保证防水板之间的连接紧密且防水性能好，同时可防止防水板脱落。
附图说明
31.图1是本发明隧道防水板安装台车结构的示意图；
32.图2是本发明隧道防水板安装台车结构的侧视图；
33.图3是本发明台车结构基本框架示意图；
34.图4是图3的俯视图；
35.图5是本发明阶梯式操作平台的布置示意图；
36.图6是本发明伸缩机械手臂的安装示意图；
37.图7是本发明直墙铺贴装置的示意图；
38.图8是图7的侧视图；
39.图9是本发明弹性伸缩轴的示意图；
40.图10是本发明施工方法的示意图。
41.图中，1、直墙；2、顶拱；3、顶拱铺贴辊；4、伸缩机械手臂；5、阶梯式操作平台；6、拱形支架；7、定滑轮；8、绳索；9、槽钢轨；10、横梁；11、底座；12、支撑杆；13、加强撑；14、立柱；15、连系杆；16、升降操作平台；17、行走机构；18、直墙铺贴装置；19、驱动件；20、顶纵梁；21、竖向支撑；22、斜撑；23、底纵梁；24、护栏；25、铺贴辊；26、弹性伸缩轴；27、滚轮；28、连接杆；29、内轴；30、外轴；31、强力弹簧；32、伸缩腔；33、限位块。
具体实施方式
42.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
43.本领域技术人员应理解的是，在本发明的披露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是
指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
44.现有的圆拱直墙式隧道结构，主要分为顶部顶拱2下方的直墙1。
45.实施例1
46.如图1
‑
2所示，本隧道防水板安装台车结构包括底部行走机构17的台车本体、设于该台车本体左右两侧的直墙铺贴装置18和升降操作平台16、用于驱动直墙铺贴装置18沿隧道的直墙上下运动的驱动件19及设于该台车本体顶部的顶拱铺贴装置和阶梯式操作平台5，其中台车本体包括多个底部设有行走机构17的立柱14，设于立柱14顶部的横梁10和顶纵梁20、设于立柱14与横梁10之间的加强撑13、设于立柱14底部的底纵梁23以及设于底纵梁23和顶纵梁20之间的竖向支撑21和斜撑22。
47.具体地，阶梯式操作平台5前后两侧设有护栏24，且该护栏24底部连接有拱形支架6，该拱形支架6底部设有多个支撑杆12，该支撑杆12底部与横梁10连接。通过护栏24可以很好地保护作业人员不会从台车本体前后两端摔下，同时能够对阶梯式操作平台5本身进行结构强度加强，进一步保证了作业人员的人身安全
48.具体地，通过升降操作平台16将防水板抬升至台车本体的顶部，其中升降操作平台16为市面上可采购到的电动式产品。
49.请参阅图7
‑
9，具体地，直墙铺贴装置18包括与驱动件19驱动连接的连接杆28、与连接杆28通过弹性伸缩轴26连接的铺贴辊25，通过铺贴辊25紧贴直墙实现对防水板的铺贴，弹性伸缩轴26包括与连接杆28连接的外轴30、设于该外轴30内的伸缩腔32、与该伸缩腔32活动连接的内轴29及设于伸缩腔32内的强力弹簧31，强力弹簧31一端连接或抵接限位块33，另一端与伸缩腔32内壁连接或抵接，且限位孔远离强力弹簧31的一端与内轴29连接，通过该限位孔与内轴29实现对内轴29的行程限位，该内轴29与铺贴辊25活动连接，铺贴辊25、弹性伸缩轴26以及连接杆28三者组成正三角形，且该弹性伸缩轴26分别位于连接杆28的两端，该连接杆28两端分别设有一滚轮27，该滚轮27均与槽钢轨9抵接，利用强力弹簧31的回弹力，能够保证铺贴辊25始终能够在上升过程中紧贴直墙，从而保证了防水板的铺设质量。
50.在本实施例中，台车本体左右两侧分别设有一槽钢轨9，该槽钢轨9与台车本体之间设有多个连系杆15，升降操作平台16与槽钢轨9滑动配合，能够实现升降操作平台16沿槽钢轨9高度方向来回移动，且直墙铺贴装置18设于槽钢轨9与直墙之间。通过槽钢轨9能够保证升降操作平台16的正常运行，也能够对实现对直墙铺贴装置18的限位，使其能够很好地紧贴在直墙上。
51.优选地，每个槽钢轨9上设有多个定滑轮7，驱动件19通过绳索8与定滑轮7配合实现对连接杆28的升降操作，通过驱动件19拉伸或松开绳索8，从而实现了对连接杆28的升降操作，结构简单，操作方便，故障率低，因此驱动件19的可选范围较大，可以是常见的卷扬机也可以是其他电机，又或者是常见的气缸或电缸等，而在本实施例中，驱动件19选用电动式卷扬机，可单独使用，也可作起重、筑路和矿井提升等机械中的组成部件，因操作简单、绕绳量大、移置方便而广泛应用，可方便地安装在本技术的台车本体上。
52.具体地，顶拱铺贴装置包括设于台车本体顶部的底座11、与该底座11活动连接的伸缩机械手臂4及设于该伸缩机械手臂4顶部的顶拱铺贴辊3，通过伸缩机械手臂4能够实现顶拱铺贴辊3的上下运动和紧贴顶拱2内壁滑动，从而实现对防水板的铺贴。
53.以下为本隧道防水板安装台车结构的组装步骤：
54.步骤一、在本实施例中，本隧道防水板安装台车结构的主体尺寸充分考虑本台车结构的高度，采用型钢作为主要材料，包括包括拱形支架6、槽钢轨9、横梁10、支撑杆12、加强撑13、立柱14、连系杆15、顶纵梁20、竖向支撑21、斜撑22、底纵梁23等，如图3
‑
4所示，在立柱14顶部焊接多道顶纵梁20和横梁10，立柱14下部焊接底纵梁23，立柱14和横梁10之间焊接安装加强撑13，在顶纵梁20和底纵梁23间焊接安装竖向支撑21和斜撑22，并在立柱14顶部安装行走机构17，形成台车结构基本框架，其中行走机构17为常见的滑轮组。
55.步骤二、请参阅图5，在前后两道横梁10端部内侧焊接槽钢轨9，并在槽钢轨9和立柱14间焊接安装多道连系杆15进行固定，接着在两外侧顶纵梁20上焊接安装拱形支架6，在内侧顶纵梁20和拱形支架6间焊接安装支撑杆12进行稳定加固，然后将根据要求采购来的电动式升降操作平台16安装到台车结构两侧的槽钢轨9和立柱14之间，将阶梯式操作平台5焊接安装到拱形支架6上。
56.步骤三、请参阅图6，在前后两道横梁10中部栓接安装底座11，将符合施工要求的伸缩机械手臂4(例如：xyz
‑
88型)安装到底座11上，并连接到控制系统，然后在伸缩机械手臂4端部栓接安装顶拱铺贴辊3。
57.步骤四、请再次参阅图1和图2，在槽钢轨9顶部两侧分别焊接安装定滑轮7，将卷扬机固定安装在最低处连系杆15上，再将组装好的直墙铺贴装置18安装到槽钢轨9上，并通过绳索8绕过定滑轮7后与卷扬机连接，从而完成隧道防水板安装台车结构的拼装。
58.实施例2
59.请参阅图10，基于上述的隧道防水板安装台车的施工方法，包括以下步骤：
60.s100、将防水板卷材运至台车本体下方，通过升降操作平台16将部分防水板卷材运送至阶梯式操作平台5；
61.s200、通过将防水板卷材安装在顶拱铺贴辊3上，通过伸缩机械手臂4驱动顶拱铺贴辊3沿顶拱2内壁滑动实现在顶拱2处铺贴，同时通过将剩余部分的防水板卷材安装在直墙铺贴装置18的铺贴辊25上，通过驱动件19驱动直墙铺贴装置18上升实现从下往上在隧道的直墙1处的铺贴；
62.s300、防水板铺贴后通过升降操作平台16和阶梯式操作平台5进行防水板固定操作，其中相邻防水板之间的搭接长度不小于20cm。搭接缝应粘结牢固，密封严密并不得有皱折、翘边和鼓泡等现象。
63.s400、重复以上步骤，完成防水板的铺设，最后进行防水板焊接以及检查。
64.通过上述步骤，利用本隧道防水板安装台车可以高效地对现有的圆拱直墙1式隧道结构的防水板安装，施工过程中机械化程度高，降低作业人员的劳动强度，保障人员安全作业，因此具有较好的社会效益。
65.具体地，相邻防水板之间通过膨胀螺丝和橡胶片连接，或其他保护以确保防水板不被刺破，且相邻防水板之间的粘结剥离强度不小于12n/10mm。
66.与现有技术相比，本技术将现有的圆拱直墙1式隧道的结构分为直墙1和顶部圆拱(顶拱2)，因此通过直墙铺贴装置18对直墙1进行防水板铺贴，通过顶拱铺贴装置进行防水板铺贴，解决了现有技术无法解决的问题，直墙铺贴装置18通过驱动件19驱动，顶拱铺贴装置通过伸缩机械手臂4工作，因此无需人工进行铺贴，机械化程度高，大大降低了作业人员
的工作强度，保证了人员安全作业，具有较好的社会效率，且显著提高了施工效率，缩短了施工周期，本技术通过升降操作平台16来方便将防水板抬升至台车顶部，无需作业人员上下攀爬进行搬运，而且通过阶梯式操作平台5可以方便作业人员操作，显著减少了作业人员数量，也降低了单个作业人员的工作强度，提高了作业效率。
67.本发明未详述部分为现有技术，故本发明未对其进行详述。
68.可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
69.尽管本文较多地使用了直墙1、顶拱2、顶拱铺贴辊3、伸缩机械手臂4、阶梯式操作平台5、拱形支架6、定滑轮7、绳索8、槽钢轨9、横梁10、底座11、支撑杆12、加强撑13、立柱14、连系杆15、升降操作平台16、行走机构17、直墙铺贴装置18、驱动件19、顶纵梁20、竖向支撑21、斜撑22、底纵梁23、护栏24、铺贴辊25、弹性伸缩轴26、滚轮27、连接杆28、内轴29、外轴30、强力弹簧31、伸缩腔32、限位块33等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
70.本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本技术相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。