一种全圆隧道衬砌系统.pdf

一种全圆隧道衬砌系统，它包括牵引系统、内部模架、液压系统、顶模、底模、边模，所述液压系统包括边模油缸、顶模油缸、支撑油缸；内部模架包括底纵梁、底横梁、模架竖梁、模架横梁；底模上部设有底纵梁，底纵梁上设有底横梁，底横梁上设有模架竖梁，模架竖梁上端之间设有模架横梁，模架横梁两端上面设有顶模油缸，底模两端铰接有边模，底纵梁与模架横梁上设有滑轮，滑轮之间设有支撑架，支撑架纵向两端设有支撑油缸，边模与模架竖梁之间铰接有边模油缸；支撑架纵向两端上部设有牵引系统。该衬砌系统为全液压脱模、立模、自动行走，采用一体成型装置，实现全圆隧道内壁的整体施工，提高了工程质量，加快了工程进度，节省人力物力。

1.  一种全圆隧道衬砌系统，它包括牵引系统（16）、液压系统、内部模架、整圆模板、支撑架（5），其特征在于，所述液压系统包括边模油缸（10）、顶模油缸（13）、支撑油缸（17）；所述整圆模板包括顶模（14）、底模（2）、边模（7）；所述内部模架包括底纵梁（1）、底横梁（3）、模架竖梁（6）、模架横梁（12）；所述底模（2）两末端铰接有边模（7）；所述底模（2）上部纵向架设有两条底纵梁（1）；所述底纵梁（1）上架设有底横梁（3）；所述底横梁（3）上垂直架设有两条模架竖梁（6）；所述模架竖梁（6）上部末端之间架设有模架横梁（12）；所述边模（7）与模架竖梁（6）之间铰接有边模油缸（10）；所述模架横梁（12）上部两末端垂直设置有顶模油缸（13）；所述顶模油缸（13）上端设置有顶模（14）；所述底纵梁（1）上部设置有底滑轮（4）；所述模架横梁（12）下部横向设置有两个上滑轮（9）；所述上滑轮（9）与底滑轮（4）之间设置有支撑架（5）；所述支撑架（5）末端四角各设置有一个支撑油缸（17）；所述支撑油缸（17）与支撑架（5）之间铰接有加强丝杆（18）；所述支撑架（5）上下两面设置有两行导轨；所述支撑架（5）纵向末端上部其一端设置有牵引系统（16），另一端设置有从动轮（23）；所述支撑架（5）两末端上部垂直设置有支撑螺杆（15）。

2.  根据权利要求1所述的一种全圆隧道衬砌系统，其特征在于，所述牵引系统（16）上设置有主动轮（1601），其与从动轮（23）之间设置有牵引带（22）；所述牵引带（22）末端分别连接在内部模架纵向两末端。

3.  根据权利要求1所述的一种全圆隧道衬砌系统，其特征在于，所述内部模架有多个平行拼接时，上滑轮（9）不少于四个，底滑轮（4）不少于四个，顶模油缸（13）不少于四个；所述顶模（14）与模架横梁（12）之间没有安装顶模油缸（13）的位置设置有顶模丝杆（19）。

4.  根据权利要求1所述的一种全圆隧道衬砌系统，其特征在于，所述模架横梁（12）两末端与边模（7）之间铰接有边模丝杆一（11）；所述模架竖梁（6）与边模（7）之间水平铰接有边模丝杆二（8）；所述边模丝杆一（11）与边模油缸（10）铰接在边模（7）同一位置；所述边模油缸（10）与边模丝杆二（8）铰接在模架竖梁（6）同一位置。

5.  根据权利要求1所述的一种全圆隧道衬砌系统，其特征在于，所述支撑架（5）为空心长方体形状，其两末端均垂直设置有三排铰接口；所述支撑架（5）之间可前后铰接相连；所述支撑架（5）两侧边开设有若干圆形工作窗口，且上下两面与两侧边相交处设置有导轨。

6.  根据权利要求1所述的一种全圆隧道衬砌系统，其特征在于，所述底模（2）纵向设置有两排底模工作窗口（21）；所述底模工作窗口（21）纵向错位排列；所述边模（7）纵向设置有单排边模工作窗口（20）；所述边模工作窗口（20）纵向间隔排列。

7.  根据权利要求1所述的一种全圆隧道衬砌系统，其特征在于，所述上滑轮（9）与底滑轮（4）轮面中间部分的圆周向内凹陷成槽；所述上滑轮（9）与底滑轮（4）成上下对称状分布在内部模架上。

8.  根据权利要求1所述的一种全圆隧道衬砌系统，其特征在于，所述支撑螺杆（15）上端为尖圆锥状，下端横向铰接在支撑架（5）上。

一种全圆隧道衬砌系统
技术领域
本发明涉及隧道衬砌机械领域，具体为一种全圆隧道衬砌系统。
背景技术
圆形横截面的隧道因其承载性能好而得到广泛应用,在城市地铁、铁路、公路、市政工程、石油天然气以及水电等行业大多采用圆形横截面的地下隧道。而隧道的建设需要用衬砌的方法来施工，衬砌指的是为防止围岩变形或坍塌，沿隧道洞身周边用钢筋混凝土等材料修建的永久性支护结构。传统的全圆隧道衬砌台车需要对全圆隧道做两次施工才能完成，一般是先完成的3/4圆弧衬砌，再完成剩下的1/4圆弧的衬砌，而且每次都要借助推车或拖车将衬砌模架移动到下一个施工点，由于推车或拖车移动的不精准性导致要反复移动来调节位置，如此不仅造成工程进度缓慢，而且造成工程质量下降，浪费了大量人力物力资源。
通过专利检索，存在以下已知的现有技术方案：
专利1：
申请号：201110397754. 1，申请日：2011.12.05，授权公告日：201,2.06.27，本发明公布了一种铺设内弧面仰拱预制块隧道、洞TBM同步衬砌台车，台架分为上部台架和下部台架，上部台架中间设置通风软管护筒，下部台架走行于铺设在内弧面仰拱预制块上的两根外侧钢轨上，下部台架中间预留有轨运输列车通行空间，有轨运输列车走行于铺设在内弧面仰拱预制块上的两根内侧钢轨上，下部台架一侧设置连续皮带机承台；上部台架和下部台架之间装有油缸；模板总成纵向由8组模板连接组成，每组在圆周方向由侧模和顶模构成；顶模和上部台架刚性连接，下部台架与侧模之间设置油缸。本发明可实现开敞式TBM掘进与二次衬砌同步施工，可大大提高长大隧道(洞)施工综合成洞速度、节约工期，增强隧道(洞)施工期间的安全性，并降低施工成本。
通过以上的检索发现，以上技术方案不能影响本发明的新颖性；并且以上专利文件的相互组合不能破坏本发明的创造性。
发明内容
针对以上技术问题，本发明提供了一种全圆隧道衬砌系统，该衬砌系统为全液压脱模、立模，能自动行走，结构简单，采用一体成型装置，实现全圆隧道内壁的整体施工，提高了工程质量，加快了工程进度，节省了人力物力财力。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种全圆隧道衬砌系统，它包括牵引系统（16）、液压系统、内部模架、整圆模板、支撑架（5），所述液压系统包括边模油缸（10）、顶模油缸（13）、支撑油缸（17）；所述整圆模板包括顶模（14）、底模（2）、边模（7）；所述内部模架包括底纵梁（1）、底横梁（3）、模架竖梁（6）、模架横梁（12）；所述底模（2）两末端铰接有边模（7）；所述底模（2）上部纵向架设有两条底纵梁（1）；所述底纵梁（1）上架设有底横梁（3）；所述底横梁（3）上垂直架设有两条模架竖梁（6）；所述模架竖梁（6）上部末端之间架设有模架横梁（12）；所述边模（7）与模架竖梁（6）之间铰接有边模油缸（10）；所述模架横梁（12）上部两末端垂直设置有顶模油缸（13）；所述顶模油缸（13）上端设置有顶模（14）；所述底纵梁（1）上部设置有底滑轮（4）；所述模架横梁（12）下部横向设置有两个上滑轮（9）；所述上滑轮（9）与底滑轮（4）之间设置有支撑架（5）；所述支撑架（5）末端四角各设置有一个支撑油缸（17）；所述支撑油缸（17）与支撑架（5）之间铰接有加强丝杆（18）；所述支撑架（5）上下两面设置有两行导轨；所述支撑架（5）纵向末端上部其一端设置有牵引系统（16），另一端设置有从动轮（23）；所述支撑架（5）两末端上部垂直设置有支撑螺杆（15）。
进一步的，所述牵引系统（16）上设置有主动轮（1601），其与从动轮（23）之间设置有牵引带（22）；所述牵引带（22）末端分别连接在内部模架纵向两末端。
进一步的，所述内部模架有多个平行拼接时，上滑轮（9）不少于四个，底滑轮（4）不少于四个，顶模油缸（13）不少于四个；所述顶模（14）与模架横梁（12）之间没有安装顶模油缸（13）的位置设置有顶模丝杆（19）。
进一步的，所述模架横梁（12）两末端与边模（7）之间铰接有边模丝杆一（11）；所述模架竖梁（6）与边模（7）之间水平铰接有边模丝杆二（8）；所述边模丝杆一（11）与边模油缸（10）铰接在边模（7）同一位置；所述边模油缸（10）与边模丝杆二（8）铰接在模架竖梁（6）同一位置。
进一步的，所述支撑架（5）为空心长方体形状，其两末端均垂直设置有三排铰接口；所述支撑架（5）之间可前后铰接相连；所述支撑架（5）两侧边开设有若干圆形工作窗口，且上下两面与两侧边相交处设置有导轨。
进一步的，所述底模（2）纵向设置有两排底模工作窗口（21）；所述底模工作窗口（21）纵向错位排列；所述边模（7）纵向设置有单排边模工作窗口（20）；所述边模工作窗口（20）纵向间隔排列。
进一步的，所述上滑轮（9）与底滑轮（4）轮面中间部分的圆周向内凹陷成槽；所述上滑轮（9）与底滑轮（4）成上下对称状分布在内部模架上。
进一步的，所述支撑螺杆（15）上端为尖圆锥状，下端横向铰接在支撑架（5）上。
本发明有益效果：本隧道衬砌系统可实现全圆隧道壁的整体施工，自动脱模，立模，自动行走，结构简单，可以大大提高用户工程进度，提高工程施工速度，节省人力物力财力。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明侧视图。
图3为本发明脱顶模时结构示意图。
图4为本发明脱边模时结构示意图。
图5为本发明脱底模时结构示意图。
图6为本发明中边模与底模上的工作窗口分布示意图。
图中数字所示标注表示为：1、底纵梁，2、底模，3、底横梁，4、底滑轮，5、支撑架，6、模架竖梁，7、边模，8、边模丝杆二，9、上滑轮，10、边模油缸，11、边模丝杆一，12、模架横梁，13、顶模油缸，14、顶模，15、支撑螺杆，16、牵引系统，17、支撑油缸，18、加强丝杆，19、顶模丝杆，20、边模工作窗口，21、底模工作窗口,22、牵引带，23、从动轮，1601、主动轮。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
如图1-图6所示，本发明的装配关系为：一种全圆隧道衬砌系统，它包括牵引系统16、液压系统、内部模架、整圆模板、支撑架5，所述液压系统包括边模油缸10、顶模油缸13、支撑油缸17；所述整圆模板包括顶模14、底模2、边模7；所述内部模架包括底纵梁1、底横梁3、模架竖梁6、模架横梁12；所述底模2两末端铰接有边模7；所述底模2上部纵向架设有两条底纵梁1；所述底纵梁1上架设有底横梁3；所述底横梁3上垂直架设有两条模架竖梁6；所述模架竖梁6上部末端之间架设有模架横梁12；所述边模7与模架竖梁6之间铰接有边模油缸10；所述模架横梁12上部两末端垂直设置有顶模油缸13；所述顶模油缸13上端设置有顶模14；所述底纵梁1上部设置有底滑轮4；所述模架横梁12下部横向设置有两个上滑轮9；所述上滑轮9与底滑轮4之间设置有支撑架5；所述支撑架5末端四角各设置有一个支撑油缸17；所述支撑油缸17与支撑架5之间铰接有加强丝杆18；所述支撑架5上下两面设置有两行导轨；所述支撑架5纵向末端上部其一端设置有牵引系统16，另一端设置有从动轮23；所述支撑架5两末端上部垂直设置有支撑螺杆15。
优选的，所述牵引系统16上设置有主动轮1601，其与从动轮23之间设置有牵引带22；所述牵引带22末端分别连接在内部模架纵向两末端。
优选的，所述内部模架有多个平行拼接时，上滑轮9不少于四个，底滑轮4不少于四个，顶模油缸13不少于四个；所述顶模14与模架横梁12之间没有安装顶模油缸13的位置设置有顶模丝杆19。
优选的，所述模架横梁12两末端与边模7之间铰接有边模丝杆一11；所述模架竖梁6与边模7之间水平铰接有边模丝杆二8；所述边模丝杆一11与边模油缸10铰接在边模7同一位置；所述边模油缸10与边模丝杆二8铰接在模架竖梁6同一位置。
优选的，所述支撑架5为空心长方体形状，其两末端均垂直设置有三排铰接口；所述支撑架5之间可前后铰接相连；所述支撑架5两侧边开设有若干圆形工作窗口，且上下两面与两侧边相交处设置有导轨。
优选的，所述底模2纵向设置有两排底模工作窗口21；所述底模工作窗口21纵向错位排列；所述边模7纵向设置有单排边模工作窗口20；所述边模工作窗口20纵向间隔排列。
优选的，所述上滑轮9与底滑轮4轮面中间部分的圆周向内凹陷成槽；所述上滑轮9与底滑轮4成上下对称状分布在内部模架上。
优选的，所述支撑螺杆15上端为尖圆锥状，下端横向铰接在支撑架5上。
本发明具体使用时，按以下步骤进行：
一、将支撑架5两端相互铰接起来，其两末端与支撑油缸17铰接固定住，设置到指定隧道内，调整好支撑油缸17位置，使支撑螺杆15上端固定在隧道上壁，连接好加强丝杆18。启动牵引系统16使内部模架移动到指定施工位置后，停止住牵引系统16。
二、立边模：启动液压系统使边模油缸10伸出来，使边模7与底模2形成整圆弧结构后，停止移动边模油缸10，连接好边模丝杆一11与边模丝杆二8。
三、立顶模：启动液压系统使顶模油缸13上升直至顶模14与边模7及底模2构成整圆结构后停止移动。
四、浇注砼：灌注砼前台车模板外表面必须预涂脱模剂，以减少脱模时模版表面粘附力。灌注砼时，先从边模板最下进料浇筑。
五、脱顶模：启动液压系统使顶模油缸13下降直至顶模14脱离开上浇注面（如图3所示）。
六、脱边模：解开边模丝杆一11与边模丝杆二8，启动液压系统使边模油缸10缩回去，使边模7脱离浇注面（如图4所示）。
七、脱底模：启动液压系统使支撑油缸17上升，直至底模2脱离底部浇注面（如图5所示）。
八、移动：启动牵引系统16，使内部模架在支撑架5上移动到下一个施工点。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括哪些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。