侧立悬臂式隧道自行走混凝土养护车技术领域
本发明涉及一种侧立悬臂式隧道自行走混凝土养护车。
背景技术
随着隧道衬砌混凝土施工质量标准控制日益严格，需要寻找新的技术、新的工艺
或新的设备来满足衬砌混凝土养护质量要求，传统人工洒水养护存在以下弊端：一是存在
人为养护盲区，人工配合水管洒水对于一些边角不能喷洒到位，出现养护盲区；二是受人为
因素影响较大，因操作人员责任心和管理问题极易造成养护质量不能达到设计要求和规范
标准要求，如养护时间不足，不能形成湿润养护，养护不按规定程序操作；三是养护水无法
有效控制，水资源浪费较大，对水资源保护不利；四是需要配置专职养护人员，费用支出较
大。
为克服上述人工洒水养护的弊端，目前多采用隧道混凝土养护车进行自动喷淋养
护。但现有的隧道混凝土养护车均为宽体对称结构，一方面，移动行走需要人力或机械配合
才能移动；另一方面，没有行程和时控开关，不能预设控制养护时间和区段，自动化程度低；
第三方面，行走轨迹不稳定，地面出现高低不平或小型障碍物时通过性较差，影响喷淋养护
效率和质量。
发明内容
本发明的目的是为解决目前隧道混凝土养护车均为宽体对称结构，一方面，移动
行走需要人力或机械配合才能移动；另一方面，没有行程和时控开关，不能预设控制养护时
间和区段，自动化程度低；第三方面，行走轨迹不稳定，地面出现高低不平或小型障碍物时
通过性较差，影响喷淋养护效率和质量的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种侧立悬臂式隧道自行走混凝土养护车，
包括主骨架、喷淋养护装置和行走装置；
所述主骨架包括底盘架、支撑架、支撑架托板和喷淋弧形拱架；
所述喷淋养护装置包括自吸泵、钢制储水箱、输水管、洒水管和喷头；
所述行走装置包括行走轨轮安装架、行走轨轮和减速电机；
所述底盘架为矩形框梁，所述矩形框梁的各边为两根通过铰接装置铰接在一起的方
钢；
所述底盘架上表面固定有所述钢制储水箱，所述钢制储水箱上表面固定有所述支撑
架，所述支撑架顶部固定有所述支撑架托板，所述支撑架托板上焊接有所述喷淋弧形拱架；
所述自吸泵一端通过管道连接至所述钢制储水箱，另一端通过所述输水管连接至所述
洒水管，所述洒水管上间隔一定距离钻孔设置若干所述喷头；所述输水管沿所述钢制储水
箱的外壁铺设，所述洒水管沿所述喷淋弧形拱架的弧形外框铺设；
若干所述行走轨轮安装架通过法兰间隔一定距离对称固定在所述底盘架的下表面，若
干所述行走轨轮分别安装于各所述行走轨轮安装架上，各所述行走轨轮分别连接一台所述
减速电机；
各所述减速电机驱动各所述行走轨轮通过限位装置沿隧道的一侧来回行走，其行走轨
迹平行于隧道走向，且隧道的另一侧保留有行车净空。
进一步地，所述铰接装置包括两块开孔的铰接钢板，各所述铰接钢板一端分别焊
接在所述矩形框梁各边两根方钢上相对的一端，两块所述铰接钢板通过销子穿孔连接在一
起；
其中一根所述方钢一端上位于所述铰接钢板上方的位置焊接有限位钢板，所述限位钢
板与另一根所述方钢端面之间留有铰接装置活动间隙。
进一步地，所述限位装置包括横向限位支架和两个横向限位滑轮；
所述横向限位支架由工字钢或方钢焊接而成并呈“厂”字形，所述横向限位支架固定在
所述底盘架上靠近隧道内壁的一侧，所述横向限位支架的底端伸入隧道水沟槽内，在所述
横向限位支架的底端横向两侧各焊接有一个所述横向限位滑轮，其中一个所述横向限位滑
轮与隧道水沟槽侧壁间隔2-5cm，另一个所述横向限位滑轮与隧道矮边墙侧壁间隔2-5cm。
进一步地，所述喷淋弧形拱架包括弧形外框、弧形内框、若干斜向支撑杆和若干径
向支撑杆；
各所述斜向支撑杆和各所述径向支撑杆均固定于所述弧形外框与所述弧形内框之间。
进一步地，所述侧立悬臂式隧道自行走混凝土养护车还包括两个行程开关，其中
一个所述行程开关安装于所述混凝土养护车的行走方向一端，电气连接至所述减速电机的
正转控制端；另一个所述行程开关安装于所述混凝土养护车的与其行走方向相对的另一
端，电气连接至所述减速电机的反转控制端。
进一步地，所述侧立悬臂式隧道自行走混凝土养护车还包括时控开关，所述时控
开关电气连接至所述减速电机的启停控制端。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明为侧立式，对喷淋弧形拱架进行异形设计，喷淋弧形拱架采用若干合适直径镀
锌钢管焊接成弧形支撑骨架，满足隧道通风管正常通风和行车净空要求，在隧道中运行时
沿一侧行走，另一侧留有供其他工程车辆通过的行车净空，与其他工序互不干扰地同时进
行，有效保证施工进度；采用铰接式底盘架，地面出现高低不平或小型障碍物时通过性较
强；行走方向设置横向限位装置，保证养护车不会走偏；养护车上安装行程开关，可以按设
定行走距离来回往复行走，或安装时控开关设定所需养护时间，达到设定时间后，行走和喷
水自动停止，无需专人值守，水泵采用自吸泵，水路中间可设置闸阀开关，起到溢流控制水
量作用；本发明具备自动养护功能，养护时间和养护区段可自由控制，操作简单，无需专人
值守，采用自动喷淋系统，保证衬砌混凝土一直处于湿润养护状态，极易满足养护设计要求
和规范标准，养护水可以收集循环利用，极大节约和保护水资源，特别是缺水地区，优势明
显，一次投入费用不大，整个养护费用大大降低。
附图说明
图1是本发明的结构示意图（正视图）；
图2是含铰接装置的底盘架结构示意图（俯视图）；
图3是底盘架铰接装置结构示意图（正视图）。
图中，1喷头；2洒水管；3喷淋弧形拱架；4支撑架托板；5支撑架；6钢制储水箱；7底
盘架；8行走轨轮安装架；9行走轨轮；10自吸泵；11减速电机；12输水管；13横向限位支架；14
横向限位滑轮；15铰接装置；16设备行走面；17衬砌养护面；18隧道通风管；19方钢；20铰接
钢板；21限位钢板；22活动间隙；23销子；24隧道水沟槽侧壁；25隧道矮边墙侧壁；26行车净
空。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以
示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-3所示，本发明的侧立悬臂式隧道自行走混凝土养护车，包括主骨架、喷淋
养护装置和行走装置；
所述主骨架包括底盘架7、支撑架5、支撑架托板4和喷淋弧形拱架3；
所述喷淋养护装置包括自吸泵10、钢制储水箱6、输水管12、洒水管2和喷头1；
所述行走装置包括行走轨轮安装架8、行走轨轮9和减速电机11；
所述底盘架7为矩形框梁，所述矩形框梁的各边为两根通过铰接装置15铰接在一起的
方钢19；
所述底盘架7上表面固定有所述钢制储水箱6，所述钢制储水箱6上表面固定有所述支
撑架5，所述支撑架5顶部固定有所述支撑架托板4，所述支撑架托板4上焊接有所述喷淋弧
形拱架3；
所述自吸泵10一端通过管道连接至所述钢制储水箱6，另一端通过所述输水管12连接
至所述洒水管2，所述洒水管2上间隔一定距离钻孔设置若干所述喷头1；所述输水管12沿所
述钢制储水箱6的外壁铺设，所述洒水管2沿所述喷淋弧形拱架3的弧形外框铺设；
四个所述行走轨轮安装架8通过法兰间隔一定距离对称固定在所述底盘架7的下表面，
四个所述行走轨轮9分别安装于各所述行走轨轮安装架8上，各所述行走轨轮8分别连接一
台所述减速电机11；
各所述减速电机11驱动各所述行走轨轮9通过限位装置沿隧道的一侧来回行走，其行
走轨迹平行于隧道走向，且隧道的另一侧保留有行车净空26。
优选地，所述铰接装置15包括两块开孔的铰接钢板20，各所述铰接钢板20一端分
别焊接在所述矩形框梁各边两根方钢19上相对的一端，两块所述铰接钢板20通过销子23穿
孔连接在一起，铰接钢板20可绕销子23转动；
为限制转动范围，避免转动幅度过大导致底盘架不稳发生翻车等意外，其中一根所述
方钢19一端上位于所述铰接钢板20上方的位置焊接有限位钢板21，所述限位钢板21与另一
根所述方钢19端面之间留有铰接装置活动间隙22。地面出现高低不平或小型障碍物时，四
个行走轨轮9仍然可以附着在地面上，不会出现行走轨轮9悬空现象，行走轨轮9行走通过能
力变强，一般隧道填充面平整度在3cm内，经过测试，本养护车通行能力完全不成问题。
优选地，所述限位装置包括横向限位支架13和两个横向限位滑轮14；
所述横向限位支架13由工字钢或方钢焊接而成并呈“厂”字形，所述横向限位支架13固
定在所述底盘架7上靠近隧道内壁的一侧，所述横向限位支架13的底端伸入隧道水沟槽24
内，在所述横向限位支架13的底端横向两侧各焊接有一个所述横向限位滑轮14，其中一个
所述横向限位滑轮14与隧道水沟槽侧壁24间隔2-5cm，另一个所述横向限位滑轮14与隧道
矮边墙侧壁25间隔2-5cm，形成行走横向限位。这样，在行走偏位时，横向限位滑轮14限制行
走方向，防止走偏，起到稳定行走方向的作用，使本养护车始终平行于隧道的走向行走。
优选地，所述喷淋弧形拱架3包括弧形外框、弧形内框、若干斜向支撑杆和若干径
向支撑杆；
各所述斜向支撑杆和各所述径向支撑杆均固定于所述弧形外框与所述弧形内框之间。
优选地，所述侧立悬臂式隧道自行走混凝土养护车还包括两个行程开关（图中未
示出），其中第一行程开关安装于所述混凝土养护车的行走方向一端，电气连接至所述减速
电机的正转控制端；第二行程开关安装于所述混凝土养护车的与其行走方向相对的另一
端，电气连接至所述减速电机的反转控制端。与行程开关对应，在隧道侧壁上安装两块限位
挡板，如养护长度为30米，则两块限位挡板之间的距离为30米，当本养护车行走到第一块限
位挡板时，第一行程开关触碰到第一限位挡板，使减速电机11变换转向，则养护车往反方向
行走；当本养护车行走到第二块限位挡板时，第二行程开关触碰到第二块限位挡板，使减速
电机11再次变换转向，则养护车再次变化行走方向，如此循环往复地对该段混凝土进行自
动喷淋养护。
优选地，所述侧立悬臂式隧道自行走混凝土养护车还可包括时控开关（图中未示
出），所述时控开关电气连接至所述减速电机11的启停控制端。通过时控开关可以设置养护
时间，比如设置3小时养护时间，到时间后自动停止行走和喷水，即减速电机11和自吸泵10
同步工作同步停机，进一步提高养护自动化水平。
如图1所示，先启动自吸泵10，钢制储水箱6中的水流经输水管12和洒水管2，然后
在洒水管2上方若干个喷头1中喷出养护水，通过启动操作开关，本养护车自动行走，第一行
程开关碰到第一限位挡板后，本养护车反向往回走，回走一定距离后，碰到第二行程开关碰
到第二限位挡板后，本养护车又反向回走，来回往复运动，通过设置的时控开关，达到时间
后自动停止，也可以通过人工关闭操作开关停止减速电机11和自吸泵10的运行。本养护车
行走过程中自吸泵10和喷头1一直洒水运行。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完
全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术
性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。