專利名稱：一種隧道中心水溝和側溝的成型設備及其成型工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及隧道施工中用于溝槽的成型的設備及工藝。
背景技術：
在隧道工程建設中，需要設置專門的溝槽用于布置線路、設備以及排水，這些溝槽通常包括位于隧道中心位置的中心水溝，以及隧道左右兩側的側溝。目前，隧道的中心水溝和側溝都是分別澆筑的，其左、右側溝和中心水溝需要分開三次施工，操作工序多，勞動強度大，效率低。且為了施工滿足車輛及人員的通行需要，三條溝槽的施工需要前后錯開一定距離，這導致各澆筑平面不可避免的存在一定的高低落差，影響施工質量。另外，三條溝槽前后錯開施工，為保證車輛前后的順利通行，避免車輛通行堵賽及翻倒帶來危險，其對道路的寬度及通行能力也提出了更高的要求。此外，上述現有施工方法，各溝槽模板還都需要人工進行安裝，其安裝質量難以控制，模板安裝不夠牢固，容易發生跑模；模板相互之間配合的密封性不足，又會影響實體混凝土的線形。
發明內容
本發明旨在給出一種能夠一次成型隧道中心水溝和側溝的設備，以簡化施工工藝，提高施工效率及質量。本發明還旨在給出一種使用上述設備進行隧道中心水溝及側溝施工的成型工藝。本發明所述的隧道中心水溝和側溝的成型設備，包括主體臺架，主體臺架的兩側設置的懸臂，主體臺架底部設置的可載主體臺架在隧道內定位及移動的行走機構，主體臺架中部的下方通過伸縮機構安裝有中心水溝模板，兩側的懸臂的下方分別通過伸縮機構安裝有側溝模板。使用上述成型設備進行隧道中心水溝和側溝施工的成型工藝，包括以下步驟
A.將隧道中心水溝和側溝的成型設備定位在待澆筑位置；
B.調整伸縮機構，使中心水溝模板及側溝模板伸出，并準確定位在澆筑層中心水溝及側溝的位置處；
C.對稱澆筑混凝土 向澆筑層中澆筑混凝土，整體上，隧道兩側的側溝同時澆筑；局部上，中心水溝模板兩側和側溝模板兩側也同時從兩側同時燒筑；
D.澆筑完畢，待混凝土達到拆模強度要求后，伸縮機構收起，將各模板從混凝土中脫出；
E.行走機構載主體臺架移動至下一待澆筑位置；
F.重復上述步驟A-E直至隧道的中心水溝和側溝澆筑完畢。本發明所述的隧道中心水溝和側溝的成型設備，啟動行走機構，帶動臺架移至待澆筑位置后，行走機構將臺架定位在澆筑位置不再移動，此時伸縮機構驅動模板就位，澆鑄車輛在主體臺架的臺面上移動到位，對中心水溝、側溝同時對稱澆筑，灌入混凝土至澆筑層內，待混凝土達到拆模強度要求后，伸縮機構收起所有模板，即可同時完成該澆筑位置中心水溝和兩側側溝的成型，通過重復上述過程，即可實現整個中心水溝及側溝的澆筑。所述隧道中心水溝和側溝的成型設備，澆筑過程中，中心水溝和兩側側溝一次成型，既較少了工序，降低操作難度，提高工作效率，同時又避免不同水溝間產生高度落差。同時，其模板實現了自動安裝和拆卸，避免人工操作產生的諸多問題，提高澆筑效果和質量。
圖I是隧道中心水溝和側溝的成型設備的結構示意 圖2是圖I所示隧道中心水溝和側溝的成型設備的局部放大 圖3是圖I所示隧道中心水溝和側溝的成型設備的中心水溝模板結構示意 圖4是圖I所示隧道中心水溝和側溝的成型設備的側溝模板結構示意 圖5是圖I所示隧道中心水溝和側溝的成型設備的側溝模板限位器結構示意圖；
圖6是圖I所示隧道中心水溝和側溝的成型設備的行走機構結構示意 圖7是圖6所示隧道中心水溝和側溝的成型設備的行走機構局部放大圖。
具體實施例方式一種隧道中心水溝和側溝的成型設備，包括主體臺架1，主體臺架I的兩側設置的懸臂2，主體臺架I底部設置的可載主體臺架I在隧道內定位及移動的行走機構3，主體臺架I中部的下方通過伸縮機構4安裝有中心水溝模板5，兩側的懸臂2的下方分別通過伸縮機構4安裝有側溝模板6。如圖1、2所示。所述的隧道中心水溝和側溝的成型設備，主體臺架I的底部設置有調節臺架I兩側平衡度的高低可調的調平支撐腳9。臺架I行至澆筑位置后，放下調平支撐腳，調節兩側調平支撐腳的長度，使臺架I的兩側平衡。調平支撐腳9調整臺架I的平衡度，避免臺架I的兩側產生高低落差。所述的隧道中心水溝和側溝的成型設備，左右懸臂2的外側安裝可伸縮的與隧道側壁相抵的定位調節機構8,通過定位調節機構8對臺架I橫向進行限位，從而進一步提高定位精度。所述的定位調節機構8可以是液壓缸,液壓缸的一端固定,另一端自由；其固定端固定在懸臂上，自由端與隧道側壁相抵。在設備移動時，收縮定位調節機構8，使自由端與隧道側壁脫離。如圖1-5所示。所述的隧道中心水溝和側溝的成型設備，中心水溝模板5或側溝模板6是整體式模板，模板5、6的左、右兩側面傾斜，由上而下逐漸收縮，頂面為弧面。整體式模板減少的模板的數量和裝拆工作量；中心水溝模板以及側溝模板的頂面是弧面，混凝土傾倒于模板上時，會順著弧面落入澆筑層內，而不會堆積在模板的頂部，使得澆筑過程更加順利；傾斜的側面，使脫模更加方便。所述的隧道中心水溝和側溝的成型設備，中心水溝模板5的頂面與兩側面的交接處設置凸出的蓋緣53。凸出的蓋緣的存在，使澆筑成型后的水溝兩側能夠同時形成供安放蓋板的臺階，既方便了蓋板的安裝，也進一步提高的施工的效率。所述的隧道中心水溝和側溝的成型設備，側溝模板6可僅有一個模板，也可為由兩個以上模板組成的模板組。對于僅有一個模板的情況，可在側溝模板的頂面與兩側面的交接處設置凸出的蓋緣，以便在澆筑時能夠形成安放蓋板的臺階。對于側溝模板為由兩個以上整體式模板組成的模板組的情況，則可僅在模板組兩外側的模板的頂面與外側面的交接處設置凸出的蓋緣，以便澆筑后能夠在整個模板組的兩側形成臺階，供放置遮蓋整個模板組形成的側溝的蓋板。圖4給出了側溝模板為由三個模板構成的模板組的情況。所述的隧道中心水溝和側溝的成型設備，所述中心水溝模板5由貫穿模板上、下表面的斜面將模板分割為兩塊相互配合的上模板51和下模板52,上模板51和下模板52分別通過獨立的伸縮機構4連接在主體臺架I中部的下方。中心水溝模板以及側溝模板分為兩塊相互配合的模板，使得安裝、拆卸都更為靈活方便，使用范圍更廣，同時便于儲存和運輸；上模板和下模板的配合面是斜面，比垂直面有更大的接觸面積，使配合穩固，同時，斜面配合產生相互壓力和摩擦力，當固定于溝槽中時，因上模板的阻擋，下模板無法脫離溝槽，安裝時必須先安裝下模板，拆除時必須先拆除上模板，進一步增加上模板和下模板的配合度和穩固程度。所述的隧道中心水溝和側溝的成型設備，所述側溝模板6的各個中心模板61和側 模板62，分別由貫穿模板上、下表面的斜面將模板分割為兩塊相互配合的上模板和下模板，上模板和下模板分別通過獨立的伸縮機構4連接在懸臂2的下方。所述的隧道中心水溝和側溝的成型設備，所述中心水溝模板或5側溝模板6，上、下模板51、52內壁安裝附著式振搗器54。振搗器在澆筑時搗固灌入的混凝土，而在拆模時附著式振搗器進行間斷微振，既使模板和凝固的混凝土容易松脫，又不會產生過大的振動導致模板的損壞；通過附著式振搗器將澆筑的混凝土搗實，以提高中心水溝和側溝的成型質量。所述的隧道中心水溝和側溝的成型設備，上模板51和下模板52在模板的頂面和底面的配合處設置有遮蓋配合處縫隙的密封板55。密封板將配合面密封起來，防止混凝土落入模板配合面內，導致清潔難度的增加，而密封條與密封板配合密封，更進一步地加強了S封效果。所述的隧道中心水溝和側溝的成型設備，所述密封板55分別為在頂面由上模板51延伸而出的壓蓋在下模板52頂面與之形狀相適應的弧形蓋板，以及在底面由下模板52延伸而出的托住上模板51底面與之形狀相適應的弧形托板。所述的隧道中心水溝和側溝的成型設備，弧形蓋板與下模板52頂面之間設置有密封條56 ;弧形托板與上模板51底面之間也設置密封條56。所述的隧道中心水溝和側溝的成型設備，還設置有固定兩側澆筑層的側面的側邊模板7，側邊模板7在側溝模板6相對隧道中心的一側，側邊模板7通過伸縮機構4安裝在主體臺架I上。側邊模板對澆筑層的側邊進行固定，使灌入的混凝土在澆筑層的側邊成形。所述的隧道中心水溝和側溝的成型設備，安裝中心水溝模板5的伸縮機構4包括兩個獨立的液壓缸，兩液壓缸的一端固定在主體臺架I上，另一端分別與中心水溝的上模板51和下模板52相固定。通過兩液壓缸的伸縮分別帶動中心水溝的上模板和下模板的升降；脫模時，可先通過一個液壓缸帶動中心水溝上模板收縮抽出，而后再通過另一液壓缸驅動下模板收縮脫出，完成中心水溝模板的脫模；其脫模過程分上述兩步進行，使整個中心水溝模板的脫模阻力更小，脫模更方便。
同樣，安裝側溝模板6的伸縮機構4也包括兩個獨立的液壓缸，其中，一個液壓缸的一端均固定在懸臂2上，另一端分別通過連接架41同時與各整體式模板的上模板或下模板相固定。安裝側邊模板7的伸縮機構4包括兩個獨立的液壓缸，兩液壓缸的一端固定在主體臺架上，另一端分別與側邊模板7的上、下兩端相固定。側溝模板組的各個獨立模板的上、下模板通過連接架同時與伸縮機構連接，實現多個模板的同步聯動，減少伸縮機構的使用需要，且加快工作效率。所述的隧道中心水溝和側溝的成型設備，安裝側溝模板6的伸縮機構4還包括兩個獨立的可伸縮的側溝模板限位器42，側溝模板限位器42的一端固定在臺架上，另一端分別與兩個連接架41相固定；有吊裝鏈43，吊裝鏈43的一端固定在懸臂2上，另一端與側邊模板7相固定。設備行至澆筑位置后，液壓缸、吊裝鏈在所在導軌內移動并同時進行伸縮，進而帶動各模板定位，同時為側溝模板在澆筑的過程中發生晃動或偏移，側溝模板限位器對連接架提供進一步的橫向定位，定位完成后，液壓缸、側溝模板限位器、吊裝鏈鎖死在當前狀態，即可完成模板的定位。臺架對隧道縱深方向進行定位，液壓缸、側溝模板限位器、吊裝鏈分別對橫向和垂直方向進行定位，三維方向同時定位，將模板準確、牢固地固定在燒筑位置，保證澆筑溝槽的位置準確性；液壓缸、側溝模板限位器均可自動控制，進而實現模板 的自動裝、拆，提高自動化水平，避免人工操作產生的諸多問題，提高澆筑效果。所述的隧道中心水溝和側溝的成型設備，臺架I中心的底部和懸臂2的下方有導軌，伸縮機構4、側溝模板限位器42、吊裝鏈43安裝在導軌上并沿導軌滑動。如圖6、7所示。所述的隧道中心水溝和側溝的成型設備，所述可載主體臺架I在隧道內定位及移動的行走機構3，包括固定在主體臺架I底部的支架31，支架31內部的液壓缸32，邊緣與支架31相卡的移動板33，移動板33的頂部連接液壓缸32，安裝在移動板33底部、隨移動板33移動而收縮于支架31內或伸出支架31外的滾輪34。所述的隧道中心水溝和側溝的成型設備，支架31底部設置向內的、限制移動板33從底部脫出的凸緣35。行走機構3帶動臺架I移動，當臺架I行至目的位置后停止移動，液壓缸32收縮，通過移動板33帶動滾輪34收入支架31內，臺架I下降直至支架31抵緊地面；當臺架I需要重新移動時，液壓缸32伸展，帶動滾輪34伸出支架31外，液壓缸32繼續伸展，以滾輪34與地面的接觸面為支撐點撐起臺架1，支架31與地面脫離，臺架I即可移動。其有益效果在于液壓缸32可以帶動滾輪34脫離或抵緊地面，從而使支架31在臺架I固定時代替滾輪34支撐臺架1，支架31與地面有較大的摩擦系數，減少臺架I與地面的相對滑動，使臺架I難以因外力的作用產生晃動；支架31比滾輪34有更大的堅固性和耐久度，可以減少滾輪34的受力時間，增長其使用壽命；支架31的下底面可以視不同結構的地面有不同的花紋，增強支架31與地面之間的摩擦力，使臺架I固定更穩固；支架31沿其內側有凸緣35，移動板33移至支架31最下端時，凸緣35對移動板33形成阻擋，可防止液壓缸32超出行程導致移動板33和滾輪34脫離支架31，進而導致行走裝置損壞。本發明所述的隧道中心水溝和側溝的成型設備進行隧道中心水溝和側溝成型的工藝，包括以下步驟
A.將隧道中心水溝和側溝的成型設備定位在待澆筑位置；B.調整伸縮機構4，使中心水溝模板5及側溝模板6伸出，并準確定位在澆筑層中心水溝及側溝的位置處；
C.對稱澆筑混凝土 ；向澆筑層中澆筑混凝土，整體上，隧道兩側的側溝同時澆筑；局部上，中心水溝模板5兩側和側溝模板6兩側也同時從兩側燒筑；
D.澆筑完畢，待混凝土達到拆模強度要求后，伸縮機構4收起，將各模板從混凝土中脫出；
E.行走機構3載主體臺架I移動至下一待澆筑位置；
F.重復上述步驟A-E直至隧道的中心水溝和側溝澆筑完畢。所述的隧道中心水溝和側溝的成型設備進行隧道中心水溝和側溝成型的工藝，A步驟中，設備定位在待澆筑位置后，調平支撐腳9伸出并抵緊地面，根據臺架I兩側的高低 差進行調節，直至臺架I的兩側平衡。所述的隧道中心水溝和側溝的成型設備進行隧道中心水溝和側溝成型的工藝，中心水溝模板5及側溝模板6拆除時，先提起上模板5)，再提起下模板52，直至兩模板從溝槽中完全脫離；提起各模板的同時，模板5、6內的附著式振搗器54進行間斷微振。所述的隧道中心水溝和側溝的成型設備進行隧道中心水溝和側溝成型的工藝，E步驟中，行走機構3載主體臺架I移動至下一待澆筑位置時，調節左右懸臂2外側的定位調節機構8，使臺架I保持沿設定方向行走而避免方向偏移。所述的隧道中心水溝和側溝的成型設備進行隧道中心水溝和側溝成型的工藝，澆筑混凝土時，中心水溝模板5及側溝模板6內的附著式振搗器54進行振搗。
權利要求
1.一種隧道中心水溝和側溝的成型設備，包括主體臺架(1)，主體臺架(I)的兩側設置的懸臂(2)，主體臺架(I)的底部設置有可載主體臺架(I)在隧道內定位及移動的行走機構(3)，其特征在于主體臺架(I)中部的下方通過伸縮機構(4)安裝中心水溝模板(5)，兩側的懸臂(2)的下方分別通過伸縮機構(4)安裝側溝模板(6)。
2.根據權利要求I所示的隧道中心水溝和側溝的成型設備，其特征在于主體臺架(I)的底部安裝設置有調節主體臺架(I)水平的高低可調的調平支撐腳(9);根據權利要求I所示的隧道中心水溝和側溝的成型設備，其特征在于左右懸臂(2)的外側安裝可伸縮的與隧道側壁相抵的定位調節機構(8)。
3.根據權利要求3所示的隧道中心水溝和側溝的成型設備，其特征在于定位調節機構(8)是液壓缸；根據權利要求I所示的隧道中心水溝和側溝的成型設備，其特征在于所述中心水溝模板(5)或側溝模板(6)均為整體式模板，其模板(5、6)的左、右兩側面傾斜，由上而下逐漸收縮，頂面為弧面。
4.權利要求5所示的隧道中心水溝和側溝的成型設備，其特征在于中心水溝模板(5)的頂面與兩側面的交接處設置凸出的蓋緣(53);權利要求5所示的隧道中心水溝和側溝的成型設備，其特征在于側溝模板(6)為由兩個以上的整體式模板組成的模板組，模板組在兩側的模板(62)的頂面與外側面的交接處設置凸出的蓋緣(63);根據權利要求5或6所示的隧道中心水溝和側溝的成型設備，其特征在于所述中心水溝模板(5)由貫穿模板上、下表面的斜面將模板分割為兩塊相互配合的上模板(51)和下模板(52),上模板(51)和下模板(52)分別通過獨立的伸縮機構(4)連接在主體臺架(I)中部的下方；根據權利要求5或7所示的隧道中心水溝和側溝的成型設備，其特征在于所述側溝模板(6)由貫穿模板上、下表面的斜面將模板分割為兩塊相互配合的上模板和下模板，上模板和下模板)分別通過獨立的伸縮機構(4)連接在懸臂(2)的下方；根據權利要求8或9所示的隧道中心水溝和側溝的成型設備，其特征在于所述中心水溝模板或(5)側溝模板(6)，上、下模板(51、52)內壁有附著式振搗器(54);根據權利要求8或9所示的隧道中心水溝和側溝的成型設備，其特征在于上模板(51)和下模板(52)在模板的頂面和底面的配合處設置有遮蓋配合處縫隙的密封板(55)。
5.根據權利要求11所示的隧道中心水溝和側溝的成型設備，其特征在于所述密封板(55)分別為在頂面由上模板(51)延伸而出的壓蓋在下模板(52)頂面與之形狀相適應的弧形蓋板，以及在底面由下模板(52)延伸而出的托住上模板(51)底面與之形狀相適應的弧形托板；根據權利要求12所示的隧道中心水溝和側溝的成型設備，其特征在于弧形蓋板與下模板(52)頂面之間設置有密封條(56);弧形托板與上模板(51)底面之間也設置密封條(56);根據權利要求I所示的隧道中心水溝和側溝的成型設備，其特征在于有固定兩側澆筑層的側面的側邊模板(7)，側邊模板(7)位于側溝模板(6)相對隧道中心的一側通過伸縮機構(4)安裝在主體臺架(I)上；根據權利要求8所示的隧道中心水溝和側溝的成型設備，特征在于安裝中心水溝模板(5)的伸縮機構(4)為兩個液壓缸，一個液壓缸的兩端分別固聯上模板與主體臺架上，另一個液壓缸的兩端的分別固聯下模板與主體臺架上。
6.根據權利要求9所示的隧道中心水溝和側溝的成型設備，特征在于安裝側溝模板(6)的伸縮機構(4)為兩個液壓缸,其中一個液壓缸的一端固定在懸臂(2)上,另一端與同時固聯多個側溝模板上模板的連接架固聯；另一個液壓缸的一端固定在懸臂(2)上，另一端與同時固聯多個側溝模板下模板的連接架固聯；根據權利要求14所示的隧道中心水溝和側溝的成型設備，特征在于安裝側邊模板(7)的伸縮機構(4)包括兩個液壓缸，兩液壓缸的一端固定在主體臺架上，另一端分別與側邊模板(7)的上、下兩端相固定；根據權利要求14所示的隧道中心水溝和側溝的成型設備，其特征在于安裝側溝模板(6)的伸縮機構(4)還包括兩個獨立的可伸縮的側溝模板限位器(42)，側溝模板限位器(42)的一端固定在臺架上，另一端分別與兩個連接架(41)相固定；有吊裝側邊模板(7)的吊裝鏈(43)，吊裝鏈(43)的一端固定在懸臂(2)上，另一端與側邊模板(7)相固定。
7.根據權利要求I所示的隧道中心水溝和側溝的成型設備，其特征在于所述可載主體臺架(I)在隧道內定位及移動的行走機構(3)，包括固定在主體臺架(I)底部的支架(31)，安裝在支架(31)內頂部與支架或者主體臺架相固聯的液壓缸(32)，液壓缸的底部連接邊緣與支架(31)相卡的移動板(33)，移動板(33)的底部安裝滾輪(34)。
8.根據權利要求17所示的隧道中心水溝和側溝的成型設備，其特征在于支架(31)底部設置向內的、限制移動板(33)從底部脫出的凸緣(35)。
9.一種利用如權利要求I所述的隧道中心水溝和側溝的成型設備進行隧道中心水溝和側溝成型的工藝，包括以下步驟 將隧道中心水溝和側溝的成型設備定位在待澆筑位置； 調整伸縮機構(4)，使中心水溝模板(5)及側溝模板(6)伸出，并準確定位在澆筑層中心水溝及側溝的位置處； 對稱澆筑混凝土；向澆筑層中澆筑混凝土，整體上，隧道兩側的側溝同時澆筑；局部上，中心水溝模板(5)兩側和側溝模板(6)兩側也同時從兩側燒筑； 澆筑完畢，待混凝土達到拆模強度要求后，伸縮機構(4)收起，將各模板從混凝土中脫出； 行走機構(3)載主體臺架(I)移動至下一待澆筑位置； 重復上述步驟A-E直至隧道的中心水溝和側溝澆筑完畢。
10.根據權利要求19所示的隧道中心水溝和側溝的成型工藝，其特征在于A步驟中，設備定位在待澆筑位置后，調平支撐腳(9 )伸出并抵緊地面，根據臺架(I)兩側的高低差進行調節，直至臺架(I)的兩側平衡；根據權利要求19所示的隧道中心水溝和側溝的成型工藝，其特征在于中心水溝模板(5)及側溝模板(6)拆除時，先提起上模板(51)，再提起下模板(52)，直至兩模板從溝槽中完全脫離；提起各模板的同時，模板(5、6)內的附著式振搗器(54)進行間斷微振；根據權利要求19所示的隧道中心水溝和側溝的成型工藝，其特征在于E步驟中，行走機構(3)載主體臺架(I)移動至下一待澆筑位置時，調節左右懸臂(2)外側的定位調節機構(8)，使臺架(I)保持沿設定方向行走而避免方向偏移；根據權利要求19所示的隧道中心水溝和側溝的成型工藝，其特征在于澆筑混凝土時，中心水溝模板(5)及側溝模板(6 )內的附著式振搗器(54 )進行振搗。
全文摘要
一種隧道中心水溝和側溝的成型設備及其成型工藝，所用模板是有完整溝槽形狀的整體式溝槽模板，有帶動設備在隧道內移動的行走裝置，有多個伸縮機構控制模板進行自動安裝和拆卸；使用該設備進行澆筑的工藝，隧道兩側的側溝同時對稱澆筑，且中心水溝也從其兩側進行對稱澆筑。所述的設備及其工藝能將隧道中心水溝、側溝一次澆筑成型，減少施工工作量，模板自動裝拆，避免人工裝拆模板產生的問題，提高施工效率；混凝土澆筑時采用對稱澆筑，臺架兩側不會產生偏移。
文檔編號E21D11/10GK102828758SQ201210372470
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月29日 優先權日2012年9月29日
發明者張路軍, 徐波, 田慧生, 蔡文勝, 田天長, 鐘正輝, 沈煒東, 張宇青, 彭健, 龔海軍, 李可軍, 尹曉亮, 唐亮, 李連海, 梁勁松, 劉建青, 王化順, 符望春 申請人:中鐵二十五局集團軌道交通工程有限公司, 中鐵二十五局集團有限公司