【技术实现步骤摘要】
本申请涉及引水隧洞衬砌，尤其是涉及一种小断面隧洞混凝土快速衬砌装置及施工方法。
技术介绍
1、水利工程是用于控制和调配自然界的地表水和地下水，达到除害兴利目的而修建的工程。也称为水工程。水是人类生产和生活必不可少的宝贵资源，但其自然存在的状态并不完全符合人类的需要。只有修建水利工程，才能控制水流，防止洪涝灾害，并进行水量的调节和分配，以满足人民生活和生产对水资源的需要。引水隧洞是一种常见的输水工程建筑物，在国内外已经得到广泛的应用。在我国引水隧洞输水建筑物应用规模大幅度提升。
2、引水隧洞的施工一般包括以下步骤，地质勘察、隧道开挖、支护结构以及隧道验收等，隧洞衬砌支护是指在隧道内壁或顶部进行覆盖和支撑的结构，其作用主要包括以下几个方面：地质支护：隧洞衬砌可以对地质条件较差的隧道进行支护，防止土壤和岩层的崩塌、滑坡等地质灾害，从而保障隧道的稳定和安全。提高承载能力：通过衬砌结构的设置，可以增加隧道的整体承载能力，使得隧道能够承受地下水压力、地表荷载等外部作用力。保护隧道结构：衬砌可以保护隧道结构不受水蚀、风化、侵蚀等自然因素的影响，延长隧道的使用寿命。减小水力阻力：在水利工程中，隧洞衬砌可以减小水流对隧道壁面的摩擦阻力，降低水力损失，有利于提高水流的输送效率。
3、针对小断面引水隧洞时，因小断面引水隧洞的空间限制和操作困难，导致小断面隧洞不适合直接使用传统的二衬台车，从而导致小断面引水隧洞的衬砌效率较低。
技术实现思路
1、为提高混凝土衬砌效率，本申请提供一种
2、第一方面，本申请提供的一种小断面隧洞混凝土快速衬砌装置，采用如下的技术方案：
3、一种小断面隧洞混凝土快速衬砌装置，包括支撑架、支撑机构和模板，所述支撑架的底部设置有行走轮，所述模板包括顶模板和端头模板，所述支撑机构位于支撑架和顶模板之间，所述支撑机构用于驱使顶模板朝向隧洞顶部或背离隧洞顶部的方向运行，所述顶模板包括两层弹性板和位于两层弹性板之间的支撑板，所述支撑板包括多块安装板，所述安装板的长度方向平行于隧洞的长度方向，相邻所述安装板相互铰接，所述安装板的铰接轴线平行于隧洞的长度方向，所述弹性板和安装板滑动连接，所述支撑板还包括固定件，所述固定件用于支撑板抵接隧洞顶部后、固定支撑板，靠近所述支撑机构的弹性板滑动设置在支撑机构上，所述弹性板的滑动方向平行于隧洞的掌子面。
4、可选的，所述安装板的两侧壁均设置有固定板，相邻所述安装板上的固定板相互贴合，贯穿所述固定板设置有转轴，所述转轴的长度方向平行于隧洞的长度方向，所述转轴转动设置在固定板上，所述固定件包括同轴设置在转轴上的棘轮和转动设置在固定板上的棘爪，所述棘爪的转动轴线垂直于固定板，所述棘爪与棘轮相互啮合。
5、可选的，所述棘爪滑动设置在固定板上，所述棘爪的滑动方向垂直于所在固定板侧壁，所述固定板上设置有用于驱动棘爪滑动的第一驱动件。
6、可选的，所述转轴滑动穿设在固定板上，所述转轴的滑动方向垂直于固定板，所述转轴上设置有两根固定杆，所述转轴上开设有供固定杆安装的滑孔，所述滑孔位于内部的固定板的一侧，所述固定杆通过滑孔滑动设置在转轴上，所述滑孔的轴线方向垂直于转轴的轴线方向，所述固定杆的抵接内部固定板的内向侧壁。
7、可选的，所述支撑机构包括设置在支撑架上的液压缸，所述液压缸活塞杆的长度方向垂直于隧洞的轴线方向，所述弹性板滑动设置在液压缸的活塞杆上，所述液压缸的活塞杆上设置有t形块，所述弹性板上开设有供t形块滑动的t形槽，所述t形槽所在平面平行于掌子面。
8、可选的，所述液压缸设置有多个，所述液压缸沿平行于掌子面和沿垂直于隧洞的长度方向间隔且均匀排板，靠近所述支撑架的弹性板上设置有安装杆，所述安装杆为弧形杆，所述安装杆位于沿垂直于隧洞长度方向排板的液压缸之间。
9、可选的，靠近所述支撑架的弹性板底部设置有安装环，所述安装杆通过安装环固定设置在弹性板上。
10、可选的，所述支撑架上转动设置有安装轴，所述安装轴的轴线方向平行于隧洞长度方向，所述液压缸本体固定设置在安装轴上，所述安装轴上套设有蜗轮，所述支撑架上转动设置有与蜗轮啮合的蜗杆。
11、可选的，所述支撑架上开设有弧形槽，所述安装轴位于弧形槽内，所述液压缸本体的底部承接在弧形槽底壁且沿弧形槽底部滑移。
12、第二方面，本申请提供一种小断面隧洞混凝土快速衬砌施工方法，采取如下技术方案：
13、可选的，一种小断面隧洞混凝土快速衬砌施工方法，使用小断面隧洞混凝土快速衬砌装置，还包括；
14、s1：隧洞衬砌施工时，将支撑架推动至隧洞内，再将支撑架固定在隧洞内；
15、s2：通过支撑机构驱使顶模板朝向隧洞顶壁运行，并抵接在隧洞顶壁，在此过程中，安装板之间自动调节角度，使安装板最大限度的贴合在隧洞底部，同时，在此过程中，弹性板被动调节弧度，使弹性板适合隧洞顶部弧度，经过上述弧度调节后，在固定件的作用下，对相邻安装板固定；
16、s3：再通过支撑机构调节模板靠近支撑架运行，使得顶模板与隧洞顶部的距离为衬砌设计厚度，再使用端头模板进行封堵两侧，随后进行混凝土浇筑。
17、综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
18、1.隧洞衬砌混凝土浇筑时，将支撑架推动进入隧洞内，再通过支撑机构驱使顶模板移动，顶模板移动至隧洞顶部并抵接在隧洞顶部，在此过程中，安装板被动转动，安装板自动贴合在隧洞顶部，同时，弹性板形变并贴合在隧洞顶部，此过程中，在固定件的作用下，相邻安装板被固定在上述角度，随后支撑机构带动顶模板朝向背离隧洞顶部的方向移动，顶模板移动至衬砌混凝土的设计厚度后，将顶模板固定在上述处，随后将端头模板安装在顶模板上，再进行混凝土的浇筑，上述过程中，因安装板铰接连接，因此，安装板贴合隧洞顶部后，自动调节其角度，以便于顶模板处于适合与隧洞顶部的弧度，进而提高了衬砌装置的安装效率，提高了衬砌效率；进一步的，因安装板和弹性板连接成整体，进而缩减了顶模板的安装时间，从而提高了衬砌混凝土的安装效率；
19、2.相邻安装板相互铰接，且在弹性板的作用下，使得顶模板适用于不同截面的小断面隧洞，提高了衬砌装置的适用范围；
20、3.支撑机构与弹性板滑动连接、安装板和弹性板滑动连接，便于顶模板适用于隧洞顶部后，顶模板反向移动而预留出浇筑空间。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种小断面隧洞混凝土快速衬砌装置，其特征在于：包括支撑架(1)、支撑机构(2)和模板，所述支撑架(1)的底部设置有行走轮，所述模板包括顶模板(3)和端头模板，所述支撑机构(2)位于支撑架(1)和顶模板(3)之间，所述支撑机构(2)用于驱使顶模板(3)朝向隧洞顶部或背离隧洞顶部的方向运行，所述顶模板(3)包括两层弹性板(31)和位于两层弹性板(31)之间的支撑板(32)，所述支撑板(32)包括多块安装板(321)，所述安装板(321)的长度方向平行于隧洞的长度方向，相邻所述安装板(321)相互铰接，所述安装板(321)的铰接轴线平行于隧洞的长度方向，所述弹性板(31)和安装板(321)滑动连接，所述支撑板(32)还包括固定件(4)，所述固定件(4)用于支撑板(32)抵接隧洞顶部后、固定支撑板(32)，靠近所述支撑机构(2)的弹性板(31)滑动设置在支撑机构(2)上，所述弹性板(31)的滑动方向平行于隧洞的掌子面。
2.根据权利要求1所述的一种小断面隧洞混凝土快速衬砌装置及施工方法，其特征在于：所述安装板(321)的两侧壁均设置有固定板(5)，相邻所述安装板(321)
3.根据权利要求2所述的一种小断面隧洞混凝土快速衬砌装置及施工方法，其特征在于：所述棘爪(42)滑动设置在固定板(5)上，所述棘爪(42)的滑动方向垂直于所在固定板(5)侧壁，所述固定板(5)上设置有用于驱动棘爪(42)滑动的第一驱动件。
4.根据权利要求2所述的一种小断面隧洞混凝土快速衬砌装置及施工方法，其特征在于：所述转轴(6)滑动穿设在固定板(5)上，所述转轴(6)的滑动方向垂直于固定板(5)，所述转轴(6)上设置有两根固定杆(16)，所述转轴(6)上开设有供固定杆(16)安装的滑孔，所述滑孔位于内部的固定板(5)的一侧，所述固定杆(16)通过滑孔滑动设置在转轴(6)上，所述滑孔的轴线方向垂直于转轴(6)的轴线方向，所述固定杆(16)的抵接内部固定板(5)的内向侧壁。
5.根据权利要求1所述的一种小断面隧洞混凝土快速衬砌装置及施工方法，其特征在于：所述支撑机构(2)包括设置在支撑架(1)上的液压缸(21)，所述液压缸(21)活塞杆的长度方向垂直于隧洞的轴线方向，所述弹性板(31)滑动设置在液压缸(21)的活塞杆上，所述液压缸(21)的活塞杆上设置有T形块(8)，所述弹性板(31)上开设有供T形块(8)滑动的T形槽(9)，所述T形槽(9)所在平面平行于掌子面。
6.根据权利要求5所述的一种小断面隧洞混凝土快速衬砌装置及施工方法，其特征在于：所述液压缸(21)设置有多个，所述液压缸(21)沿平行于掌子面和沿垂直于隧洞的长度方向间隔且均匀排板，靠近所述支撑架(1)的弹性板(31)上设置有安装杆(10)，所述安装杆(10)为弧形杆，所述安装杆(10)位于沿垂直于隧洞长度方向排板的液压缸(21)之间。
7.根据权利要求6所述的一种小断面隧洞混凝土快速衬砌装置及施工方法，其特征在于：靠近所述支撑架(1)的弹性板(31)底部设置有安装环(11)，所述安装杆(10)通过安装环(11)固定设置在弹性板(31)上。
8.根据权利要求5所述的一种小断面隧洞混凝土快速衬砌装置及施工方法，其特征在于：所述支撑架(1)上转动设置有安装轴(12)，所述安装轴(12)的轴线方向平行于隧洞长度方向，所述液压缸(21)本体固定设置在安装轴(12)上，所述安装轴(12)上套设有蜗轮(13)，所述支撑架(1)上转动设置有与蜗轮(13)啮合的蜗杆(14)。
9.根据权利要求8所述的一种小断面隧洞混凝土快速衬砌装置及施工方法，其特征在于：所述支撑架(1)上开设有弧形槽(15)，所述安装轴(12)位于弧形槽(15)内，所述液压缸(21)本体的底部承接在弧形槽(15)底壁且沿弧形槽(15)底部滑移。
10.一种小断面隧洞混凝土快速衬砌施工方法，其特征在于：使用如权利要求1-9任意一项所述的小断面隧洞混凝土快速衬砌装置，还包括；
...【技术特征摘要】
1.一种小断面隧洞混凝土快速衬砌装置，其特征在于：包括支撑架(1)、支撑机构(2)和模板，所述支撑架(1)的底部设置有行走轮，所述模板包括顶模板(3)和端头模板，所述支撑机构(2)位于支撑架(1)和顶模板(3)之间，所述支撑机构(2)用于驱使顶模板(3)朝向隧洞顶部或背离隧洞顶部的方向运行，所述顶模板(3)包括两层弹性板(31)和位于两层弹性板(31)之间的支撑板(32)，所述支撑板(32)包括多块安装板(321)，所述安装板(321)的长度方向平行于隧洞的长度方向，相邻所述安装板(321)相互铰接，所述安装板(321)的铰接轴线平行于隧洞的长度方向，所述弹性板(31)和安装板(321)滑动连接，所述支撑板(32)还包括固定件(4)，所述固定件(4)用于支撑板(32)抵接隧洞顶部后、固定支撑板(32)，靠近所述支撑机构(2)的弹性板(31)滑动设置在支撑机构(2)上，所述弹性板(31)的滑动方向平行于隧洞的掌子面。
2.根据权利要求1所述的一种小断面隧洞混凝土快速衬砌装置及施工方法，其特征在于：所述安装板(321)的两侧壁均设置有固定板(5)，相邻所述安装板(321)上的固定板(5)相互贴合，贯穿所述固定板(5)设置有转轴(6)，所述转轴(6)的长度方向平行于隧洞的长度方向，所述转轴(6)转动设置在固定板(5)上，所述固定件(4)包括同轴设置在转轴(6)上的棘轮(41)和转动设置在固定板(5)上的棘爪(42)，所述棘爪(42)的转动轴线垂直于固定板(5)，所述棘爪(42)与棘轮(41)相互啮合。
3.根据权利要求2所述的一种小断面隧洞混凝土快速衬砌装置及施工方法，其特征在于：所述棘爪(42)滑动设置在固定板(5)上，所述棘爪(42)的滑动方向垂直于所在固定板(5)侧壁，所述固定板(5)上设置有用于驱动棘爪(42)滑动的第一驱动件。
4.根据权利要求2所述的一种小断面隧洞混凝土快速衬砌装置及施工方法，其特征在于：所述转轴(6)滑动穿设在固定板(5)上，所述转轴(6)的滑动方向垂直于固定板(5)，所述转轴(6)上设置有两根固定杆(16)，所述转轴(6)上开设有供固定杆(16)安装的滑孔，所述滑孔位于内部的固定板(...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢强，曾荣章，朱军，
申请(专利权)人：四川水发建设有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。