[发明专利]一种隧道施工衬砌量确定装置及其施工方法

权利要求书

1.一种隧道施工衬砌量确定装置，其特征在于：包括模板（9），所述模板（9）上设有注浆出口（15）和注浆入口（19），所述注浆出口（15）布设在模板（9）外侧，注浆入口（19）布设在模板（9）内侧；所述模板（9）内侧顶部安装有加强筋（22），所述加强筋（22）下方安装有交叉布设的多组横向伸缩支撑杆（17）和纵向伸缩支撑杆（18）；

每组横向伸缩支撑杆（17）和纵向伸缩支撑杆（18）由两根横向伸缩支撑杆（17）和两根纵向伸缩支撑杆（18）交叉组成，横向伸缩支撑杆（17）和纵向伸缩支撑杆（18）两者的伸缩支撑结构为千斤顶或液压缸；

模板内反光靶（7）和模板外反光靶（11）分别均布安装在所述模板（9）的内壁面和外壁面，所述模板内反光靶（7）和模板外反光靶（11）数量相同，且通过模板（9）的轴线一一对应布设；三维扫描仪（23）布设在模板（9）外侧且其位置正对模板（9）竖向中心线；

所述模板（9）内侧两端设有支撑平台（14），所述模板（9）两端边缘通过螺栓（6）旋入模板（9）内活动安装有挡板（4），所述挡板（4）上均布布设有直角支撑架，支架（5）连接在直角支撑架与支撑平台（14）之间，所述模板（9）内壁面安装有输电线路组（30），所述输电线路组（30）上均布连接有太阳灯（31）。

2.根据权利要求1所述的隧道施工衬砌量确定装置，其特征在于：所述注浆出口（15）和注浆入口（19）的数量均为2个，注浆出口（15）和注浆入口（19）分别布设在模板（9）的两端。

3.一种隧道施工衬砌量确定施工方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）利用混凝土喷射机对山体（1）开挖结构进行初衬形成初衬结构（10），并在初衬结构（10）内均布布设加强筋（2）；

（2）在初衬结构（10）壁面布设防水层（3），并沿隧道前进方向在防水层（3）上安装反光靶一（91），反光靶一（91）数量与模板外反光靶（11）数量相同；

（3）利用三维扫描仪（23）开始对反光靶一（91）进行扫描，将数据输入计算机计算测得防水层（3）以下区域的圆拱体积；

（4）利用行走装置将模板（9）送入初衬结构（10）内，并调整三维扫描仪（23）高度对模板外反光靶（11）和模板内反光靶（7）进行扫描，将数据输入计算机计算分别测得模板（9）的外壁面以下区域的圆拱体积和内壁面以下区域的圆拱体积；

（5）利用计算机开始计算，通过将测得防水层（3）以下区域的圆拱体积减去模板（9）的外壁面以下区域的圆拱体积得出空差区域数值，确定二次衬砌量；

（6）将挡板（4）通过螺栓（6）旋入模板（9）内将模板（9）的外壁面两端与初衬结构（10）    之间空差出来的间隙挡住，打开太阳灯（31）照亮模板（9）内部，开始对注浆入口（19）注射混凝土，注射量为步骤（5）计算出的二次衬砌量；

（7）注浆完成之后，按设计时间进行养护之后，再次使用三维扫描仪（23）扫描模板内反光靶（7），将数据输入计算机计算测得模板（9）内壁面以下区域的圆拱体积二次数据，通过与步骤（4）的模板（9）内壁面以下区域的圆拱体积数据对比，确定隧道二次衬砌变形量；

（8）拆卸挡板（4），继续利用行走装置带动模板（9）前进；

（9）重复步骤1-8，直到整体二次衬砌段完成为止。

4.根据权利要求3所述的隧道施工衬砌量确定施工方法，其特征在于：所述加强筋（2）为工字钢或者圆钢。

5.根据权利要求3所述的隧道施工衬砌量确定施工方法，其特征在于：所述混凝土喷射机为干湿两用混凝土喷射机。