[发明专利]盾构小半径隧洞针梁式旋模全圆衬砌台车及其旋模方法

说明书

本发明提供一种盾构小半径隧洞针梁式旋模全圆衬砌台车及其旋模方法，属于盾构施工的技术领域，台车包括针梁及针梁纵移系统、针梁前部支撑、针梁后部支撑、旋转偏移框架和模板系统；针梁及针梁纵移系统包括针梁和针梁纵移装置；多个旋转偏移框架依次套设在针梁上，每个旋转偏移框架均包括内框架、外框架、内外框支撑、框架偏移施力机构和框架离合机构；模板系统包括两块端头模板以及设置在端头模板之间的n块中间模板，模板均为全圆型。本发明可在隧道直线段与曲线段间进行转换，无需减少一次浇筑混凝土长度，也无需加装及拆除楔形模板。

技术领域

本发明属于盾构施工的技术领域，具体公开了一种盾构小半径隧洞针梁式旋模全圆衬砌台车及其旋模方法。

背景技术

近年来，随着城市扩张，引、输水隧洞逐步增多，相比城市地铁盾构隧道，引、输水盾构隧洞断面小，转弯半径小，在盾构管片的基础上需再浇筑二次衬砌混凝土。

引、输水盾构隧洞因形状为圆形，而必须采用圆形针梁式衬砌台车进行衬砌施工，方可保证衬砌混凝土的整体性。现有针梁式衬砌台车的纵向轴线为直线形，在施工曲线段时，衬砌台车与曲线段无法很好吻合，因此，在弯曲段，或者采取减少衬砌台车一次浇筑混凝土长度的方法，以免衬砌厚度达不到设计要求，或者采用将针梁拆开，分成2部台车及安装楔形板以适应曲线段的方法。

传统直线型针梁式衬砌台车具有以下缺点：

1.在曲线段施工时，为保证衬砌厚度，一次衬砌长度不能太长，衬砌混凝土分段多，施工缝多，质量风险大；

2.立模板、施作防水工程量大；

3.衬砌次数多，进度慢，人工成本、设备成本大；

4.因衬砌混凝土分段多，施工干扰大，组织困难。

而传统安装楔形板的拆线型衬砌台车具有以下缺点：

1.将针梁拆开安装楔形板步骤复杂，多次拆装影响衬砌台车精度，台车部件容易局部形，影响使用寿命；

2. 安拆楔形模板所需时间长，影响施工进度，且人工成本大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种盾构小半径隧洞针梁式旋模全圆衬砌台车及其旋模方法，可在隧道直线段与曲线段间进行转换，无需减少一次浇筑混凝土长度，也无需加装及拆除楔形模板。

为实现上述目的，本发明提供一种盾构小半径隧洞针梁式旋模全圆衬砌台车，包括针梁及针梁纵移系统、针梁前部支撑、针梁后部支撑、旋转偏移框架和模板系统；针梁及针梁纵移系统包括针梁和针梁纵移装置；针梁为箱型中空结构，顶板上沿着纵向设置有两个滑轮孔；针梁纵移装置包括钢丝绳、钢丝绳收放机构、滑轮、调心轴承和针梁铰耳；针梁铰耳设置在滑轮孔两侧，且位于针梁内；滑轮的轮轴通过调心轴承与针梁铰耳转动连接，滑轮穿过滑轮孔；钢丝绳收放机构设置在针梁内；钢丝绳缠绕在钢丝绳收放机构上，绕过滑轮，两端穿过滑轮孔均位于针梁外；针梁前部支撑和针梁后部支撑均支撑在针梁的底部，分别靠近针梁的前端和后端；多个旋转偏移框架依次套设在针梁上，每个旋转偏移框架均包括内框架、外框架、内外框支撑、框架偏移施力机构和框架离合机构；内框架为方型框架，套设置在针梁外，内高与针梁的外高一致，内宽大于针梁的外宽；外框架包括相对设置的两个外框外环以及连接两个外框外环的外框纵梁，外框架套设在内框架外，外框外环和内框架之间通过多个内外框支撑连接，至少有1个外框纵梁位于针梁的左侧或右侧；框架偏移施力机构穿过内框架的预留孔，外端与位于针梁左侧或右侧的外框纵梁固定连接，内端与针梁的对应侧纵向滑动连接；两组框架离合机构分别位于内框架的左右两侧，框架离合机构的第一端与外框架铰接，第二端与相邻的旋转偏移框架可拆卸铰接；模板系统包括两块端头模板以及设置在端头模板之间的n块中间模板，n=0，1，2，3……，模板均为全圆型；

端头模板的端头面与隧道轴线垂直，与相邻模板连接的连接面与隧道轴线斜交；