本發(fā)明涉及一種隧道及地下工程中拱架的施工臺(tái)車及施工方法。

技術(shù)背景

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投資增加，交通、水利等隧道工程越來(lái)越多。初支結(jié)構(gòu)多采用型鋼拱架、格柵鋼架、混凝土鋼管等拱架支護(hù)形式，目前施工中多采用人工進(jìn)行初支結(jié)構(gòu)的安裝，造成了巨大的人力消耗和人員傷害。

現(xiàn)有技術(shù)中雖然已經(jīng)有對(duì)型鋼拱架、格柵鋼架以及混凝土鋼管等支護(hù)形式進(jìn)行支護(hù)的施工小車，但小車的體積較小，把拱架等結(jié)構(gòu)吊裝到施工小車上時(shí)，只有頂升部位，如液壓油缸的頂端與拱架接觸，所以會(huì)導(dǎo)致拱架等結(jié)構(gòu)的搖晃，一方面不利于調(diào)整拱架等結(jié)構(gòu)的頂升精度，為了達(dá)到預(yù)期的頂升安裝精度時(shí)，就需要調(diào)整拱架的位置，不但耗費(fèi)了時(shí)間，降低了工作效率，還耗費(fèi)了大量的人力物力，另一方面拱架搖晃過(guò)程中，容易對(duì)工作人員造成傷害或?qū)ω?cái)產(chǎn)造成損失；第三方面，拱架發(fā)生搖晃時(shí)，需要對(duì)拱架施加作用力使其靜止，而且在拱架的頂升過(guò)程中需要扶住拱架，防止其搖晃，耗費(fèi)人力物力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種隧道及地下工程中拱架的施工臺(tái)車，拱架吊裝到施工臺(tái)車上以后，可以在施工臺(tái)車的作用下快速靜止，且施工臺(tái)車上設(shè)置有拱架固定結(jié)構(gòu)，在拱架頂升過(guò)程中將拱架進(jìn)行固定，防止拱架的搖晃，提高了拱架頂升的精度和頂升效率，并消除了安全隱患。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種隧道及地下工程中拱架的施工臺(tái)車的施工方法。

為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種隧道及地下工程中拱架的施工臺(tái)車，包括底層支撐結(jié)構(gòu)、中層支撐結(jié)構(gòu)和上層頂升結(jié)構(gòu)，其中，

底層支撐結(jié)構(gòu)包括第一支撐臺(tái)，中層支撐結(jié)構(gòu)固定在第一支撐臺(tái)的上表面；

中層支撐結(jié)構(gòu)包括第二支撐臺(tái)，第二支撐臺(tái)的上表面安裝有水平導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，所述上層頂升結(jié)構(gòu)安裝在水平導(dǎo)向結(jié)構(gòu)上，且與動(dòng)力源連接；

所述上層頂升結(jié)構(gòu)包括底座、升降結(jié)構(gòu)和第三支撐臺(tái)，底座安裝在所述水平導(dǎo)向結(jié)構(gòu)上，升降結(jié)構(gòu)安裝在所述底座上，第三支撐臺(tái)固定在升降結(jié)構(gòu)上；第三支撐臺(tái)的上表面設(shè)置有卡合固定結(jié)構(gòu)，卡合固定結(jié)構(gòu)包括卡槽，卡槽的槽體寬度與待頂升拱架的寬度對(duì)應(yīng)設(shè)置，使卡槽與待頂升拱架過(guò)盈配合；

第一支撐臺(tái)、第二支撐臺(tái)和第三支撐臺(tái)的寬度依次減小，使得將待頂升拱架在施工臺(tái)車上固定完畢后，第一支撐臺(tái)、第二支撐臺(tái)和第三支撐臺(tái)的相對(duì)的兩個(gè)邊緣均與待頂升拱架接觸，且產(chǎn)生用于固定拱架的作用力。

優(yōu)選的，所述第一支撐臺(tái)和第二支撐臺(tái)共軸安裝。

優(yōu)選的，所述第一支撐臺(tái)和第二支撐臺(tái)的上表面均為平面。

優(yōu)選的，所述第一支撐臺(tái)的相對(duì)的兩個(gè)邊緣處設(shè)置有多組第一凹槽，每組第一凹槽的連線與所述水平導(dǎo)向結(jié)構(gòu)垂直。

優(yōu)選的，所述第二支撐臺(tái)的相對(duì)的兩個(gè)邊緣處設(shè)置有多組第二凹槽，每組第二凹槽的連線與所述水平導(dǎo)向結(jié)構(gòu)垂直。

進(jìn)一步優(yōu)選的，第一支撐臺(tái)上的多組第一凹槽與第二支撐臺(tái)上的多組第二凹槽對(duì)應(yīng)設(shè)置。

優(yōu)選的，所述水平導(dǎo)向結(jié)構(gòu)為平行設(shè)置的兩條導(dǎo)軌。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述導(dǎo)軌的形狀為半圓柱形，所述底座的下表面設(shè)置有與所述導(dǎo)軌配合的半圓柱形凹槽。

優(yōu)選的，所述卡合固定結(jié)構(gòu)包括第一卡槽和第二卡槽，第一卡槽和第二卡槽分別固定在第三支撐臺(tái)的上表面的相對(duì)的兩個(gè)邊緣處，且第一卡槽和第二卡槽均與水平導(dǎo)向結(jié)構(gòu)垂直。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述第一卡槽和第二卡槽均由相對(duì)固定的兩塊板狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成。

優(yōu)選的，所述升降結(jié)構(gòu)包括四個(gè)單體液壓支柱，四個(gè)單體液壓支柱分別安裝在第三支撐臺(tái)的下表面的四個(gè)角處，單體液壓支柱油泵安裝在所述底座上。

優(yōu)選的，所述第一支撐臺(tái)的下表面的四個(gè)角處設(shè)置有支腿，支腿的下方安裝有輪子。

一種隧道及地下工程中拱架的施工臺(tái)車的施工方法，包括如下步驟：

1)將施工臺(tái)車運(yùn)送至待支護(hù)位置處，將上層頂升結(jié)構(gòu)移動(dòng)至待支護(hù)位置的下方；

2)將待頂升拱架進(jìn)行吊裝，使待頂升拱架的兩側(cè)拱腰卡在第一支撐臺(tái)的一組第一凹槽中或/第二支撐臺(tái)的一組第二凹槽中；

3)將待頂升拱架下移，使其頂部卡合在所述卡合固定結(jié)構(gòu)的卡槽中，固定；

4)啟動(dòng)升降結(jié)構(gòu)，將拱架平穩(wěn)頂升，拱架沿第一凹槽或/和第二凹槽上升，直至設(shè)定高度。

本發(fā)明的有益效果為：

1、本發(fā)明的卡合固定結(jié)構(gòu)可以用于卡合固定拱架的頂部，第一支撐臺(tái)和/或第二支撐臺(tái)相對(duì)的兩個(gè)邊緣處的凹槽對(duì)拱架的拱腰起到卡合限定作用，卡合固定結(jié)構(gòu)與第一支撐臺(tái)和/或第二支撐臺(tái)配合，使拱架吊裝到施工平臺(tái)上以后，迅速靜止下來(lái)，在頂升過(guò)程中也可以避免拱架的搖晃，一方面避免了拱架搖晃帶來(lái)的安全隱患，另一方面可以保證拱架頂升的精度，減少了人力物力的消耗。

2、水平導(dǎo)向結(jié)構(gòu)可以調(diào)整上層頂升結(jié)構(gòu)的位置，提高頂升精度的同時(shí)，還適用于不同位置處的支護(hù)工作。

3、單體液壓支柱的油泵安裝在上層頂升結(jié)構(gòu)的底座內(nèi)，簡(jiǎn)化了施工平臺(tái)的結(jié)構(gòu)，且更方便頂升工作的進(jìn)行。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的上層頂升結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1、拱架；2、第二支撐臺(tái)；3、水平導(dǎo)向結(jié)構(gòu)；4、層間支柱；5、單體液壓支柱油泵；6、底座；7、單體液壓支柱；8、第三支撐臺(tái)；9、卡合固定結(jié)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明：

如圖所示，一種隧道及地下工程中拱架的施工臺(tái)車，包括底層支撐結(jié)構(gòu)、中層支撐結(jié)構(gòu)和上層頂升結(jié)構(gòu)，其中，

底層支撐結(jié)構(gòu)是指最下層的支撐結(jié)構(gòu)，其作用如下：

第一，施工平臺(tái)是用于頂升拱架等支護(hù)結(jié)構(gòu)，拱架一般是型鋼拱架，或混凝土鋼管拱架，具有較大的重量，為了保證頂升過(guò)程的平穩(wěn)、安全性，需要施工平臺(tái)具有較高的強(qiáng)度和較低的重心位置，所以對(duì)該底層支撐結(jié)構(gòu)提出了較嚴(yán)格的要求，底層支撐結(jié)構(gòu)應(yīng)具有較大的體積，較重的重量以及較高的強(qiáng)度，起到底部支撐的作用。所以，底層支撐結(jié)構(gòu)包括第一支撐臺(tái)，該第一支撐臺(tái)的具體結(jié)構(gòu)及形式?jīng)]有嚴(yán)格的限制，如第一支撐臺(tái)本身就起到類似底座的作用，第一支撐臺(tái)的重量較重，可以使施工臺(tái)車的重心整體下移。作為另一種實(shí)施方式，底層支撐結(jié)構(gòu)除了包括第一支撐臺(tái)之外，也可以包括在第一支撐臺(tái)下方設(shè)置的起到支撐作用的支柱，支柱支撐在第一支撐臺(tái)的角處，保證第一支撐臺(tái)的穩(wěn)定性，如，加入第一支撐臺(tái)的為長(zhǎng)方體，則支柱支撐在第一支撐臺(tái)下表面的四個(gè)角處，這是大家所公知的支撐方法。當(dāng)然，由于隧道等地下工程的高度較高，所以在保證穩(wěn)定性的條件下，可以適當(dāng)提高支柱的高度，該高度可以經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)獲得。

第二，底層支撐結(jié)構(gòu)可以對(duì)拱架起到摩擦固定或設(shè)置凹槽，起到卡合固定的作用。在拱架頂升過(guò)程中，第一步應(yīng)該是將拱架吊裝至施工平臺(tái)的升降結(jié)構(gòu)上，然后由施工平臺(tái)進(jìn)行頂升工作。一般的升降結(jié)構(gòu)只是對(duì)拱架起到支撐作用，或?yàn)榱朔乐构凹艿牡袈?，在升降結(jié)構(gòu)上設(shè)置有擋板。但是往往忽略了一點(diǎn)，外部的作用力將拱架吊裝至施工平臺(tái)的升降結(jié)構(gòu)時(shí)，拱架容易發(fā)生晃動(dòng)，晃動(dòng)一方面會(huì)使拱頂偏離升降結(jié)構(gòu)，再頂升時(shí)，降低了頂升的精度，需要再耗費(fèi)人力物力對(duì)拱架的位置進(jìn)行調(diào)整；另一方面，拱架的質(zhì)量較大，慣性大，晃動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的破壞力較大，會(huì)對(duì)附近的人和物產(chǎn)生安全隱患。

所以，可以增大第一支撐座的寬度，使其稍大于拱架固定后相應(yīng)位置處的寬度，使第一支撐座與拱架之間發(fā)生摩擦力，進(jìn)而對(duì)拱架進(jìn)行快速固定。應(yīng)注意第一支撐座與拱架之間的摩擦力不能太大，太大很難進(jìn)行人為控制，所以，第一支撐座的寬度及高度與拱架的對(duì)應(yīng)關(guān)系可以通過(guò)相關(guān)試驗(yàn)確定。

作為另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，在第一支撐座的相對(duì)的兩個(gè)邊緣處可以設(shè)置多組凹槽，將拱架的兩側(cè)拱腰放置于凹槽中，每一組凹槽的連線與水平導(dǎo)向結(jié)構(gòu)垂直，凹槽的寬度與拱架的寬度對(duì)應(yīng)設(shè)置，此處，凹槽的寬度應(yīng)稍大于拱架的寬度，以防止在頂升過(guò)程中凹槽對(duì)拱架產(chǎn)生較大的阻力。在頂升過(guò)程中，凹槽對(duì)拱架的位置起到限定作用，防止了拱架的搖晃。

中層支撐結(jié)構(gòu)固定在第一支撐臺(tái)的上表面，起到中間過(guò)渡的作用，對(duì)拱架的頂升起到更好的輔助作用。中間支撐結(jié)構(gòu)可以包括一層支撐臺(tái)，也可以包括多層支撐臺(tái)，視具體的施工環(huán)境而定。為了簡(jiǎn)化施工平臺(tái)的結(jié)構(gòu)，將中層支撐結(jié)構(gòu)構(gòu)造為一層，包括第二支撐臺(tái)2，第二支撐臺(tái)2與第一支撐臺(tái)之間可以直接接觸，在該種情況下，為了達(dá)到頂升的高度，第二支撐臺(tái)2應(yīng)具有較大的厚度，會(huì)造成原料的浪費(fèi)，所以，在保證強(qiáng)度和穩(wěn)定性的條件下，將第二支撐臺(tái)2設(shè)計(jì)成一定的厚度，在第二支撐臺(tái)2與第一支撐臺(tái)之間通過(guò)設(shè)置層間支柱4進(jìn)行支撐固定，層間支柱4的高度可以根據(jù)實(shí)際的施工環(huán)境進(jìn)行調(diào)整，所以，可以將層間支柱4設(shè)計(jì)成可伸縮結(jié)構(gòu)，具有更好的適用性。

為了保證中層支撐結(jié)構(gòu)與底層支撐結(jié)構(gòu)的協(xié)同作用，將第二支撐臺(tái)2的寬度設(shè)計(jì)為小于第一支撐臺(tái)的寬度，且兩者同軸設(shè)置。由于拱架吊裝后，上部的寬度小于下部的寬度，第一支撐臺(tái)和第二支撐臺(tái)2的寬度與拱架的寬度相適應(yīng)，可以同時(shí)對(duì)拱架起到一定的摩擦力，更快地將拱架進(jìn)行固定。

也可以只在第二支撐臺(tái)2的相對(duì)的兩個(gè)邊緣處設(shè)置多組凹槽，每組凹槽的連線與水平導(dǎo)向結(jié)構(gòu)垂直。即，第二支撐臺(tái)2在拱架頂升過(guò)程中也可以對(duì)拱架起到限位的作用，避免了拱架的搖晃。

同樣，可同時(shí)在第一支撐臺(tái)和第二支撐臺(tái)2的邊緣處設(shè)置凹槽，原理在此不再贅述。

第二支撐臺(tái)2的上表面安裝有水平導(dǎo)向結(jié)構(gòu)3，所述上層頂升結(jié)構(gòu)活動(dòng)安裝在水平導(dǎo)向結(jié)構(gòu)3上，且與動(dòng)力源連接。在對(duì)隧道進(jìn)行支護(hù)時(shí)，需要并排安裝多個(gè)拱架，如果移動(dòng)施工平臺(tái)，然后再進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，不容易進(jìn)行。上層頂升結(jié)構(gòu)活動(dòng)安裝在水平導(dǎo)向結(jié)構(gòu)3上，使上層頂升結(jié)構(gòu)可以沿著水平導(dǎo)向結(jié)構(gòu)3沿水平方向進(jìn)給，當(dāng)頂升支護(hù)完一個(gè)拱架時(shí)，可以只調(diào)節(jié)上層頂升結(jié)構(gòu)，使其沿隧道方向移動(dòng)設(shè)定距離后，固定，然后支護(hù)下一個(gè)拱架，該種方式較簡(jiǎn)便，容易實(shí)現(xiàn)，提高了工作效率。

水平導(dǎo)向結(jié)構(gòu)3可以為單個(gè)導(dǎo)軌，也可以為兩條平行設(shè)置的導(dǎo)軌，只要可以使上層頂升結(jié)構(gòu)沿定向水平移動(dòng)即可。水平導(dǎo)向結(jié)構(gòu)3的形狀不作任何限制，如，可以為圓柱、半圓柱以及其他的柱體，為了方便安裝和加工，優(yōu)選為半圓柱體。

如圖2所示，所述上層頂升結(jié)構(gòu)包括底座6、升降結(jié)構(gòu)和第三支撐臺(tái)8，底座6的底部設(shè)置有凹槽，且底座6通過(guò)凹槽安裝在所述水平導(dǎo)向結(jié)構(gòu)3上，升降結(jié)構(gòu)安裝在所述底座6上，第三支撐臺(tái)8固定在升降結(jié)構(gòu)上；第三支撐臺(tái)8的上表面設(shè)置有卡合固定結(jié)構(gòu)9，卡合固定結(jié)構(gòu)9包括卡槽，卡槽的槽體寬度與待頂升拱架的寬度對(duì)應(yīng)設(shè)置，使卡槽與待頂升拱架1過(guò)盈配合?？ú鄣淖饔檬强ê瞎潭ü凹?，防止其在頂升過(guò)程中發(fā)生晃動(dòng)，所以需要卡槽與拱架1過(guò)盈配合。

作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述卡合固定結(jié)構(gòu)9包括第一卡槽和第二卡槽，第一卡槽和第二卡槽分別固定在第三支撐臺(tái)的上表面的相對(duì)的兩個(gè)邊緣處，且第一卡槽和第二卡槽均與水平導(dǎo)向結(jié)構(gòu)3垂直。所述第一卡槽和第二卡槽均由相對(duì)固定的兩塊板狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成，兩塊板狀結(jié)構(gòu)之間的距離稍小于拱架的型鋼寬度。

所述升降結(jié)構(gòu)包括四個(gè)單體液壓支柱7，四個(gè)單體液壓支柱7分別安裝在第三支撐臺(tái)8的下表面的四個(gè)角處，單體液壓支柱油泵5安裝在所述底座6上。

所述第一支撐臺(tái)的下表面的四個(gè)角處設(shè)置有支腿，支腿的下方安裝有輪子，便于施工臺(tái)車的移動(dòng)。

一種隧道及地下工程中拱架的施工臺(tái)車的施工方法，包括如下步驟：

1)將施工臺(tái)車運(yùn)送至待支護(hù)位置處，將上層頂升結(jié)構(gòu)移動(dòng)至待支護(hù)位置的下方；

2)將待頂升拱架1進(jìn)行吊裝，使待頂升拱架1的兩側(cè)拱腰卡在第一支撐臺(tái)的一組第一凹槽中或/第二支撐臺(tái)的一組第二凹槽中；

3)將待頂升拱架1下移，使其頂部卡合在所述卡合固定結(jié)構(gòu)9的卡槽中，固定；

4)啟動(dòng)升降結(jié)構(gòu)，將拱架1平穩(wěn)頂升，拱架1沿第一凹槽或/和第二凹槽上升，直至設(shè)定高度。

上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。