本發(fā)明屬于隧道施工，具體涉及一種黃土隧道裝配式仰拱快速安裝系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隧道裝配式仰拱安裝是先根據(jù)隧道設(shè)計(jì)要求和地質(zhì)條件，設(shè)計(jì)合適的仰拱預(yù)制構(gòu)件，制好的仰拱構(gòu)件需要安全地運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，并在施工現(xiàn)場(chǎng)妥善存放，在隧道內(nèi)進(jìn)行仰拱安裝前，需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行準(zhǔn)備，包括清理隧道底部的雜物、平整地面、設(shè)置臨時(shí)支撐等，接著根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，將預(yù)制仰拱構(gòu)件按照正確的位置和順序放置在隧道底部，預(yù)制仰拱構(gòu)件之間以及與隧道壁之間需要進(jìn)行連接和固定。

2、現(xiàn)有技術(shù)存在的問題：

3、混凝土預(yù)制品需要在工廠預(yù)制，然后運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，預(yù)制品在現(xiàn)場(chǎng)的存放需要占用一定的空間，但由于隧道施工現(xiàn)場(chǎng)大多存在山區(qū)，因地理空間限制導(dǎo)致儲(chǔ)存堆場(chǎng)的空間即為有限，其能夠儲(chǔ)存的預(yù)制件的數(shù)量有限，有限的儲(chǔ)存量容易發(fā)生兩種問題，一、供給進(jìn)度不及使用速度，導(dǎo)致施工進(jìn)度因供給不及時(shí)而延誤，二、使用速度不及供給進(jìn)度，在隧道施工突遇各種突發(fā)情況致使進(jìn)度延誤時(shí)，若不及時(shí)調(diào)節(jié)預(yù)制件供給的計(jì)劃，現(xiàn)場(chǎng)堆場(chǎng)將無法堆放運(yùn)輸而來的新預(yù)制件，更有甚者將導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)交通堵塞，增加了現(xiàn)場(chǎng)管理的難度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種黃土隧道裝配式仰拱快速安裝系統(tǒng)，能夠提供出能夠不影響隧道預(yù)制件使用進(jìn)度的供給計(jì)劃，供給計(jì)劃可根據(jù)多項(xiàng)因素靈活調(diào)節(jié)，不僅可保證預(yù)制件及時(shí)補(bǔ)充，還可避免因施工延誤而引起的堆場(chǎng)管理混亂的情況。

2、本發(fā)明采取的技術(shù)方案具體如下：

3、一種黃土隧道裝配式仰拱快速安裝系統(tǒng)，包括裝配式仰拱安裝方法，具體步驟如下：

4、步驟s1、施工準(zhǔn)備：

5、根據(jù)設(shè)計(jì)要求及施工方案組織人員機(jī)械進(jìn)場(chǎng)，對(duì)施工人員進(jìn)行安全及技術(shù)交底；

6、步驟s2、仰拱開挖：

7、1）開挖前根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)及施工坐標(biāo)進(jìn)行測(cè)量放線，確定仰拱開挖線，確保仰拱開挖深度及輪廓線形；

8、2）仰拱開挖根據(jù)隧道圍巖情況采用人工配合機(jī)械開挖，或松動(dòng)爆破配合機(jī)械開挖，一次性開挖長(zhǎng)度：土和軟巖不大于3米、硬巖不大于5米；

9、步驟s3、基底清理：

10、仰拱開挖完成后，及時(shí)清除基底虛渣、積水等雜物，及時(shí)施作仰拱初期支護(hù)、仰拱討砌及回填；

11、步驟s4、仰拱初期支護(hù)；

12、步驟s5、仰拱及回填施工：

13、1）仰拱端頭模板安裝，加固，并對(duì)仰拱底面高程進(jìn)行測(cè)量檢查；

14、2）仰拱鋼筋安裝及綁扎，鋼筋加工采用鋼筋彎弧機(jī)對(duì)仰拱筋預(yù)彎，鋼筋安裝采用定位鋼筋及鋼筋定位卡具相結(jié)合的精準(zhǔn)定位工藝，定位卡具采用等邊角鋼開口制作，有效控制鋼筋間距，層距均勻統(tǒng)一，提高保護(hù)層厚度合格率，仰拱鋼筋的加工及安裝應(yīng)符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，仰拱兩側(cè)邊墻部位的鋼筋預(yù)留長(zhǎng)度，相鄰鋼筋接頭錯(cuò)開不小于1，且同一截面的鋼筋接頭數(shù)不大于50%，鋼筋保護(hù)層厚度采用高強(qiáng)砂漿墊塊控制，墊塊布設(shè)數(shù)量不少于5個(gè)/；

15、3）仰拱模板安裝及加固，仰拱施工采用液壓移動(dòng)棧橋（302）和配套形腹模，保證隧底混凝土和邊墻混凝土一次澆筑成型，確保了仰拱設(shè)計(jì)弧度和曲率；

16、4）仰拱襯砌混凝土施工，仰拱襯砌混凝土和填充混凝土分層澆筑，采用泵送或溜槽送料方式，確保分窗進(jìn)料，通過窗口人工振搗和附著式振搗器整體振搗，確?；炷撩軐?shí)度和強(qiáng)度；

17、5）邊墻縱向遇水膨脹止水條施工，邊墻遇水膨脹止水條待頂面收面后，采用方鋼預(yù)壓糟工裝形成順直、規(guī)范的預(yù)留槽，拆模后待混凝土表面干燥后，嵌入止水條并固定；

18、6）預(yù)制件日供給計(jì)劃更新，根據(jù)當(dāng)前進(jìn)度信息、剛完工段隧道圍巖壓力的監(jiān)測(cè)結(jié)果、環(huán)境信息、預(yù)制件調(diào)度信息，進(jìn)行每日預(yù)制件供給計(jì)劃地更新，確保預(yù)制件跟進(jìn)到位，且避免施工堆場(chǎng)堆積過剩；

19、7）仰拱預(yù)制件組裝施工，施工前清除仰拱表面積水雜物等，拆除仰拱孤形腹模后，安裝各部位上的仰拱預(yù)制件，預(yù)制件與預(yù)制件之間、預(yù)制件與襯砌混凝土之間固定連接，并在拼接預(yù)留間隙內(nèi)填充混凝士，再次振搗保證填充混凝土的密實(shí)度；

20、8）激光指向儀檢查，在掘進(jìn)期間，激光指向儀可以安置于后方仰拱塊形成的中心水溝中，通過激光束檢查預(yù)制件的安裝精度，為隧道內(nèi)支護(hù)結(jié)構(gòu)施工打下基礎(chǔ)；

21、還包括隧道本體、預(yù)制件集成、施工堆場(chǎng)、中轉(zhuǎn)堆場(chǎng)、隧道仰拱施工系統(tǒng)以及智能終端，所述隧道仰拱施工系統(tǒng)設(shè)置于智能終端內(nèi)；

22、所述隧道仰拱施工系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)置有當(dāng)前進(jìn)度跟蹤單元、剛完工部分圍巖壓力監(jiān)測(cè)單元、環(huán)境信息更新單元、預(yù)制件調(diào)度單元、仰拱定位走向單元以及圍巖壓力信息集成單元；

23、所述當(dāng)前進(jìn)度跟蹤單元的內(nèi)部設(shè)置有工作進(jìn)度生成單元、工作進(jìn)程記錄單元；

24、其中，所述工作進(jìn)度生成單元通過新建指令，用于在進(jìn)行下一階段施工時(shí)生成記錄施工事宜的操作界面，所述工作進(jìn)程記錄單元通過人工輸入文字、圖片以及人工判定的方式記錄施工進(jìn)度事宜；

25、所述預(yù)制件調(diào)度單元的內(nèi)部設(shè)置有物流信息更新單元、施工堆場(chǎng)儲(chǔ)存信息單元、中轉(zhuǎn)堆場(chǎng)儲(chǔ)存信息單元以及供給計(jì)劃生成單元；

26、所述物流信息更新單元通過信息分類編碼技術(shù)以及地理信息系統(tǒng)技術(shù)，直觀地獲取預(yù)制件物流運(yùn)輸線路、站點(diǎn)分布信息，所述施工堆場(chǎng)儲(chǔ)存信息單元通過二維碼技術(shù)獲取預(yù)制件在施工堆場(chǎng)內(nèi)的存儲(chǔ)信息，所述中轉(zhuǎn)堆場(chǎng)儲(chǔ)存信息單元通過二維碼技術(shù)獲取預(yù)制件在中轉(zhuǎn)堆場(chǎng)內(nèi)的存儲(chǔ)信息，所述供給計(jì)劃生成單元通過加權(quán)核密度估計(jì)方法、掙得持續(xù)時(shí)間管理方法，基于施工進(jìn)度、環(huán)境信息以及預(yù)制件物流信息，及時(shí)調(diào)整供給計(jì)劃。

27、所述步驟s4的具體過程如下：

28、1）支護(hù)前對(duì)開挖面凈空尺寸進(jìn)行檢查，確保符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，成型輪廓圓順、無欠挖、超挖，符合規(guī)范要求；

29、2）對(duì)仰拱開挖面初噴4cm混凝土后，安裝仰拱鋼架，仰拱鋼架與邊墻鋼架之間采用連接板連接，鋼架連接板用螺栓連接牢固并騎縫焊接，鋼架安裝完畢后進(jìn)行噴射混凝土復(fù)噴施工；

30、3）初期支護(hù)混凝土強(qiáng)度、厚度、鋼架加工安裝質(zhì)量等應(yīng)符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，仰拱鋼架間距必須符合設(shè)計(jì)要求，并與邊墻拱架的連接板連接牢靠。

31、所述隧道本體位于仰拱施工方向的最前端設(shè)置為開挖段，且隧道本體在最靠近開挖段一端的底部?jī)?nèi)壁處設(shè)置有初期支護(hù)段，初期支護(hù)段由開挖面初噴的4cm混凝土、仰拱鋼架、邊墻鋼架以及混凝土噴射施工制成，所述初期支護(hù)段的表面設(shè)置有襯砌支護(hù)段，襯砌支護(hù)段通過仰拱鋼筋與混凝土并配合仰拱端頭模板及配套形腹模施工制成；

32、所述隧道本體位于仰拱施工區(qū)域的內(nèi)部配備設(shè)置有龍門架，所述龍門架的一端設(shè)置有用于吊裝運(yùn)輸預(yù)制件集成的吊機(jī)機(jī)構(gòu)，所述吊機(jī)機(jī)構(gòu)的另一端設(shè)置有移動(dòng)棧橋；

33、所述隧道本體內(nèi)部并位于仰拱施工區(qū)域后方的仰拱塊形成的中心水溝中，配備設(shè)置有激光指向儀，所述預(yù)制件集成內(nèi)各預(yù)制件的兩端表面均安裝有反射塊，反射塊與激光指向儀配合用于檢查預(yù)制件的安裝精度；

34、所述施工堆場(chǎng)設(shè)置于隧道本體的附近，中轉(zhuǎn)堆場(chǎng)至隧道本體的路程要大于施工堆場(chǎng)至隧道本體的路程。

35、所述當(dāng)前進(jìn)度跟蹤單元用于跟蹤記錄施工進(jìn)度，環(huán)境信息更新單元用于更新施工地域的環(huán)境信息，預(yù)制件調(diào)度單元用于生成預(yù)制件的調(diào)度計(jì)劃，所述仰拱定位走向單元用于生成仰拱的實(shí)際施工走向，所述圍巖壓力信息集成單元用于記錄隧道本體施工完成段所有位置處的圍巖壓力信息。

36、所述剛完工部分圍巖壓力監(jiān)測(cè)單元的內(nèi)部設(shè)置有圍巖壓力信息實(shí)時(shí)更新單元；

37、所述圍巖壓力信息實(shí)時(shí)更新單元通過數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)姆绞?，基于最靠近開挖段附近的壓力傳感器，實(shí)時(shí)獲取最新的圍巖壓力信息。

38、所述環(huán)境信息更新單元的內(nèi)部設(shè)置有當(dāng)?shù)靥鞖庑畔⒏聠卧穸刃畔⒏聠卧约皽囟刃畔⒏聠卧?/p>

39、所述當(dāng)?shù)靥鞖庑畔⒏聠卧?、濕度信息更新單元以及溫度信息更新單元通過從大數(shù)據(jù)中獲取信息的方式，基于氣象臺(tái)公布的環(huán)境信息及定位信息，實(shí)時(shí)獲取項(xiàng)目施工地區(qū)最新的天氣、濕度、以及溫度信息。

40、所述加權(quán)核密度估計(jì)方法是一統(tǒng)計(jì)方法，用于估計(jì)數(shù)據(jù)點(diǎn)的密度分布，在施工進(jìn)度信息中可以用來評(píng)估預(yù)制件安裝工作和其他手動(dòng)工作的進(jìn)度狀態(tài)；

41、掙得持續(xù)時(shí)間管理方法基于掙值分析原理，用于評(píng)估項(xiàng)目的進(jìn)度和成本性能，通過比較實(shí)際完成的工作量與計(jì)劃中的工作量，可以幫助預(yù)測(cè)項(xiàng)目的持續(xù)時(shí)間，并據(jù)此調(diào)整施工計(jì)劃。

42、所述掙得持續(xù)時(shí)間管理方法通過統(tǒng)計(jì)分析、數(shù)據(jù)挖掘、預(yù)測(cè)分析、隨機(jī)森林算法、時(shí)間序列分析以及甘特圖分析，來識(shí)別潛在的延誤風(fēng)險(xiǎn)和瓶頸問題，用于更新調(diào)整供給計(jì)劃。

43、所述仰拱定位走向單元的內(nèi)部設(shè)置有預(yù)制件位置信息單元以及三維走向生成單元；

44、所述預(yù)制件位置信息單元通過數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)姆绞?，基于激光指向儀對(duì)預(yù)制件集成內(nèi)各預(yù)制件安裝位置的檢測(cè)信息，實(shí)時(shí)獲取各預(yù)制件的位置信息，所述三維走向生成單元通過三維激光掃描技術(shù)，生成隧道三維模型并獲取隧道變形信息。

45、所述圍巖壓力信息集成單元的內(nèi)部設(shè)置有完成段新建單元、圍巖壓力信息實(shí)錄單元以及壓力臨界預(yù)警單元；

46、所述完成段新建單元通過新建指令，生成用于記錄隧道各位置處圍巖壓力信息的操作界面，所述圍巖壓力信息實(shí)錄單元通過數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)姆绞剑谒淼栏鞅O(jiān)測(cè)位置處壓力傳感器，實(shí)時(shí)獲取最新的圍巖壓力信息，所述壓力臨界預(yù)警單元通過無線監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，基于在某處壓力信息超出設(shè)定閾值時(shí)，生成報(bào)警信息。

47、本發(fā)明取得的技術(shù)效果為：

48、（1）本發(fā)明，通過當(dāng)前進(jìn)度跟蹤單元，生成用于記錄施工事宜的操作界面，且施工階段地劃分與仰拱單次掘進(jìn)的距離相匹配，將每一段仰拱的施工過程都具體得記錄在冊(cè)，為后續(xù)預(yù)制件供給計(jì)劃的生成提供數(shù)據(jù)支持。

49、（2）本發(fā)明，預(yù)制件調(diào)度單元通過跟蹤施工進(jìn)度、預(yù)制件的使用情況，及時(shí)調(diào)整預(yù)制件由中轉(zhuǎn)堆場(chǎng)至施工堆場(chǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)的供給計(jì)劃，另外，當(dāng)剛完工部分圍巖壓力監(jiān)測(cè)單元判定出隧道剛完工部分位置的圍巖壓力發(fā)生異常時(shí)，上述供給計(jì)劃同時(shí)會(huì)根據(jù)實(shí)際施工進(jìn)度的延誤而及時(shí)調(diào)整，此外，當(dāng)環(huán)境信息更新單元判定出當(dāng)前環(huán)境將導(dǎo)致隧道施工發(fā)生延誤時(shí)，上述供給計(jì)劃同樣會(huì)根據(jù)實(shí)際施工進(jìn)度的延誤而及時(shí)調(diào)整，通過上述過程，可保證施工堆場(chǎng)內(nèi)的預(yù)制件都能夠及時(shí)得到補(bǔ)充，在施工堆場(chǎng)因地理空間的限制而無法儲(chǔ)存過多預(yù)制件的缺陷下，提供出能夠不影響隧道預(yù)制件使用進(jìn)度的供給計(jì)劃，供給計(jì)劃可根據(jù)多項(xiàng)因素靈活調(diào)節(jié)，還可避免因隧道施工延誤而引起的施工堆場(chǎng)內(nèi)預(yù)制件供給混亂的情況。

50、（3）本發(fā)明，利用激光指向儀與預(yù)制件集成內(nèi)各預(yù)制件表面的反射塊相配合，用于檢查各預(yù)制件的安裝精度，同時(shí)記錄各預(yù)制件的安裝位置信息，將隧道本體內(nèi)所有預(yù)制件集成位置信息進(jìn)行整合，通過三維激光掃描技術(shù)，生成隧道三維模型，借助此模型能夠直觀且快速地獲取隧道走向以及隧道變形信息，便于后續(xù)及時(shí)對(duì)隧道進(jìn)行修繕加固。

51、（4）本發(fā)明，通過完成段新建單元，生成用于記錄隧道各位置處圍巖壓力的操作界面，且每一份記錄頁面與隧道本體內(nèi)指定檢測(cè)位置相匹配，再通過圍巖壓力信息實(shí)錄單元獲取各監(jiān)測(cè)位置處的圍巖壓力信息，當(dāng)某處壓力信息超出設(shè)定閾值時(shí)，壓力臨界預(yù)警單元便會(huì)生成報(bào)警信息，達(dá)到及時(shí)預(yù)警的效果，便于后續(xù)及時(shí)對(duì)隧道進(jìn)行修繕加固。