一种交通隧道的全环衬砌装置及施工方法与流程

1.本技术涉及交通隧道的施工技术领域，特别是涉及一种交通隧道的全环衬砌装置及施工方法。


背景技术：

2.隧道是一种埋置于地层内的工程建筑物，包括交通隧道、水利隧道等，交通隧道包括洞身、仰拱回填等部分，水利隧道包含洞身而需要进行仰拱回填。一般来说的交通隧道施工过程一般是先浇筑仰拱，然后对仰拱区域进行回填，最后再对交通隧道的弧形拱墙进行二衬浇筑，这样不仅需要分为多个施工步骤进行施工，在进行弧形拱墙的二衬浇筑时还需要反复调整衬砌台车对仰拱之间的位置精度，导致交通隧道整体施工过程缓慢。


技术实现要素：

3.基于此，有必要提供一种交通隧道的全环衬砌装置及施工方法，其具体技术方案如下。
4.一种交通隧道的全环衬砌装置，包括：栈桥组件，包括栈桥主体和第一伸缩支腿，所述第一伸缩支腿安装于栈桥主体上；所述栈桥主体沿轴向方向依次分为第一施工节段、第二施工节段和第三施工节段；衬砌台车，包括模板组件、第一行走架和第二伸缩支腿；所述模板组件包括一顶模、两侧模以及一底模，所述顶模两侧分别铰接有侧模，所述底模的两端分别与侧模相抵，使顶模、侧模和底模形成全环状；所述顶模通过上脱模组件与第一行走架连接；所述底模通过下脱模组件与第一行走架连接；所述侧模通过侧向油缸与第一行走架连接，由侧向油缸驱动侧模绕顶模与侧模的铰接点转动；所述第一行走架通过第一行走组件安装于栈桥主体上，使衬砌台车在第一施工节段和第二施工节段之间行走；所述第二伸缩支腿安装于第一行走架上；铺挂台车，包括铺挂台车主体以及第三伸缩支腿；所述铺挂台车主体通过第二行走组件安装于栈桥主体上，使铺挂台车在第二施工节段和第三施工节段之间行走；所述第三伸缩支腿安装于铺挂台车主体上；所述铺挂台车用于铺设防水板和挂设二衬钢筋；振捣组件，通过第三行走组件安装于栈桥主体上，使振捣组件在第一施工节段内往复移动。
5.进一步的，所述栈桥主体包括矩形框架结构和通行走道；所述矩形框架结构包括两根上大梁和两根下大梁，两根上大梁之间连接有上横梁，两个下大梁之间连接有下横梁，上大梁与下大梁之间通过竖向梁连接；所述通行走道包括通道走廊、铰接于通道走廊两端的引桥、以及引桥提升装置；所述引桥提升装置包括提升油缸、提升杆和提升梁；所述提升油缸一端与矩形框架结构铰接，另一端与提升杆铰接；所述提升杆与提升梁铰接；所述提升梁横置于引桥下方，并与引桥连接。
6.进一步的，所述提升梁的两侧分别连接有与提升梁表面垂直的连接杆；所述引桥
的侧面设有翼板，所述翼板上连接有贯穿翼板的通孔；所述连接杆穿过通孔后连接有限位螺母；所述翼板的两侧分别连接有第一弹簧和第二弹簧；所述第一弹簧与限位螺母相抵，所述第二弹簧与引桥相抵。
7.进一步的，所述底模包括底模外板和底模端板；所述底模端板连接于底模外板的边缘；所述侧模包括侧模外板和侧模端板；所述侧模端板连接于侧模外板的边缘且侧模端板与侧模外板之间形成相交线，所述侧模端板与部分底模端板贴合；所述底模端板沿着由外至内的方向向下倾斜，并使侧模绕顶模与侧模的铰接点转动时，相交线不与底模端板发生干涉。
8.进一步的，所述侧模还包括固定板，所述固定板连接于侧模端板远离侧模外板的边缘，且固定板与底模端板形成夹角；所述侧模外板与第一行走架之间连接有第一支撑杆，所述固定板与第一行走架之间连接有第二支撑杆；所述第一支撑杆和第二支撑杆均铰接于第一行走架上的同一连接支座上；所述连接支座位于侧模下方，使第一支撑杆、第二支撑杆斜向上支撑侧模。
9.进一步的，所述铺挂台车主体包括铺挂台车支架、分别安装于铺挂台车支架两端的环形导轨、以及移动组件；所述移动组件包括分别移动安装于两环形导轨上的铺挂小车，所述铺挂小车上转动安装有用于安装成卷防水板的旋转轴；两铺挂小车之间连接有移动杆，所述移动杆上安装有多个沿移动杆长度方向排列的伸缩撑杆，所述伸缩撑杆上可拆卸地连接有防水板压轮或钢筋弯曲夹头。
10.进一步的，所述铺挂小车上安装有行走轮，所述铺挂小车沿环形导轨移动时带动行走轮滚动；所述移动杆中部设有沿其长度方向延伸的滑槽，所述伸缩撑杆上连接有滑块，所述滑块沿滑槽延伸方向滑动地置于滑槽内；一行走轮通过驱动件与一伸缩撑杆连接，使行走轮转动时带动伸缩撑杆沿滑槽进行往复运动；所述驱动件包括安装于行走轮上的第一球铰支座、安装于伸缩撑杆上的第二球铰支座、以及球铰杆；所述球铰杆的一端连接有第一小球，另一端连接有第二小球；所述第一小球与第一球铰支座连接形成第一球面副，所述第二小球与第二球铰支座连接形成第二球面副；各伸缩撑杆之间分别通过串联杆连接。
11.进一步的，所述钢筋弯曲夹头包括容纳钢筋穿过的夹持环、以及与夹持环连接的第一拆卸杆，所述第一拆卸杆与伸缩撑杆可拆卸式地连接。
12.进一步的，所述振捣组件包括伸缩振捣杆、以及安装于伸缩振捣杆上的振捣器；所述伸缩振捣杆与水沟模板可拆卸式地连接，所述水沟模板安装于仰拱内。
13.一种利用上述任一项所述全环衬砌装置施工交通隧道的施工方法，包括如下步骤：s1、使衬砌台车移动至第一施工节段，对第一施工节段进行二衬浇筑；同时使铺挂台车移动至第二施工节段，使铺挂台车遍历整个第二施工节段对第二施工节段进行防水板铺挂和二衬钢筋绑扎；s2、当第二施工节段内的防水板和二衬钢筋施工完成后，使铺挂台车移动至第三施工节段，并使铺挂台车遍历整个第三施工节段对第三施工节段进行防水板铺挂和二衬钢筋绑扎；s3、当第一施工节段的二衬浇筑完成后，使衬砌台车移动至第二施工节段，对第二施工节段进行二衬浇筑；
s4、当第一施工节段的二衬混凝土强度足够后，对第一施工节段进行仰拱浇筑并利用振捣组件进行振捣；s5、当第一施工节段内的仰拱混凝土强度足够后，分别使第一伸缩支腿缩短、第二伸缩支腿伸长、第三伸缩支腿伸长，使栈桥组件形成悬浮状态、衬砌台车和铺挂台车形成固定状态；使栈桥组件向前移动一个施工节段的长度后；再分别使第一伸缩支腿伸长、第二伸缩支腿缩短、第三伸缩支腿缩短，使栈桥恢复固定状态、衬砌台车和铺挂台车恢复悬浮状态；s6、重复s1-s5，直到完成交通隧道的浇筑。
14.有益效果：1.本发明所提供的一种交通隧道的全环衬砌装置，使顶模、侧模和底模形成全环状，在二衬浇筑施工时，能够一次性进行全环浇筑，然后再在所浇筑的二衬上进行仰拱浇筑，减少了施工步骤，从而提高了施工效率，加快交通隧道的整体施工进程。
15.2.本发明所提供的一种交通隧道的全环衬砌装置，将栈桥主体分为三个施工节段，能够同时在三个施工节段内分别进行仰拱回填、二衬浇筑、以及防水板和二衬钢筋铺挂，并随栈桥组件的行走分别进行三个施工阶段的交替作业，进一步提高了交通隧道的施工效率。
16.3.本发明所提供的一种交通隧道的全环衬砌装置，利用第一弹簧和第二弹簧作为引桥与提升梁之间的缓冲，使引桥在固定状态下时，提升梁与引桥之间存在一定的间距，引桥上所承受的荷载不会直接作用于提升梁，从而避免造成提升油缸过载而失效，另外利用第一弹簧和第二弹簧进行缓冲也可以避免提升梁动作时直接与引桥碰撞而造成损伤。
17.4.本发明所提供的一种交通隧道的全环衬砌装置，既保证底模端板与侧模端板之间互相贴合而提高密封性避免溢浆，又使脱模过程中侧模与底模之间不会产生干涉；另外利用第一支撑杆和第二支撑杆分别对侧模的固定板以及侧模外板处进行斜向上支撑，不仅保证了底模和侧模结合处的稳定性，也避免侧模直接将混凝土荷载和自身荷载直接作用于底模上，避免底模因过载而偏位。
18.5.本发明所提供的一种交通隧道的全环衬砌装置，在防水布铺挂过程中，使铺挂小车在环形导轨上行走进行全环铺挂，并使伸缩撑杆随铺挂小车的环形移动进行周向的全环移动以及轴向往复移动，从而形成连续波浪形的运动轨迹，使压轮对防水板进行多区域的压覆，减小褶皱、使防水板更好的与隧洞内壁贴合。
19.6.本发明所提供的一种交通隧道的全环衬砌装置，利用钢筋夹头能够辅助二衬钢筋弯曲，利用伸缩撑杆的径向伸缩以及轴向移动能够调整二衬钢筋的位置，对二衬钢筋进行定位。
20.7.本发明所提供的一种利用全环衬砌装置施工交通隧道的施工方法，在施工过程中分别在三个施工节段同步施工，利用栈桥与台车之间的相对行走进行重复交替作业，提高交通隧道的整体施工效率。
附图说明
21.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以
根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为全环衬砌装置的侧面示意图；图2为全环衬砌装置的正面示意图；图3为铺挂台车的正面示意图；图4为振捣组件的部分示意图；图5为栈桥的侧面示意图；图6为提升梁与引桥连接的局部示意图；图7为图2中a区域的部分放大示意图；图8为铺挂台车的侧面示意图；图9为铺挂小车与伸缩撑杆的连接示意图；图10为钢筋弯曲夹头的示意图；图11为施工交通隧道的流程框图；图12为全环衬砌台车的施工状态示意图之一；图13为全环衬砌台车的施工状态示意图之二；图14为全环衬砌台车的施工状态示意图之三。
23.附图标记说明：1、栈桥组件；2、衬砌台车；3、铺挂台车；4、振捣组件；5、水沟模板；11、栈桥主体；12、第一伸缩支腿；111、上大梁；112、下大梁；113、上横梁；114、下横梁；115、竖向梁；116、通道走廊；117、引桥；118、提升装置；1171、翼板；1181、提升油缸；1182、提升杆；1183、提升梁；1184、连接杆；1185、限位螺母；1186、第一弹簧；1187、第二弹簧；101、第一施工节段；102、第二施工节段；103、第三施工节段；21、模板组件；22、第一行走架；23、第二伸缩支腿；211、顶模；212、侧模；213、底模；214、上脱模组件；215、下脱模组件；216、侧向油缸；217、第一行走组件；2121、侧模外板；2122、侧模端板；2123、固定板；2124、第一支撑杆；2125、第二支撑杆；2126、铰接支座；2131、底模外板；2132、底模端板；31、铺挂台车主体；32、第三伸缩支腿；33、第二行走组件；34、铺挂台车支架；35、环形导轨；36、移动组件；37、施工平台；361、铺挂小车；362、旋转轴；363、移动杆；364、伸缩撑杆；365、防水板压轮；366、钢筋弯曲夹头；367、驱动件；368、串联杆；3611、行走轮；3631、子移动杆；3632、侧槽；3641、滑块；3661、夹持环；3662、第一拆卸杆；3671、第一球铰支座；3672、第二球铰支座；3673、球铰杆；41、第三行走组件；42、伸缩振捣杆；43、振捣器。
具体实施方式
24.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
25.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
26.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
27.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
28.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
29.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
30.实施例1本实施例提供了一种交通隧道的全环衬砌装置，参照图1所示，其包括栈桥组件1、衬砌台车2、铺挂台车3和振捣组件4。所述栈桥组件1包括栈桥主体11和第一伸缩支腿12，两个第一伸缩支腿12分别安装于栈桥主体11的前后两端，利用第一伸缩支腿12对栈桥主体11进行支撑。所述栈桥主体11沿轴线方向依次分为第一施工节段101、第二施工节段102和第三施工节段103，上述轴向方向与隧道的轴向方向相同，下述的轴向均与隧道的轴向相同，下述的径向也与隧道的径向相同。
31.参照图2所示，所述衬砌台车2包括模板组件21、第一行走架22和第二伸缩支腿23；所述模板组件21包括一个顶模211、两个沿顶模211中线对称布置的侧模212、以及一个底模213；所述顶模211的两侧分别铰接有侧模212，所述底模213的两端分别与两个侧模212相
抵，使顶模211、侧模212和底模213围绕成一个全环形状。所述顶模211通过上脱模组件214与第一行走架22连接，所述上脱模件带动顶模211竖向移动进行脱模或立模、带动顶模211横向移动进行调整对位。所述底模213通过下脱模组件215与第一行走架22连接，由下脱模组件215带动底模213竖向移动进行脱模或立模、带动顶模211横向移动进行调整对位。所述侧模212通过侧向油缸216与第一行走架22连接，由侧向油缸216驱动侧模212绕顶模211与侧模212的铰接点转动，实现侧模212的脱模和立模。具体来说，模板组件21的脱模过程包括，先使侧向油缸216回缩带动侧模212绕铰接点向内转动，再使上脱模组件214回缩带动顶模211回退，最后使下脱模组件215回缩带动底模213回退。
32.继续参照图2所示，所述第一行走架22通过第一行走组件217安装于栈桥主体11上，使衬砌台车2能够在第一施工节段101和第二施工节段102之间行走。所述第二伸缩支腿23安装于第一行走架22上，当第二伸缩支腿23伸长至与隧洞底部相抵时，由第二伸缩支腿23对衬砌台车2支撑固定。
33.参照图3所示，所述铺挂台车3包括铺挂台车主体31以及第三伸缩支腿32；所述铺挂台车3通过第二行走组件33安装于栈桥组件1上，使铺挂台车3能够在第二施工节段102和第三施工节段103之间行走；所述第三伸缩支腿32安装于铺挂台车主体31上，当第三伸缩支腿32伸长至与隧洞底部相抵时，由第三伸缩支腿32对铺挂台车3进行支撑。
34.参照图4所示，所述振捣组件4通过第三行走组件41安装于栈桥主体11上，使振捣组件4在第一施工节段101内往复移动，能后对仰拱内回填的混凝土进行振捣。
35.在本实施例中，参照图2、图3、图4所示，所述第一行走组件217、第二行走组件33、第三行走组件41均可以采用轨道与滑轮的配合结构。
36.本实施例所提供的一种交通隧道的全环衬砌装置，使顶模211、侧模212和底模213形成全环状，在二衬浇筑施工时，能够一次性进行全环浇筑，然后再在所浇筑的二衬上进行仰拱浇筑，减少了施工步骤，从而提高了施工效率。将栈桥主体11分为三个施工节段，能够同时在三个施工节段内分别进行仰拱回填、二衬浇筑、以及防水板和二衬钢筋铺挂，并随栈桥组件1的行走分别进行三个施工阶段的交替作业，进一步提高了交通隧道的施工效率。从而整体上加快了交通隧道的施工过程。
37.具体来说，参照图5所示，所述栈桥主体11包括矩形框架结构和通行走道；所述矩形框架结构包括沿轴向方向延伸的两条上大梁111和两条下大梁112，结合图2所示，两上大梁111之间连接有上横梁113，两下大梁112之间连接有下横梁114，所述上大梁111和下大梁112之间通过竖向梁115连接；所述通行走道包括通道走廊116、铰接于通道走廊116两端的引桥117、以及提升装置118。所述通行走道穿过矩形框架结构，用于容纳施工车辆、施工人员等通过，所述引桥117搭在隧洞底部，用于引导施工车辆、施工人员从隧洞底部移动至通道走廊116。所述提升装置118包括提升油缸1181、提升杆1182和提升梁1183；所述提升油缸1181一端与矩形框架结构铰接，另一端与提升杆1182铰接，所述提升杆1182与提升梁1183铰接；所述提升梁1183横置于引桥117下方，并与引桥117连接。当栈桥组件1移动时，需要利用提升装置118将引桥117提升，使引桥117悬浮。提升引桥117时，使提升油缸1181缩短，由于提升梁1183与引桥117连接，限制提升梁1183的水平方向运动，因此提升油缸1181缩短时，由提升梁1183支撑引桥117，使引桥117绕铰接点转动而悬浮。
38.作为本实施例的进一步改进，参照图6所示，所述提升梁1183的两侧分别连接有与
提升梁1183表面垂直的连接杆1184；所述引桥117的侧面设有翼板1171，所述翼板1171上连接有贯穿翼板1171的通孔；所述连接杆1184穿过通孔后与限位螺母1185连接。所述翼板1171的两侧分别连接有第一弹簧1186和第二弹簧1187，所述第一弹簧1186支撑于限位螺母1185与翼板1171之间，所述第二弹簧1187支撑于提升梁1183与翼板1171之间。在提升引桥117使引桥117悬浮的过程中，由提升梁1183先相对引桥117向上移动，克服弹簧的弹力，直到弹簧弹力不小于引桥117自重时，再带动引桥117移动。在放下引桥117使引桥117搭在隧道底部的过程中，由提升梁1183带动引桥117向下移动，当引桥117搭在隧道底部后，由提升油缸1181继续带动提升梁1183下移，使提升梁1183与引桥117之间分隔，避免引桥117将车辆荷载等直接施加于提升油缸1181上，避免提升油缸1181因过载而失效；同时在第一弹簧1186与第二弹簧1187的缓冲下，能够有效避免提升梁1183与引桥117之间的碰撞。
39.本实施例所提供的一种交通隧道的全环衬砌装置，利用第一弹簧1186和第二弹簧1187作为引桥117与提升梁1183之间的缓冲，使引桥117在固定状态下时，提升梁1183与引桥117之间存在一定的间距，引桥117上所承受的荷载不会直接作用于提升梁1183，从而避免造成提升油缸1181过载而失效，另外利用第一弹簧1186和第二弹簧1187进行缓冲也可以避免提升梁1183动作时直接与引桥117碰撞而造成损伤。
40.具体来说，参照图7所示，所述底模213包括底模外板2131和底模端板2132；所述底模端板2132连接于底模外板2131的边缘；所述侧模212包括侧模外板2121、侧模端板2122和固定板2123；所述侧模端板2122连接于侧模外板2121的边缘且侧模端板2122与侧模外板2121之间形成相交线，所述侧模端板2122与部分底模端板2132贴合，且底模端板2132沿着外至内的方向向下倾斜，并使侧模212绕顶模211与侧模212的铰接点转动时，相交线不与底模端板2132发生干涉，图7中虚线部分即为相交线的转动轨迹。所述固定板2123连接于侧模端板2122远离侧模外板2121的边缘，且固定板2123与底模端板2132形成夹角；所述侧模外板2121与第一行走架22之间连接有第一支撑杆2124，所述固定板2123与第一行走架22之间连接有第二支撑杆2125；所述第一支撑杆2124和第二支撑杆2125均铰接于第一行走架22上的同一铰接支座2126上；所述连接支座位于侧模212下方，使第一支撑杆2124、第二支撑杆2125斜向上支撑侧模212。
41.本实施例所提供的一种交通隧道的全环衬砌装置，既保证底模端板2132与侧模端板2122之间互相贴合而提高密封性避免溢浆，又使脱模过程中侧模212与底模213之间不会产生干涉；另外利用第一支撑杆2124和第二支撑杆2125分别对侧模212的固定板2123以及侧模外板2121处进行斜向上支撑，不仅保证了底模213和侧模212结合处的稳定性，也避免侧模212直接将混凝土荷载和自身荷载直接作用于底模213上，避免底模213因过载而偏位。
42.具体来说，参照图3所示，所述铺挂台车主体31包括铺挂台车支架34、分别安装于铺挂台车支架34两端的环形导轨35、以及移动组件36。所述移动组件36包括分别移动安装于两环形导轨35上的铺挂小车361，所述铺挂小车361上转动安装有用于安装成卷防水板的旋转轴362。参照图8所示，两铺挂小车361之间连接有一移动杆363，该移动杆363上安装有多个沿移动杆363长度方向排列的伸缩撑杆364，该伸缩撑杆364上可拆卸地连接有防水板压轮365或钢筋弯曲夹头366，可拆卸地连接方式可以采用螺纹连接、卡扣连接等，在本实施例中不进行赘述。继续参照图3所示，铺挂台车支架34上安装有多个沿周向排列布置的施工平台37，施工平台37便于人员站立施工。
43.在进行防水板铺设的过程中，由一组移动组件36牵引成卷防水板，将成卷防水板的穿管固定在该组移动组件36的两铺挂小车361的旋转轴362上，由压轮将防水板压紧在隧洞的洞壁上，当铺挂小车361沿环形导轨35移动时，将防水板一端固定于隧洞的洞壁上，使成卷防水板随铺挂小车361的移动而释放，同时由各组移动组件36内的压轮随铺挂小车361移动将防水板压紧在洞壁上，使防水板与洞壁贴合。
44.在进行二衬钢筋的挂设过程中，由施工人员牵引钢筋使钢筋穿过各组移动组件36内的钢弯曲夹头，使钢筋弯曲成环状，并通过伸缩撑杆364调节钢筋的位置对钢筋进行径向定位。
45.作为本实施例的进一步改进，参照9所示，所述铺挂小车361上安装有行走轮3611，所述铺挂小车361沿环形导轨35移动时带动行走轮3611滚动；所述移动杆363中部设有沿其长度方向延伸的滑槽，所述伸缩撑杆364上连接有滑块3641，所述滑块3641沿滑槽延伸方向滑动地置于滑槽内。具体来说，所述移动杆363包括两根子移动杆3631，两根子移动杆3631的侧面的中部分别设有侧槽3632，两根子移动杆3631互相连接并形成容纳伸缩撑杆364穿过的间隙，而两侧槽3632形成滑槽，所述滑块3641置于滑槽内，使滑块3641仅能够沿着滑槽的延伸方向移动，即滑块3641仅能够沿隧道的轴向方向移动，而限制滑块3641沿隧道径向方向移动。一行走轮3611通过驱动件367与一最靠近该行走轮3611的伸缩撑杆364连接，使行走轮3611转动时带动伸缩撑杆364沿滑槽进行往复运动；所述驱动件367包括安装于行走轮3611上的第一球铰支座3671、安装于伸缩撑杆364上的第二球铰支座3672、以及球铰杆3673；所述球铰杆3673的一端连接有第一小球，另一端连接有第二小球；所述第一小球与第一球铰支座3671连接形成第一球面副，所述第二小球与第二球铰支座3672连接形成第二球面副。在行走轮3611沿环形导轨35滚动的过程中，第一球铰支座3671与第二球铰支座3672的间的距离相对变化，由于球铰杆3673的距离不变，因此推动第二球铰支座3672沿滑槽的延伸方向移动，从而使伸缩撑杆364随行走轮3611滚动而沿滑槽进行往复作用。各伸缩撑杆364之间分别通过串联杆368连接，使得各伸缩撑杆364同步运动。因此，各压轮随伸缩撑杆364的运动而进行连续波浪形轨迹运动，从而使压轮能够更好的对防水布各个区域进行压覆，使压轮对防水板进行多区域的压覆，减小防水板的褶皱、使防水板更好的与隧洞内壁贴合。在本实施例中，为了使压轮能够更顺畅的进行连续波浪线轨迹运动，采用球形轮作为压轮。
46.在本实施例中多组移动组件36沿环形导轨35的周向排列布置，使各移动组件36的伸缩撑杆364运动到同一位置时，各移动组件36的伸缩撑杆364成错开布置，各移动组件36的防水板压轮365分别形成错开的运动轨迹。在防水板铺挂过程中，在其中一组移动组件36上固定成卷防水板，同时启动各移动组件36同时沿环形导轨35移动，各防水板压轮365错开的运动轨迹将更加密集的对防水板各个区域进行压紧，进一步减小防水板的褶皱、使防水板更好的与隧洞内壁贴合。
47.另外，当更换钢筋弯曲夹头366进行二衬钢筋挂设时，也可以使行走轮3611滚动相应的距离来调整钢筋的径向位置。
48.具体来说，参照图10所示，所述钢筋弯曲夹头366包括容纳钢筋穿过的夹持环3661、以及与夹持环3661连接的第一拆卸杆3662，所述第一拆卸杆3662与伸缩撑杆364可拆卸式地连接。利用夹持环3661对钢筋进行夹持。
49.继续参照图4所示，所述振捣组件4包括伸缩振捣杆42、以及安装于伸缩振捣杆42上的振捣器43；所述伸缩振捣杆42与水沟模板5可拆卸式地连接，所述水沟模板5安装于仰拱内。将振捣器43插入已浇筑的仰拱混凝土中，由第三行走组件41驱动振捣组件4移动从而对仰拱混凝土所有浇筑位置进行振捣。另外。将伸缩振捣杆42与水沟模板5连接够，缩短伸缩振捣杆42也可以对水沟模板5进行脱模。
50.实施例2参照图11所示，本实施例提供了一种利用实施例1中所述全环衬砌装置施工交通隧道的施工方法，包括如下步骤：s1、使衬砌台车2移动至第一施工节段101，对第一施工节段101进行二衬浇筑；同时使铺挂台车3移动至第二施工节段102，使铺挂台车3遍历整个第二施工节段102对第二施工节段102进行防水板铺挂和二衬钢筋绑扎；此时全环衬砌台车2的状态参照图12所示；s2、当第二施工节段102内的防水板和二衬钢筋施工完成后，使铺挂台车3移动至第三施工节段103，并使铺挂台车3遍历整个第三施工节段103对第三施工节段103进行防水板铺挂和二衬钢筋绑扎；此时全环衬砌台车2的状态参照图13所示；s3、当第一施工节段101的二衬浇筑完成后，使衬砌台车2移动至第二施工节段102，对第二施工节段102进行二衬浇筑；此时全环衬砌台车2的状态参照图14所示；s4、当第一施工节段101的二衬混凝土强度足够后，对第一施工节段101进行仰拱浇筑并利用振捣组件4进行振捣；s5、当第一施工节段101内的仰拱混凝土强度足够后，分别使第一伸缩支腿12缩短、第二伸缩支腿23伸长、第三伸缩支腿32伸长，使栈桥组件1形成悬浮状态、衬砌台车2和铺挂台车3形成固定状态；使栈桥组件1向前移动一个施工节段的长度后；再分别使第一伸缩支腿12伸长、第二伸缩支腿23缩短、第三伸缩支腿32缩短，使栈桥恢复固定状态、衬砌台车2和铺挂台车3恢复悬浮状态；s6、重复上述s1-s5，直到完成交通隧道的浇筑。
51.在步骤s1中进行防水板铺挂的过程包括：s11、将成卷防水板固定在旋转轴362上，调整伸缩撑杆364使压轮将防水板压紧在隧道的洞壁上；s12、驱动铺挂小车361绕环形导轨35移动，移动过程中使伸缩撑杆364随铺挂小车361移动而形成连续性曲线运动并压紧防水板，使防水板环绕隧道的筒壁铺设；防水板对接时，使下部板压住上部防水板形成整体环固；s13、移动铺挂台车3至下一铺设区域进行铺设，直到完成整个第二施工节段102内的防水板铺设；每段铺设区域根据防水板的宽度设定为4-5米。
52.在步骤s1中进行二衬钢筋绑扎的过程包括：s15、通过调节伸缩撑杆364的长度以及伸缩撑杆364在隧道轴向上的位置，使钢筋弯曲夹头366到达二衬钢筋安装对应的设计位置；s15、前一位操作人员站立于施工平台37上夹持住钢筋端头，后一位施工人员朝向前一位施工人员推送钢筋，前一位施工人员使钢筋依次穿过各个钢筋弯曲夹头366的夹持环3661，从而使钢筋形成环状，并固定钢筋。
53.本实施例所提供的一种利用全环衬砌装置施工交通隧道的施工方法，在施工过程
中分别在三个施工节段同步施工，利用栈桥与台车之间的相对行走进行重复交替作业，提高交通隧道的整体施工效率。
54.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
55.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种交通隧道的全环衬砌装置，其特征在于，包括：栈桥组件，包括栈桥主体和第一伸缩支腿，所述第一伸缩支腿安装于栈桥主体上；所述栈桥主体沿轴向方向依次分为第一施工节段、第二施工节段和第三施工节段；衬砌台车，包括模板组件、第一行走架和第二伸缩支腿；所述模板组件包括一顶模、两侧模以及一底模，所述顶模两侧分别铰接有侧模，所述底模的两端分别与侧模相抵，使顶模、侧模和底模形成全环状；所述顶模通过上脱模组件与第一行走架连接；所述底模通过下脱模组件与第一行走架连接；所述侧模通过侧向油缸与第一行走架连接，由侧向油缸驱动侧模绕顶模与侧模的铰接点转动；所述第一行走架通过第一行走组件安装于栈桥主体上，使衬砌台车在第一施工节段和第二施工节段之间行走；所述第二伸缩支腿安装于第一行走架上；铺挂台车，包括铺挂台车主体以及第三伸缩支腿；所述铺挂台车主体通过第二行走组件安装于栈桥主体上，使铺挂台车在第二施工节段和第三施工节段之间行走；所述第三伸缩支腿安装于铺挂台车主体上；所述铺挂台车用于铺设防水板和挂设二衬钢筋；振捣组件，通过第三行走组件安装于栈桥主体上，使振捣组件在第一施工节段内往复移动。2.根据权利要求1所述的一种交通隧道的全环衬砌装置，其特征在于，所述栈桥主体包括矩形框架结构和通行走道；所述矩形框架结构包括两根上大梁和两根下大梁，两根上大梁之间连接有上横梁，两个下大梁之间连接有下横梁，上大梁与下大梁之间通过竖向梁连接；所述通行走道包括通道走廊、铰接于通道走廊两端的引桥、以及引桥提升装置；所述引桥提升装置包括提升油缸、提升杆和提升梁；所述提升油缸一端与矩形框架结构铰接，另一端与提升杆铰接；所述提升杆与提升梁铰接；所述提升梁横置于引桥下方，并与引桥连接。3.根据权利要求2所述的一种交通隧道的全环衬砌装置，其特征在于，所述提升梁的两侧分别连接有与提升梁表面垂直的连接杆；所述引桥的侧面设有翼板，所述翼板上连接有贯穿翼板的通孔；所述连接杆穿过通孔后连接有限位螺母；所述翼板的两侧分别连接有第一弹簧和第二弹簧；所述第一弹簧与限位螺母相抵，所述第二弹簧与提升梁相抵。4.根据权利要求1所述的一种交通隧道的全环衬砌装置，其特征在于，所述底模包括底模外板和底模端板；所述底模端板连接于底模外板的边缘；所述侧模包括侧模外板和侧模端板；所述侧模端板连接于侧模外板的边缘且侧模端板与侧模外板之间形成相交线，所述侧模端板与部分底模端板贴合；所述底模端板沿着由外至内的方向向下倾斜，并使侧模绕顶模与侧模的铰接点转动时，相交线不与底模端板发生干涉。5.根据权利要求4所述的一种交通隧道的全环衬砌装置，其特征在于，所述侧模还包括固定板，所述固定板连接于侧模端板远离侧模外板的边缘，且固定板与底模端板形成夹角；所述侧模外板与第一行走架之间连接有第一支撑杆，所述固定板与第一行走架之间连接有第二支撑杆；所述第一支撑杆和第二支撑杆均铰接于第一行走架上的同一连接支座上；所述连接支座位于侧模下方，使第一支撑杆、第二支撑杆斜向上支撑侧模。6.根据权利要求1所述的一种交通隧道的全环衬砌装置，其特征在于，所述铺挂台车主体包括铺挂台车支架、分别安装于铺挂台车支架两端的环形导轨、以及移动组件；所述移动组件包括分别移动安装于两环形导轨上的铺挂小车，所述铺挂小车上转动安装有用于安装成卷防水板的旋转轴；两铺挂小车之间连接有移动杆，所述移动杆上安装有多个沿移动杆
长度方向排列的伸缩撑杆，所述伸缩撑杆上可拆卸地连接有防水板压轮或钢筋弯曲夹头。7.根据权利要求6所述的一种交通隧道的全环衬砌装置，其特征在于，所述铺挂小车上安装有行走轮，所述铺挂小车沿环形导轨移动时带动行走轮滚动；所述移动杆中部设有沿其长度方向延伸的滑槽，所述伸缩撑杆上连接有滑块，所述滑块沿滑槽延伸方向滑动地置于滑槽内；一行走轮通过驱动件与一伸缩撑杆连接，使行走轮转动时带动伸缩撑杆沿滑槽进行往复运动；所述驱动件包括安装于行走轮上的第一球铰支座、安装于伸缩撑杆上的第二球铰支座、以及球铰杆；所述球铰杆的一端连接有第一小球，另一端连接有第二小球；所述第一小球与第一球铰支座连接形成第一球面副，所述第二小球与第二球铰支座连接形成第二球面副；各伸缩撑杆之间分别通过串联杆连接。8.根据权利要求7所述的一种交通隧道的全环衬砌装置，其特征在于，所述钢筋弯曲夹头包括容纳钢筋穿过的夹持环、以及与夹持环连接的第一拆卸杆，所述第一拆卸杆与伸缩撑杆可拆卸式地连接。9.根据权利要求1所述的一种交通隧道的全环衬砌装置，其特征在于，所述振捣组件包括伸缩振捣杆、以及安装于伸缩振捣杆上的振捣器；所述伸缩振捣杆与水沟模板可拆卸式地连接，所述水沟模板安装于仰拱内。10.一种利用权利要求1～9任一项所述全环衬砌装置施工交通隧道的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、使衬砌台车移动至第一施工节段，对第一施工节段进行二衬浇筑；同时使铺挂台车移动至第二施工节段，使铺挂台车遍历整个第二施工节段对第二施工节段进行防水板铺挂和二衬钢筋绑扎；s2、当第二施工节段内的防水板和二衬钢筋施工完成后，使铺挂台车移动至第三施工节段，并使铺挂台车遍历整个第三施工节段对第三施工节段进行防水板铺挂和二衬钢筋绑扎；s3、当第一施工节段的二衬浇筑完成后，使衬砌台车移动至第二施工节段，对第二施工节段进行二衬浇筑；s4、当第一施工节段的二衬混凝土强度足够后，对第一施工节段进行仰拱浇筑并利用振捣组件进行振捣；s5、当第一施工节段内的仰拱混凝土强度足够后，分别使第一伸缩支腿缩短、第二伸缩支腿伸长、第三伸缩支腿伸长，使栈桥组件形成悬浮状态、衬砌台车和铺挂台车形成固定状态；使栈桥组件向前移动一个施工节段的长度后；再分别使第一伸缩支腿伸长、第二伸缩支腿缩短、第三伸缩支腿缩短，使栈桥恢复固定状态、衬砌台车和铺挂台车恢复悬浮状态；s6、重复上述s1-s5，直到完成交通隧道的浇筑。

技术总结
本申请涉及一种交通隧道的全环衬砌装置及施工方法，所述全环衬砌装置包括：栈桥组件，包括栈桥主体；所述栈桥主体沿轴向方向依次分为第一施工节段、第二施工节段和第三施工节段；衬砌台车，包括模板组件和第一行走架；所述模板组件形成全环状；所述侧模通过侧向油缸与第一行走架连接，由侧向油缸驱动侧模绕顶模与侧模的铰接点转动；所述第一行走架通过第一行走组件安装于栈桥主体上，使衬砌台车在第一施工节段和第二施工节段之间行走；铺挂台车，铺挂台车在第二施工节段和第三施工节段之间行走；振捣组件，振捣组件在第一施工节段内往复移动。本发明能够减少交通隧道的施工步骤，提高施工效率。高施工效率。高施工效率。


技术研发人员：魏波 刘翔 汤宇 刘云龙 彭学军 符谦 凌涛 鲁新 童昌 贺燎 尹来容 胡波 陈武林 刘丽 康仲
受保护的技术使用者：中铁五局集团第一工程有限责任公司
技术研发日：2023.08.17
技术公布日：2023/9/20