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申请/专利权人:宁波交通工程建设集团有限公司
摘要:本发明公开了一种装载式隧道双侧壁导坑台车及操作方法,涉及隧道施工领域,其结构包括门形框、移动轮、工作平台和爬梯等,还包括与台车配合使用的铲车,主要是在门形框内底部设有定位架,用于引导台车与铲车的后轮胎准确装载定位,门形框的横梁下缘设有固定架,用于临时固定铲车的铲车斗;因此,通过这种结构设计,使得台车能装载在铲车上而被带动进行循环移动,并具有以下使用优点:一、结构简易,功能齐全,满足隧道双侧壁导坑土石循环开挖和其他施工作业要求;二、台车与铲车配合机动灵活、使用方便、机械化程度高、流水化作业、设备利用率高;三、减轻操作人员的劳动强度,程序化操作,节约工时,工效显著,操作效率明显提高,经济效益显著。
主权项:1.一种装载式隧道双侧壁导坑台车,包括门形框(25)、设置在门形框底部两侧的移动轮(21)、安装在门形框(25)上的多个工作平台(22)和相连于多个工作平台之间的爬梯(23),还包括与该台车(2)配合使用的铲车(3),门形框(25)的中部空间供所述铲车(3)装载和移动,其特征在于所述的门形框(25)内底部设有定位架(5),该定位架引导台车(2)与所述铲车的后轮胎(32)准确装载台车(2)定位;门形框(25)的横梁下缘(24)设有固定架(4),该固定架临时固定铲车(3)的铲车斗(31)和台车(2)。
全文数据:装载式隧道双侧壁导坑台车及操作方法技术领域[0001]本发明涉及一种隧道施工领域,具体是指装载式隧道双侧壁导坑台车及操作方法。背景技术[0002]目前,在粘性土层、砂层、砂卵层等地层建设隧道时,常用双侧壁导坑施工方法。隧道双侧壁导坑土石开挖施工是一种边开挖边支护的施工方法,即利用两个中隔壁侧壁钢架把整个隧道的大断面分成左、中、右3个小断面施工,左导坑、右导坑先行,中间断面紧跟其后。当侧壁钢架、初期支护和仰拱成环后,拆除两侧的侧壁钢架临时支撑,形成全断面。两侧导坑皆为倒鹅蛋形,有利于控制拱顶下沉和围岩稳定。双侧壁导坑循环爆破和开挖土石、侧壁钢架支护和拆除以及初期支护,都要求台车使用方便、循环作业灵活机动、快速高效;因此,目前常用的轨道式牵引或人力移动台车效率低下,不便于灵活移动和频繁循环作业。发明内容[0003]本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷而提供一种构造简单、使用方便、移动灵活、工效显著、经济合理、机械化程度和设备利用率高的装载式隧道双侧壁导坑台车及操作方法。[0004]本发明的技术问题通过以下技术方案实现:一种装载式隧道双侧壁导坑台车,包括门形框、设置在门形框底部两侧的移动轮、安装在门形框上的多个工作平台和相连于多个工作平台之间的爬梯,还包括与该台车配合使用的铲车,门形框的中部空间供所述铲车装载和移动,所述的门形框内底部设有定位架,该定位架引导台车与所述铲车的后轮胎准确装载台车定位;门形框的横梁下缘设有固定架,该固定架临时固定铲车的铲车斗和台车。[0005]所述的定位架为水平设置在门形框内底部的U型钢管,该U型钢管的中间开口朝向铲车,并作为引导后轮胎装载定位在台车上的预定位置,U型钢管的两根侧管分别固定在门形框底部两侧的移动轮上方,U型钢管的横管位于铲车后轮胎的轮轴中心高度处。[0006]所述的U型钢管的中间开口宽度比一对铲车后轮胎外缘之间的宽度大4cm〜5cm,U型钢管的中间开口长度限位铲车后轮胎驶入台车内的纵向预定位置。[0007]所述的固定架为型钢制作的矩形框架,该矩形框架的两侧为对称设置的、以上端焊接在门形框的横梁下缘的多根竖杆,矩形框架的底部为两端分别可拆卸连接在多根竖杆下端的多根横杆,矩形框架的中部空间形成了供所述铲车的铲车斗和台车作临时固定的卡紧空间,矩形框架的横向宽度比铲车斗的宽度大4cm〜5cm。[0008]所述的铲车与台车固定并提升铲车斗,U型钢管的横管向上滑移离开后轮胎,台车整体提升Ir=30¾¾的安全高度,其中含路面局部不平整if$的高度,并使台车的移动轮脱离地面,供其顺利行驶在水平路段路面、上下坡路段路面或凹竖曲线路面。[0009]所述的凹竖曲线路面设置在水平路段与上坡路段的圆弧连接段,水平路段与上坡路段的变坡点为,变坡夹角为,半径为的圆曲线以水平路段上的原点O为起点,以I:轴为横坐标、,轴为纵坐标的圆曲线方程为4,圆曲线终点为,起点与终点之间的切线为:;铲车的前轮胎着地点为、后轮胎着地点为::,台车的后移动轮最低点为,铲车装载台车行驶在凹竖曲线路面时,铲车的后轮胎着地点[和前轮胎着地点与凹形圆曲线的起点O点分别重合时,台车的后移动轮最低点:作为台车整体提升Ϊ的控制高度,分别由如下公式计算:公式一、公式二、即在公式一、公式二中,-一一凹竖曲线路面的半径,,一一凹形圆曲线的起点与终点之间所夹的切线长度,一一铲车前轮胎着地点M与后轮胎着地点之间的水平距离,^;....一一铲车后轮胎着地点:与台车后移动轮最低点之间的水平距离,一一水平路段与上坡路段的变坡点的夹角,;一一铲车装载台车行驶在凹竖曲线路面时,前轮胎着地点、和后轮胎着地点连接线与X轴的夹角,:X,.:一一铲车装载台车行驶在凹竖曲线路面时,前轮胎着地点的高程,:一一铲车装载台车行驶在凹竖曲线路面时,后轮胎着地点::的高程,,一一铲车装载台车行驶在凹竖曲线路面时,台车的后移动轮最低点的高程,:一一铲车装载台车行驶在凹竖曲线路面时,台车的后移动轮最低点.投影在凹竖曲线路面上的高程,濟;一一铲车装载台车行驶在凹竖曲线路面时,台车的后移动轮最低点;:相对于铲车的前轮胎着地点或后轮胎着地点『的整体提升高度,,一一铲车装载台车行驶在凹竖曲线路面时,铲车的后轮胎着地点与凹形圆曲线的起点Ό点重合时,台车整体提升的最小高度,,-一铲车装载台车行驶在凹竖曲线路面时,铲车的前轮胎着地点与凹形圆曲线的起点Ό点重合时,台车整体提升的最小高度,;_一一路面局部不平整的高度,视隧道施工路段路面状况而定,取;t一一铲车装载台车行驶在凹竖曲线路面时,台车的后移动轮最低点的高程A与台车的后移动轮最低点:投影在凹竖曲线路面上的高程《之差,观;经公式一、公式二计算得到Y,两者取大者提升台车整体高度。[0010]所述的门形框两侧和顶部均安装工作平台,所述的爬梯相连设置在上、下相邻的工作平台之间,每个工作平台的外缘均设置安全栏杆。[0011]—种装载式隧道双侧壁导坑台车操作方法,包括如下步骤:步骤一、设计制作装载式隧道双侧壁导坑台车和装载移动台车平衡试验①按照设计图纸选择型钢和钢管下料、焊接拼装台车的移动轮、工作平台、定位架和固定架;②在工作平台上放置实际施工作业时需要的各种机具设备;③专人指挥将铲车缓慢驶入U型钢管制作的定位架内,并使铲车的后轮胎在U型钢管的中间开口内定位准确后,抬升铲车斗抵住台车的横梁下缘,将多根横杆放置在铲车斗的底部,并通过螺栓将多根横杆的两端分别连接多根竖杆的下端,从而形成卡紧空间并临时紧密卡住铲车斗;④经公式一、公式二计算得到,两者取大者提升台车整体高度,连接在台车上的U型钢管的横管向上滑移离开后轮胎,台车整体提升_.的高度,使台车的移动轮脱离地面;移动台车,检查是否稳定平衡,如出现不平衡时,调整工作平台上的机具位置,使之配重平衡,并做好记录供实际作业时按试验记录实施;步骤二、铲车装载台车至预定位置①按步骤一中②〜③并按试验记录的配重用铲车装载台车至预定一侧导坑位置,下降铲车斗,使台车的前移动轮和后移动轮着地;②卸去固定架的螺栓,拆除多根横杆,铲车驶离台车;③操作人员站在台车的工作平台上钻爆破孔,并装爆破炸药;步骤三、铲车装载台车运送至场外①检查工作平台上的机具配重符合试验记录,按步骤一中③将铲车与台车固定,提升铲车斗,台车整体提升或;s的高度,使台车的前移动轮和后移动轮脱离地面运送至场外;②起爆炸药,并适时清理土石至场外;按步骤二、步骤三进行下一个循环爆破清理土石或安装侧壁钢架、初期支护、拆除侧壁钢架等作业,直至完成所有工程项目。[0012]与现有技术相比,本发明主要是在台车的门形框内底部设有定位架,以用于引导台车与铲车的后轮胎准确装载定位,在门形框的横梁下缘设有固定架,以用于临时固定铲车的铲车斗和台车,并整体提升台车适当的高度,使铲车装载台车顺利稳妥行驶在隧道施工的各种路面上;因此,通过这种结构设计,使得台车能够装载在铲车上而被带动进行循环移动,这种台车结构具有以下优点:一、结构简易,功能齐全,满足隧道双侧壁导坑土石循环开挖和其他施工作业要求;二、台车与铲车配合机动灵活、使用方便、机械化程度高、流水化作业、设备利用率高;三、减轻操作人员的劳动强度,程序化操作,节约工时,工效显著,操作效率明显提高,经济效益显著。附图说明[0013]图1为本发明的立面结构示意图。[0014]图2为图1的左视图。[0015]图3为台车整体抬升高度计算图式。具体实施方式[0016]下面将按上述附图对本发明实施例再作详细说明。[0017]如图1〜图3所示,1.侧壁钢架、2.台车、21.移动轮、211.前移动轮、212.后移动轮、22.工作平台、23.爬梯、24.横梁下缘、25.门形框、3.铲车、31.铲车斗、32.后轮胎、33.前轮胎、4.固定架、41.竖杆、42.横杆、43.螺栓、5.定位架、6.凹竖曲线路面。[0018]装载式隧道双侧壁导坑台车及操作方法,如图1、图2所示,涉及一种隧道施工装置,其结构包括以型钢和钢管制作而成的门形框25,该门形框的底部两侧分别设有移动轮21,如图2所示的前移动轮211和后移动轮212,可供台车2移动和调整作业位置,移动轮21设有自锁功能,既能在作业时锁住移动,当少量移动调整台车2的作业位置时,又能方便操作人员的解锁。[0019]所述的门形框25两侧和顶部均安装工作平台22,以供操作人员使用和放置作业机具,每个工作平台22的外缘均设置安全栏杆,起到防护作用,上、下相邻的工作平台22之间设有爬梯23相连,则操作人员可使用爬梯通行于上、下工作平台22;所述的门形框25中部空间可供铲车3装载和移动,从而使铲车3与台车2形成配合使用。[0020]所述的门形框25内底部设有定位架5,该定位架用于引导台车2与铲车3的后轮胎32作准确装载台车2定位;门形框25的横梁下缘24设有固定架4,该固定架用于临时固定铲车3的铲车斗31和台车2。[0021]所述的定位架5为水平设置在门形框25内底部的U型钢管,该U型钢管的中间开口朝向铲车3,并作为引导铲车3的后轮胎32装载定位在台车2上的预定位置,U型钢管的中间开口宽度比一对铲车3后轮胎32外缘之间的宽度大4cm〜5cm,既方便铲车3驶入,又能起到将铲车进行横向限位的作用,而U型钢管的中间开口长度限位铲车3的后轮胎32驶入台车2内的纵向预定位置,以便铲车斗31的顶部能够准确抵住门形框25的横梁下缘24,并使铲车3能平衡装载台2车进行循环移动。[0022]所述U型钢管的两根侧管分别焊接固定在门形框25底部两侧的移动轮21上方,U型钢管的横管位于铲车3后轮胎32的轮轴中心高度处,即铲车3的后轮胎32与U型钢管的距离最近处。[0023]所述的固定架4为型钢制作的矩形框架,该矩形框架的两侧为对称设置的、以上端焊接在门形框25的横梁下缘24的多根竖杆41,矩形框架的底部为两端通过螺栓43分别可拆卸连接在多根竖杆41下端的多根横杆42,矩形框架的横向宽度比铲车斗31的宽度大4cm〜5cm,则矩形框架的中部空间就形成了供铲车3的铲车斗31和台车2作临时固定的卡紧空间,即多根竖杆41、多根横杆42构成的卡紧空间将紧密卡住铲车斗31,使之在铲车3与台车2共同移动时相互不脱离以达到移动台车的目的。[0024]当台车2就位后,操作人员就能使用台车进行侧壁导坑内土石爆破钻孔、炸药安放、侧壁钢架1安装和初期支护作业,以及隧道整个断面闭合后拆除侧壁钢架1进行后续的二次衬砌施工。[0025]所述的铲车3与台车2固定后,提升铲车斗31,连接在台车2上的U型钢管的横管向上滑移离开后轮胎32,台车2整体提升ί的安全高度,其中含路面局部不平整的高度,并使台车2的移动轮21脱离地面,供其顺利行驶在水平路段路面、上下坡路段路面或凹竖曲线路面6。[0026]所述的凹竖曲线路面6设置在水平路段与上坡路段的圆弧连接段,水平路段与上坡路段的变坡点为,变坡夹角为这,半径为JT的圆曲线以水平路段上的原点0为起点,以X轴为横坐标、,轴为纵坐标的圆曲线方程为I_,圆曲线终点为,起点与终点之间的切线为;铲车3的前轮胎33着地点为后轮胎32着地点为:,台车2的后移动轮212最低点为_,铲车3装载台车2行驶在凹竖曲线路面6时,铲车3的后轮胎32着地点_和前轮胎33着地点4与凹形圆曲线的起点Q:点分别重合时,台车2的后移动轮212最低点:::作为台车2整体提升的控制高度,分别如图3所示,由如下公式计算:公式一、公式二、即在公式一、公式二中,一一凹竖曲线路面6的半径,;-一凹形圆曲线的起点与终点之间所夹的切线长度,.-一铲车3前轮胎33着地点与后轮胎32着地点:之间的水平距离,一一铲车3后轮胎32着地点与台车2后移动轮212最低点之间的水平距离,-一水平路段与上坡路段的变坡点的夹角,;-一铲车3装载台车2行驶在凹竖曲线路面6时,前轮胎33着地点〖和后轮胎32着地点」连接线与$轴的夹角,:;-一铲车3装载台车2行驶在凹竖曲线路面6时,前轮胎33着地点的高程,....,—一一铲车3装载台车2行驶在凹竖曲线路面6时,后轮胎32着地点:i:的高程,,r一一铲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权利要求:1.一种装载式隧道双侧壁导坑台车,包括门形框25、设置在门形框底部两侧的移动轮(21、安装在门形框(25上的多个工作平台(22和相连于多个工作平台之间的爬梯23,还包括与该台车2配合使用的铲车3,门形框25的中部空间供所述铲车3装载和移动,其特征在于所述的门形框25内底部设有定位架5,该定位架引导台车2与所述铲车的后轮胎32准确装载台车2定位;门形框25的横梁下缘24设有固定架4,该固定架临时固定铲车3的铲车斗31和台车2。2.根据权利要求1所述的装载式隧道双侧壁导坑台车,其特征在于所述的定位架5为水平设置在门形框25内底部的U型钢管,该U型钢管的中间开口朝向铲车3,并作为引导后轮胎32装载定位在台车2上的预定位置,U型钢管的两根侧管分别固定在门形框25底部两侧的移动轮21上方,U型钢管的横管位于铲车3后轮胎32的轮轴中心高度处。3.根据权利要求1所述的装载式隧道双侧壁导坑台车,其特征在于所述的U型钢管的中间开口宽度比一对铲车3后轮胎32外缘之间的宽度大4cm〜5cm,U型钢管的中间开口长度限位铲车3后轮胎32驶入台车2内的纵向预定位置。4.根据权利要求1所述的装载式隧道双侧壁导坑台车,其特征在于所述的固定架4为型钢制作的矩形框架,该矩形框架的两侧为对称设置的、以上端焊接在门形框25的横梁下缘24的多根竖杆41,矩形框架的底部为两端分别可拆卸连接在多根竖杆41下端的多根横杆42,矩形框架的中部空间形成了供所述铲车3的铲车斗31和台车2作临时固定的卡紧空间,矩形框架的横向宽度比纟产车斗31的宽度大4cm〜5cm。5.根据权利要求2所述的装载式隧道双侧壁导坑台车,其特征在于所述的铲车3与台车2固定并提升铲车斗31,U型钢管的横管向上滑移离开后轮胎32,台车2整体提升έ的安全高度,其中含路面局部不平整d=的高度,并使台车(2的移动轮21脱离地面,供其顺利行驶在水平路段路面、上下坡路段路面或凹竖曲线路面⑹。6.根据权利要求5所述的装载式隧道双侧壁导坑台车,其特征在于所述的凹竖曲线路面6设置在水平路段与上坡路段的圆弧连接段,水平路段与上坡路段的变坡点为J,变坡夹角为说,半径为黑的圆曲线以水平路段上的原点O为起点,以欠轴为横坐标、y轴为纵坐标的圆曲线方程为,圆曲线终点为蓋,起点与终点之间的切线为铲车3的前轮胎33着地点为.I、后轮胎32着地点为袭,台车2的后移动轮212最低点为公,铲车(3装载台车(2行驶在凹竖曲线路面6时,铲车3的后轮胎32着地点:衷和前轮胎33着地点4与凹形圆曲线的起点¢点分别重合时,台车⑵的后移动轮212最低点Ci:作为台车⑵整体提升暴的控制高度,分别由如下公式计算:公式一、在公式一、公式二中,1一一凹竖曲线路面6的半径,浓;F—一凹形圆曲线的起点与终点之间所夹的切线长度,%;»——铲车⑶前轮胎33着地点4与后轮胎32着地点J之间的水平距离,?^;——铲车(3后轮胎32着地点:S与台车⑵后移动轮212最低点ίΧ之间的水平距离,,瘅;设:一一水平路段与上坡路段的变坡点的夹角,;:濟一一铲车(3装载台车(2行驶在凹竖曲线路面6时,前轮胎(33着地点J和后轮胎32着地点J连接线与X轴的夹角,;:ra政;.¾一一铲车3装载台车2行驶在凹竖曲线路面6时,前轮胎33着地点4的高程,m;:掘——铲车⑶装载台车⑵行驶在凹竖曲线路面⑹时,后轮胎32着地点#的高程,m;'*---铲车3装载台车2行驶在凹竖曲线路面6时,台车2的后移动轮212最低点:Ci:的高程,:辨;勒一一铲车⑶装载台车⑵行驶在凹竖曲线路面⑹时,台车⑵的后移动轮212最低点硿投影在凹竖曲线路面6上的高程,观;:k:'一一铲车⑶装载台车⑵行驶在凹竖曲线路面⑹时,台车⑵的后移动轮212最低点.相对于铲车3的前轮胎33着地点4或后轮胎32着地点.遂的整体提升高度,勒;一一铲车3装载台车⑵行驶在凹竖曲线路面⑹时,车3的后轮胎32着地点遽与凹形圆曲线的起点0:点重合时,台车2整体提升的最小高度,與;:%¾——铲车3装载台车2行驶在凹竖曲线路面⑹时,穿车3的前轮胎33着地点4与凹形圆曲线的起点0:点重合时,台车2整体提升的最小高度,:爾;S--路面局郃不平整的尚度,视隧道施工路段路面状况而定,取5=0.04ί?ι~0.06ro;A——铲车3装载台车⑵行驶在凹竖曲线路面⑹时,台车⑵的后移动轮212最低点的高程®与台车⑵的后移动轮212最低点幻:投影在凹竖曲线路面⑹上的高程之差,與;经公式一、公式二计算得到两者取大者提升台车2整体高度。7.根据权利要求1所述的装载式隧道双侧壁导坑台车,其特征在于所述的门形框25两侧和顶部均安装工作平台(22,所述的爬梯23相连设置在上、下相邻的工作平台(22之间,每个工作平台(22的外缘均设置安全栏杆。8.—种根据权利要求6所述的装载式隧道双侧壁导坑台车操作方法,其特征在于该方法包括如下步骤:步骤一、设计制作装载式隧道双侧壁导坑台车和装载移动台车平衡试验①按照设计图纸选择型钢和钢管下料、焊接拼装台车(2的移动轮(21、工作平台22、定位架⑸和固定架⑷;②在工作平台(22上放置实际施工作业时需要的各种机具设备;③专人指挥将铲车3缓慢驶入U型钢管制作的定位架(5内,并使铲车的后轮胎32在U型钢管的中间开口内定位准确后,抬升铲车斗(31抵住台车2的横梁下缘24,将多根横杆42放置在铲车斗31的底部,并通过螺栓43将多根横杆42的两端分别连接多根竖杆41的下端,从而形成卡紧空间并临时紧密卡住铲车斗31;④经公式一、公式二计算得到,两者取大者提升台车2整体高度,连接在台车2上的U型钢管的横管向上滑移离开后轮胎32,台车2整体提5的高度,使台车2的移动轮21脱离地面;移动台车2,检查是否稳定平衡,如出现不平衡时,调整工作平台(22上的机具位置,使之配重平衡,并做好记录供实际作业时按试验记录实施;步骤二、铲车装载台车至预定位置①按步骤一中②〜③并按试验记录的配重用铲车(3装载台车(2至预定一侧导坑位置,下降铲车斗31,使台车2的前移动轮33和后移动轮32着地;②卸去固定架4的螺栓43,拆除多根横杆42,铲车3驶离台车2;③操作人员站在台车2的工作平台(22上钻爆破孔,并装爆破炸药;步骤三、铲车装载台车运送至场外①检查工作平台(22上的机具配重符合试验记录,按步骤一中③将铲车3与台车2固定,提升铲车斗31,台车2整体提升的高度,使台车2的前移动轮33和后移动轮32脱离地面运送至场外;②起爆炸药,并适时清理土石至场外;按步骤二、步骤三进行下一个循环爆破清理土石或安装侧壁钢架(1、初期支护、拆除侧壁钢架1,直至完成所有工程项目。
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