本發(fā)明涉及仰拱施工，具體涉及一種隧道仰拱一體化施工裝備及方法。

背景技術(shù)：

1、仰拱是隧道結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)部分，主要功能是將隧道上部的地層壓力和路面荷載傳遞到地下，抵抗下部地層傳來(lái)的反力，解決基礎(chǔ)承載力不夠的問(wèn)題，減少下沉，防止底鼓隆起變形，調(diào)整襯砌應(yīng)力，增加底部和墻部的支撐抵抗力，防止內(nèi)擠而產(chǎn)生剪切破壞。

2、仰拱的質(zhì)量對(duì)隧道結(jié)構(gòu)的安全和使用壽命有著十分重要的作用，如果仰拱厚度控制不精準(zhǔn)，過(guò)薄的部位可能無(wú)法承受設(shè)計(jì)荷載，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)應(yīng)力集中，進(jìn)而引發(fā)變形、開(kāi)裂等問(wèn)題，還會(huì)損壞到鋼筋；而過(guò)厚的部位則可能造成材料浪費(fèi)，增加不必要的成本，并且會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部鋼筋未能及時(shí)參與承載應(yīng)力，降低了結(jié)構(gòu)受力能力，易出現(xiàn)受拉區(qū)混凝土開(kāi)裂而鋼筋并未參與受力的情況。

3、在實(shí)際施工過(guò)程中，仰拱厚度主要是通過(guò)鋼筋弧形斷面上的控制點(diǎn)進(jìn)行限位，混凝土澆筑后，人工通過(guò)控制點(diǎn)的高度進(jìn)行參考，通過(guò)小型磨光機(jī)進(jìn)行攤鋪振搗整平工作；這種方式多依賴人工，工作量大，并且保護(hù)層高度經(jīng)?？刂撇痪珳?zhǔn)，影響鋼筋施工和隧道質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于提供一種隧道仰拱一體化施工裝備及方法，解決現(xiàn)有隧道仰拱施工厚度不便控制，施工人力成本大，操作不便的問(wèn)題。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

3、一種隧道仰拱一體化施工裝備，包括固定架，固定架的底部設(shè)有若干個(gè)輪架，輪架設(shè)有行走輪；

4、固定架的中部設(shè)有固定桿；

5、固定架上設(shè)有布料機(jī)構(gòu)、攤鋪機(jī)構(gòu)和整平機(jī)構(gòu)，布料機(jī)構(gòu)、攤鋪機(jī)構(gòu)和整平機(jī)構(gòu)依次設(shè)置；

6、布料機(jī)構(gòu)用于混凝土澆筑；攤鋪機(jī)構(gòu)用于將澆筑的混凝土均勻攤鋪；整平機(jī)構(gòu)用于混凝土振搗整平。

7、優(yōu)選的方案中，布料機(jī)構(gòu)包括與固定架連接的兩個(gè)支撐塊，固定桿連接有中間塊；

8、兩個(gè)支撐塊之間設(shè)有穿過(guò)中間塊的螺紋桿和若干個(gè)滑桿，螺紋桿的兩端與中部均未設(shè)螺紋，螺紋桿與支撐塊和中間塊僅可轉(zhuǎn)動(dòng)的連接；

9、固定架內(nèi)設(shè)有若干個(gè)料斗，料斗的底部設(shè)有出料管；

10、料斗的內(nèi)部設(shè)有若干個(gè)導(dǎo)套，滑桿滑動(dòng)穿過(guò)料斗和導(dǎo)套；

11、料斗的內(nèi)部設(shè)有螺紋套，螺紋桿穿過(guò)料斗和螺紋套，并與螺紋套螺紋連接；

12、螺紋桿的一端設(shè)有驅(qū)動(dòng)件，用于驅(qū)動(dòng)螺紋桿轉(zhuǎn)動(dòng)。

13、優(yōu)選的方案中，驅(qū)動(dòng)件包括與支撐塊連接的電機(jī)座，電機(jī)座設(shè)有第一電機(jī)，第一電機(jī)的輸出軸設(shè)有蝸桿，螺紋桿的一端設(shè)有蝸輪，蝸輪與蝸桿嚙合，蝸輪與蝸桿位于支撐塊的內(nèi)部。

14、優(yōu)選的方案中，攤鋪機(jī)構(gòu)包括若干個(gè)攤鋪齒，攤鋪齒的頂部設(shè)有若干個(gè)連接軸，不同攤鋪齒的連接軸通過(guò)連接板連接；

15、攤鋪齒頂部設(shè)有驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于控制攤鋪齒移動(dòng)。

16、優(yōu)選的方案中，攤鋪齒設(shè)有清理套，清理套相對(duì)于攤鋪齒滑動(dòng)的連接；

17、清理套端部設(shè)有第一連接環(huán)，固定架設(shè)有若干個(gè)第二連接環(huán)，第一連接環(huán)與第二連接環(huán)之間通過(guò)拉桿連接；

18、拉桿的兩端設(shè)有連接的拉環(huán)。

19、優(yōu)選的方案中，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括設(shè)于固定桿頂部的第一電動(dòng)推桿，第一電動(dòng)推桿的輸出端設(shè)有傳動(dòng)板；

20、攤鋪齒的頂部設(shè)有限位轉(zhuǎn)軸，限位轉(zhuǎn)軸為階梯軸，限位轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)設(shè)于傳動(dòng)板的內(nèi)部；

21、傳動(dòng)板設(shè)有外齒，外齒頂部設(shè)有導(dǎo)板；

22、固定桿設(shè)有固定座，固定座設(shè)有第二電機(jī)，第二電機(jī)的輸出軸設(shè)有第一齒輪；

23、固定座內(nèi)轉(zhuǎn)設(shè)有傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸設(shè)有與第一齒輪嚙合的第三齒輪；

24、傳動(dòng)軸內(nèi)穿設(shè)有傳動(dòng)桿，傳動(dòng)桿為方桿，傳動(dòng)軸和第三齒輪的內(nèi)部設(shè)有與方桿相適配的方孔；

25、傳動(dòng)桿的底部設(shè)有第二齒輪，第二齒輪與外齒嚙合；第二齒輪位于攤鋪齒和導(dǎo)板之間；

26、攤鋪齒的頂部設(shè)有延展板，延展板用于避免第二齒輪移動(dòng)至延展板下方。

27、優(yōu)選的方案中，整平機(jī)構(gòu)包括若干個(gè)第二電動(dòng)推桿，第二電動(dòng)推桿的輸出端設(shè)有固定板；

28、固定板滑動(dòng)連接有若干個(gè)活動(dòng)桿，活動(dòng)桿的底部設(shè)有安裝板；

29、活動(dòng)桿頂部設(shè)有限位板，活動(dòng)桿設(shè)有振動(dòng)彈簧，振動(dòng)彈簧位于限位板和安裝板之間；

30、安裝板設(shè)有振動(dòng)電機(jī)和整平板；

31、固定架設(shè)有激光測(cè)距儀。

32、優(yōu)選的方案中，整平板的頂部設(shè)有扣板，整平板位于安裝板的底部，扣板位于安裝板的頂部；

33、扣板的頂部設(shè)有螺釘，螺釘螺紋延伸至扣板和安裝板的內(nèi)部；

34、安裝板內(nèi)設(shè)有多個(gè)螺孔；

35、整平板的底部設(shè)有凸面板。

36、一種隧道仰拱一體化施工方法，包括如下步驟：

37、s1、施工準(zhǔn)備：依據(jù)隧道仰拱設(shè)計(jì)要求，選擇適配的整平結(jié)構(gòu)，然后將施工裝備移動(dòng)至隧道仰拱施工起始位置，沿隧道方向設(shè)置設(shè)備移動(dòng)軌跡；

38、s2、混凝土布料：混凝土通過(guò)布料機(jī)構(gòu)進(jìn)行澆筑，完成第一段混凝土的均勻澆筑；

39、s3、混凝土攤鋪：第一段布料完成后，設(shè)備沿移動(dòng)軌跡移動(dòng)至合適位置，通過(guò)攤鋪機(jī)構(gòu)對(duì)第一段混凝土進(jìn)行攤鋪，保證混凝土均勻；

40、s4、混凝土整平：攤鋪完成后，設(shè)備繼續(xù)沿移動(dòng)軌跡移動(dòng)，整平機(jī)構(gòu)開(kāi)始工作，對(duì)第一段混凝土進(jìn)行整平，使仰拱混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)平整度和密實(shí)度要求；

41、s5、循環(huán)作業(yè)：第一段混凝土攤鋪時(shí)，進(jìn)行第二段混凝土布料；

42、第一段混凝土整平時(shí)，進(jìn)行第二段混凝土攤鋪，并進(jìn)行第三段混凝土布料；

43、如此往復(fù)，直至完成整個(gè)隧道仰拱的施工。

44、優(yōu)選的方案中，通過(guò)激光測(cè)距儀監(jiān)測(cè)整平的混凝土的厚度，根據(jù)厚度的變化對(duì)整平機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證仰拱的厚度，包括如下步驟：

45、s61、依據(jù)仰拱設(shè)計(jì)厚度設(shè)定激光測(cè)距儀的初始測(cè)量參數(shù)，校準(zhǔn)激光測(cè)距儀的零點(diǎn)；

46、s62、施工中，激光測(cè)距儀按設(shè)定頻率持續(xù)工作，發(fā)射激光束并接收從混凝土表面反射回來(lái)的光信號(hào)；

47、s63、激光測(cè)距儀將測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸給控制終端，控制終端，計(jì)算出距離，得到厚度變化；

48、s64、對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，根據(jù)數(shù)據(jù)獲取混凝土厚度，根據(jù)厚度變化控制整平機(jī)構(gòu)工作。

49、本發(fā)明提供了一種隧道仰拱一體化施工裝備及方法，通過(guò)采用以上的方案，具有以下的有益效果：

50、1、本發(fā)明的一體化施工裝備及方法，將混凝土澆筑、攤鋪和整平三道關(guān)鍵工序集成于一臺(tái)設(shè)備上，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)、高效的作業(yè)模式。

51、2、各工序之間緊密銜接，避免了傳統(tǒng)施工中因工序轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生的等待時(shí)間，顯著縮短了施工周期，大幅提高了施工效率，有效加快了隧道工程的建設(shè)進(jìn)度。

52、3、準(zhǔn)確控制混凝土的厚度，使仰拱混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)要求的平整度、密實(shí)度和厚度，確保仰拱的施工質(zhì)量。

53、4、施工過(guò)程中以機(jī)器為主，以人力為輔，不僅降低了施工過(guò)程中的人力成本，還減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了施工人員的工作環(huán)境，提高了施工的安全性。

54、5、該施工裝備及方法具備較強(qiáng)的適應(yīng)性，能夠根據(jù)不同隧道仰拱的設(shè)計(jì)要求和施工條件，靈活調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)和施工工藝，適應(yīng)能力更好。