李晶

摘要：新建崇禮鐵路在對(duì)二襯混凝土面的養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，采用了一種新型噴淋養(yǎng)護(hù)臺(tái)車。其功能不僅能滿足隧道二襯混凝土澆筑面的養(yǎng)護(hù)，且兩側(cè)及頂部平臺(tái)還可以作為隧道檢測(cè)、注漿的平臺(tái)使用，實(shí)現(xiàn)隧道機(jī)械化一機(jī)多用功能的要求，該臺(tái)車從行走到養(yǎng)護(hù)噴淋部分均實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，大大提高了隧道養(yǎng)護(hù)效率、效果，并減輕了人工勞動(dòng)強(qiáng)度，下面就這一新研制的臺(tái)車結(jié)構(gòu)、電控設(shè)計(jì)及工作原理與特點(diǎn)具體說(shuō)明一下這種適合隧道養(yǎng)生使用的全自動(dòng)噴淋養(yǎng)護(hù)臺(tái)車。

Abstract： In the process of curing the concrete surface of the second lining of the newly constructed Chongli Railway adopts a new spray curing trolley. Its function can not only meet the maintenance of the tunnel's second lining concrete placement surface， but also the sides and the top platform can be used as a platform for tunnel inspection and grouting. It can realize the multi-purpose function of the machine for the tunnel mechanization. The trolley moves from the walk to the maintenance spray. The leaching part has been fully automated， greatly improving the efficiency and effectiveness of tunnel maintenance， and reducing the labor intensity. The following is a detailed description of the structure， electric control design and working principle and characteristics of the newly developed trolley.

關(guān)鍵詞：隧道；養(yǎng)護(hù)；檢測(cè)；注漿；全自動(dòng)；臺(tái)車

Key words： tunnel；maintenance；testing；grouting；automatic；trolley

中圖分類號(hào)：U227.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）14-0129-02

0 引言

長(zhǎng)期以來(lái)國(guó)內(nèi)隧道混凝土襯砌澆注后，若不及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，混凝土中水分會(huì)因?yàn)檎舭l(fā)過(guò)快而形成脫水現(xiàn)象，從而導(dǎo)致內(nèi)部凝膠體的水泥顆粒不能充分水化，顆粒之間缺乏足夠的粘結(jié)力，使得混凝土表面出現(xiàn)片狀或粉狀脫落。此外，水分過(guò)早的蒸發(fā)還會(huì)產(chǎn)生較大的收縮變形，出現(xiàn)干縮裂紋，造成強(qiáng)度不夠等“通病”，所以混凝土澆筑后的養(yǎng)護(hù)非常重要。而目前隧道混凝土澆筑后養(yǎng)護(hù)還采用常規(guī)的人工背噴霧器進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，受人為因素影響較大，經(jīng)常出現(xiàn)養(yǎng)生不及時(shí)或漏養(yǎng)現(xiàn)象。在隧道施工中引進(jìn)一種混凝土養(yǎng)生施工設(shè)備，達(dá)到既不影響正常的隧道施工，又能滿足新澆筑混凝土的養(yǎng)生需求，就顯得尤為實(shí)用。

新建崇禮鐵路的施工中就引進(jìn)了一種新型噴淋養(yǎng)護(hù)臺(tái)車，該臺(tái)車主要進(jìn)行隧道二襯混凝土澆筑面的養(yǎng)護(hù)，其兩側(cè)及頂部平臺(tái)并作為隧道檢測(cè)、注漿使用的平臺(tái)。通過(guò)該臺(tái)車的養(yǎng)護(hù)施工，可顯著提高隧道襯砌混凝土強(qiáng)度和表面致密性，滿足混凝土澆筑要求。其自動(dòng)化程度高，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控操作，且隧道斷面適應(yīng)性強(qiáng)，能滿足各類隧道斷面，操作簡(jiǎn)單便捷，重復(fù)利用率高，可大范圍推廣于各類隧道混凝土養(yǎng)護(hù)施工中。

1 新型噴淋養(yǎng)護(hù)臺(tái)車的主要構(gòu)成

該臺(tái)車采用門式結(jié)構(gòu)、輪軌自行式行走，并留有足夠的通車空間保證隧道施工設(shè)備的正常通行。其結(jié)構(gòu)主要由門架總成、梯子平臺(tái)總成、噴淋系統(tǒng)總成、行走機(jī)構(gòu)總成組成。

1.1 門架總成

門架總成主要由型材搭接框梁，經(jīng)螺栓連接而成，結(jié)構(gòu)包括橫梁、立柱、斜撐、縱梁、頂部及側(cè)部工作平臺(tái)等，采用螺栓連接各部件，該結(jié)構(gòu)便于施工拆裝?？蚣苤胁苛羲淼朗┕に璧耐ㄜ嚳臻g，一般凈空高4.5m，可滿足隧道車輛正常的通行要求。頂部設(shè)有大面積平臺(tái)，作為頂部隧道檢測(cè)及注漿使用，門架側(cè)向三層分別設(shè)置平臺(tái)，其間距按實(shí)際需要設(shè)置，一般可為2m間距，作為側(cè)向檢測(cè)使用，上述結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.2 噴淋系統(tǒng)總成

噴淋系統(tǒng)由噴水系統(tǒng)及支架系統(tǒng)組成，噴水系統(tǒng)又分為水泵、水箱、水管及噴頭。經(jīng)過(guò)實(shí)際考察與實(shí)驗(yàn)，噴水系統(tǒng)的水管材質(zhì)為PPR管，該種材質(zhì)連接優(yōu)于普通鋼管，內(nèi)壁光滑、易于仿形成型且連接處不易出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，施工時(shí)依據(jù)實(shí)際隧道面進(jìn)行仿形布置，采用管道專用連接工具，操作簡(jiǎn)單易懂，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的培訓(xùn)即可掌握連接技巧。噴頭采用噴淋狀態(tài)可調(diào)式噴頭，其噴灑范圍及距離均可適量調(diào)節(jié)，在門架兩側(cè)底縱梁上各設(shè)置一組水箱，其容積依據(jù)水泵參數(shù)計(jì)算而得。上述結(jié)構(gòu)如圖2所示。

1.3 行走機(jī)構(gòu)總成

行走機(jī)構(gòu)為輪軌自行式，分為兩種結(jié)構(gòu)，一種為鋼軌式結(jié)構(gòu)，另一種為輪胎式結(jié)構(gòu)。鋼軌式具有導(dǎo)向好，臺(tái)車運(yùn)行穩(wěn)定性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)需要人工鋪設(shè)軌道，而輪胎式運(yùn)行方便，但導(dǎo)向性差，運(yùn)行易于偏向，方向不易調(diào)節(jié)。經(jīng)實(shí)際實(shí)驗(yàn)運(yùn)用，本次采用的是鋼軌自行式行走機(jī)構(gòu)，行走輪采用LD300型，通過(guò)LDAC1M型三合一減速機(jī)驅(qū)動(dòng)，該減速機(jī)與錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)、帶齒圈的走輪組成集傳動(dòng)、減速、制動(dòng)于一體的“三合一”運(yùn)行機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕小緊湊、維護(hù)、保養(yǎng)也極為方便，它的級(jí)閉式傳動(dòng)齒輪可以更換，能得到不同的傳動(dòng)比，可滿足用戶對(duì)行走速度的不同要求，很適合隧道內(nèi)驅(qū)動(dòng)行走，且操作配備了有線及無(wú)線遙控兩種，可根據(jù)實(shí)際需求使用。另一方面為避免軌行式鋪軌不便的缺點(diǎn)，減輕人工勞動(dòng)強(qiáng)度，本次軌道采用鋼軌為24kg/m型，較之隧道施工常用鋼軌較小，便于實(shí)際隧道施工，且在此設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上設(shè)置了電纜卷筒往復(fù)式走形，在行程兩端裝設(shè)行程限位裝置，可在設(shè)定范圍內(nèi)往復(fù)行走，實(shí)現(xiàn)臺(tái)車自動(dòng)往返行走或一般的長(zhǎng)距離行走。所述結(jié)構(gòu)如圖3所示。

2 臺(tái)車電氣部分設(shè)計(jì)

隧道全自動(dòng)噴淋養(yǎng)護(hù)臺(tái)車的電氣系統(tǒng)采用380V/50Hz交流電源，供電方式為電纜卷筒供電。操控方式采用無(wú)線遙控和有線按鈕控制兩種?？刂葡洳捎脩敉夥烙晷停瑑?nèi)設(shè)有4個(gè)16A三孔220V插座，方便注漿、檢測(cè)等作業(yè)使用。整車還設(shè)有安全保護(hù)系統(tǒng)，其主要功能有：

①臺(tái)車前后運(yùn)行極限限位，防止電纜線拉斷；

②臺(tái)車前后設(shè)有換向開關(guān)，實(shí)現(xiàn)臺(tái)車行走自動(dòng)換向；

③水箱內(nèi)設(shè)有水位計(jì)，防止水位過(guò)低致使水泵損壞；

④無(wú)線遙控和有線按鈕控制聯(lián)鎖互鎖，防止誤操作；

⑤設(shè)有相序保護(hù)器；

⑥總電源急停開關(guān)；

⑦電機(jī)熱過(guò)載保護(hù)；

⑧臺(tái)車前后設(shè)有旋轉(zhuǎn)警示燈。

3 臺(tái)車工作原理及特點(diǎn)

隧道二襯面混凝土澆筑成型后必須及時(shí)進(jìn)行澆水保濕養(yǎng)護(hù)，以滿足混凝土表面維持一定濕潤(rùn)狀態(tài)，避免二襯面干燥出現(xiàn)裂紋，此時(shí)引進(jìn)一種新型的全自動(dòng)噴淋養(yǎng)護(hù)臺(tái)車，行走機(jī)構(gòu)由驅(qū)動(dòng)裝置為其提供動(dòng)力，能以設(shè)定的速度在隧道中往復(fù)行走，到達(dá)養(yǎng)護(hù)需求位置后，打開噴淋控制泵按鈕，調(diào)節(jié)可調(diào)噴頭的養(yǎng)護(hù)距離及范圍，進(jìn)行二襯面養(yǎng)護(hù)，噴淋水源由臺(tái)車底縱梁上設(shè)置的四個(gè)水箱提供，通過(guò)噴淋泵動(dòng)力將水箱儲(chǔ)水引入主進(jìn)水管，再通過(guò)各分管分流水路，到達(dá)噴頭進(jìn)行全面霧化養(yǎng)生混凝土。二橫梁上設(shè)置的防雨棚可蓄積隧道頂面滴落的水珠，并通過(guò)引導(dǎo)管二次流入水箱，經(jīng)過(guò)濾網(wǎng)過(guò)濾建筑顆粒過(guò)程中注意水箱水位不能低于警戒線，低于警戒線需及時(shí)補(bǔ)充儲(chǔ)水。系統(tǒng)一次性噴淋的噴灑時(shí)間由人工設(shè)定控制，往復(fù)行走配有電纜卷筒自動(dòng)收放電纜，整車控制均為無(wú)線遙控控制。

噴淋系統(tǒng)噴出的養(yǎng)護(hù)水幕較為均勻，養(yǎng)護(hù)面避免形成干濕循環(huán)，克服了以往混凝土灑水養(yǎng)護(hù)不均勻的弊病，較好解決了隧道面混凝土的開裂問(wèn)題，且水路隨隧道面仿形布置，適應(yīng)于各類隧道斷面，具有施工操作簡(jiǎn)便、節(jié)省人力、用水等特點(diǎn)，養(yǎng)護(hù)效率高，養(yǎng)護(hù)時(shí)安全風(fēng)險(xiǎn)低，除在安裝臺(tái)車時(shí)需人工進(jìn)行施工，噴淋養(yǎng)護(hù)時(shí)無(wú)需人工施工，僅需按動(dòng)按鈕即可，很大程度上降低了人工作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度，避免了發(fā)生安全事故的機(jī)率。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隧道全自動(dòng)噴淋養(yǎng)護(hù)臺(tái)車提供了一種可進(jìn)行隧道面養(yǎng)護(hù)且兼用于隧道注漿及檢測(cè)作業(yè)平臺(tái)的臺(tái)車，實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多用功能，在隧道施工中不僅保證了混凝土表面質(zhì)量，且提高了工作效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，具有實(shí)際意義的推廣價(jià)值。

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