(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 111594226 A(43)申请公布日 2020.08.28
(21)申请号 202010391466.4(22)申请日 2020.05.11
(71)申请人 中国一冶集团有限公司
地址 430081 湖北省武汉市青山区工业大
道3号(72)发明人 李克曙 吴桐 刘欢 王朋林
龙宋 (74)专利代理机构 湖北武汉永嘉专利代理有限
公司 42102
代理人 郑梦阁(51)Int.Cl.
E21D 11/10(2006.01)E21F 5/04(2006.01)E21F 3/00(2006.01)
权利要求书1页 说明书4页 附图5页
(54)发明名称
用于隧道二次衬砌混凝土的移动式喷淋装置及其喷淋方法(57)摘要
本发明公开了一种用于隧道二次衬砌混凝土的移动式喷淋装置，包括滑轨、移动装置、喷淋钢管、喷淋软管以及供水装置，其中，滑轨的长度方向与滑轨的长度方向平行设置，滑轨固定于隧道顶壁，移动装置安装于滑轨上且相对于其可滑动，移动装置下方固定有喷淋钢管，喷淋钢管的形状与隧道适配，喷淋钢管朝向隧道内壁一侧设有多个喷淋头，喷淋软管的一端连接喷淋钢管，喷淋软管的另一端连接供水装置。本发明还提出一种用于隧道二次衬砌混凝土的移动式喷淋装置的喷淋方法。本发明提出的用于隧道二次衬砌混凝土的移动式喷淋装置，很便于对隧道二次衬
提高了施工效率。砌混凝土进行喷淋，
CN 111594226 ACN 111594226 A
权 利 要 求 书
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1.一种用于隧道二次衬砌混凝土的移动式喷淋装置，其特征在于，包括滑轨、移动装置、喷淋钢管、喷淋软管以及供水装置，其中，
所述滑轨的长度方向与滑轨的长度方向平行设置，滑轨固定于隧道顶壁，移动装置安装于滑轨上且相对于其可滑动，移动装置下方固定有喷淋钢管，喷淋钢管的形状与隧道适配，喷淋钢管朝向隧道内壁一侧设有多个喷淋头，喷淋软管的一端连接喷淋钢管，喷淋软管的另一端连接供水装置。
2.如权利要求1所述的用于隧道二次衬砌混凝土的移动式喷淋装置，其特征在于，所述移动装置包括容纳于滑轨中的滚轮以及套于滚轮外的支撑框架，喷淋钢管固定于支撑框架下方。
3.如权利要求2所述的用于隧道二次衬砌混凝土的移动式喷淋装置，其特征在于，所述移动装置还包括用于驱动滚轮移动的驱动机构。
4.如权利要求3所述的用于隧道二次衬砌混凝土的移动式喷淋装置，其特征在于，所述驱动机构包括固定于支撑框架外侧的电机、套于电机输出轴外且与其固接的驱动齿轮、与驱动齿轮啮合的从动齿轮以及支承从动齿轮的传动轴，传动轴与滚轮连接以带动其在滑轨上移动。
5.如权利要求4所述的用于隧道二次衬砌混凝土的移动式喷淋装置，其特征在于，所述驱动机构设有用于对其进行远程控制的遥控机构，支撑框架上固定有与电机电连接的无线控制器。
6.如权利要求2所述的用于隧道二次衬砌混凝土的移动式喷淋装置，其特征在于，所述喷淋钢管呈倒U字形结构，支撑框架呈U形结构，支撑框架下方设置有两根吊杆以供喷淋钢管穿过。
7.如权利要求1所述的用于隧道二次衬砌混凝土的移动式喷淋装置，其特征在于，所述滑轨采用工字钢制成，滑轨通过间隔设置的多组地脚螺栓固定于隧道顶壁，地脚螺栓与滑轨之间设置有垫片。
8.如权利要求1所述的用于隧道二次衬砌混凝土的移动式喷淋装置，其特征在于，所述喷淋软管上安装有钢环，隧道内壁上安装有固定钢板，两固定钢板之间架设有钢索，钢环套于钢索上。
9.如权利要求1所述的用于隧道二次衬砌混凝土的移动式喷淋装置，其特征在于，所述供水装置包括与喷淋软管连接的增压泵。
10.一种基于权利要求1至9中任意一项所述的用于隧道二次衬砌混凝土的移动式喷淋装置的喷淋方法，其特征在于，包括以下步骤：
滑轨固定于隧道顶壁并安装移动装置后，将喷淋钢管悬挂于移动装置下方，喷淋钢管、喷淋软管和供水装置依次连接；
打开供水装置后通过喷淋钢管的喷淋头对隧道内壁进行喷水，推动移动装置以控制喷淋钢管前后移动以对隧道长度方向进行喷淋。
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说 明 书
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用于隧道二次衬砌混凝土的移动式喷淋装置及其喷淋方法
技术领域
[0001]本发明涉及喷淋装置技术领域，尤其涉及一种用于隧道二次衬砌混凝土的移动式喷淋装置及其喷淋方法。
背景技术
[0002]隧道二次衬砌是隧道洞身开挖初期支护施工后施作的模筑混凝土，与初期支护共同组成复合式衬砌，以达到加固支护作用，隧道结构物除要满足沉降变形要求外还要隧道结构稳定，二衬表面不能掉块，否则会危及行车安全。这就要求隧道二衬混凝土既要有足够的强度，又要满足耐久性要求。隧道二衬混凝土强度耐久性影响因素，除原材料、配合比等外，还有个重要影响因素—混凝土养护。混凝土浇筑后不及时进行养护，混凝土中水分会蒸发过快而导致混凝土表面出现片状、粉状脱落或较大干缩裂纹影响混凝土的耐久性和整体性，二衬混凝土养护工作没有做好将会是一个严重的质量隐患。同时因为二衬混凝土水化热、隧道开挖爆破作业、机械以及隧道长距离通风不畅影响导致隧道内温度比隧道外问题高5~10℃甚至更高，加上隧道爆破、出渣引起的扬尘环境直接影响隧道工人施工效率，隧道降温降尘如果处理不当严重影响工人职业病健康。因此加强二衬混凝土养生控制，隧道作业降温降尘是一个关键工序。
[0003]传统的养生台车一般采用轮式移动体积大、自重大、造价高，作业时需人工推动行进采用养生台车利用固定于台车四周喷淋头进行全断面喷水养护，传统养生台车与隧道开挖渣土车、二衬台车存在交叉作业风险，同时需要大量人工辅助，其施工效率低。发明内容
[0004]本发明的主要目的在于提供一种用于隧道二次衬砌混凝土的移动式喷淋装置及其喷淋方法，旨在便于对隧道二次衬砌混凝土进行喷淋，提高其施工效率。[0005]为实现上述目的，本发明提供一种用于隧道二次衬砌混凝土的移动式喷淋装置，包括滑轨、移动装置、喷淋钢管、喷淋软管以及供水装置，其中，
所述滑轨的长度方向与滑轨的长度方向平行设置，滑轨固定于隧道顶壁，移动装置安装于滑轨上且相对于其可滑动，移动装置下方固定有喷淋钢管，喷淋钢管的形状与隧道适配，喷淋钢管朝向隧道内壁一侧设有多个喷淋头，喷淋软管的一端连接喷淋钢管，喷淋软管的另一端连接供水装置。[0006]优选地，所述移动装置包括容纳于滑轨中的滚轮以及套于滚轮外的支撑框架，喷淋钢管固定于支撑框架下方。[0007]优选地，所述移动装置还包括用于驱动滚轮移动的驱动机构。[0008]优选地，所述驱动机构包括固定于支撑框架外侧的电机、套于电机输出轴外且与其固接的驱动齿轮、与驱动齿轮啮合的从动齿轮以及支承从动齿轮的传动轴，传动轴与滚轮连接以带动其在滑轨上移动。[0009]优选地，所述驱动机构设有用于对其进行远程控制的遥控机构，支撑框架上固定
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说 明 书
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有与电机电连接的无线控制器。[0010]优选地，所述喷淋钢管呈倒U字形结构，支撑框架呈U形结构，支撑框架下方设置有两根吊杆以供喷淋钢管穿过。[0011]优选地，所述滑轨采用工字钢制成，滑轨通过间隔设置的多组地脚螺栓固定于隧道顶壁，地脚螺栓与滑轨之间设置有垫片。[0012]优选地，所述喷淋软管上安装有钢环，隧道内壁上安装有固定钢板，两固定钢板之间架设有钢索，钢环套于钢索上。[0013]优选地，所述供水装置包括与喷淋软管连接的增压泵。
[0014]本发明进一步提出一种基于上述用于隧道二次衬砌混凝土的移动式喷淋装置的喷淋方法，包括以下步骤：
滑轨固定于隧道顶壁并安装移动装置后，将喷淋钢管悬挂于移动装置下方，喷淋钢管、喷淋软管和供水装置依次连接；
打开供水装置后通过喷淋钢管的喷淋头对隧道内壁进行喷水，推动移动装置以控制喷淋钢管前后移动以对隧道长度方向进行喷淋。
[0015]本发明提出的用于隧道二次衬砌混凝土的移动式喷淋装置，具有以下有益效果：
1）通过滑轨安装在隧道顶部，在隧道二衬顶部占用空间小，有效释放隧道初支、二衬台车、渣土车等大型机械施工空间；
2）采用自动化遥控技术只需少量人员操作，相比传统台车节省大量人力资源；3）通过滑轨安装在隧道顶部，因此，喷淋装置不易受到破坏性撞击，滑轨1等原材料可重复利用效节省资源，经济性高；
4）喷淋用水采用外接增压水源无需采用蓄水措施，做到即需即用、高续航不间断喷淋；5）通过可移动的特性可以兼顾二衬混凝土养生与隧道爆破施工后降温、降尘喷淋作业，解决了两道不同喷淋工序作业无法兼顾，缩短了不同工序的间隔时间加快了工期进度。附图说明
[0016]图1为本发明用于隧道二次衬砌混凝土的移动式喷淋装置的喷淋效果示意图；
图2为本发明用于隧道二次衬砌混凝土的移动式喷淋装置的一局部细节示意图；图3为本发明用于隧道二次衬砌混凝土的移动式喷淋装置的另一局部细节示意图；图4为本发明用于隧道二次衬砌混凝土的移动式喷淋装置中驱动机构的左视结构示意图；
图5为本发明用于隧道二次衬砌混凝土的移动式喷淋装置中驱动机构的正视结构示意图；
图6为本发明用于隧道二次衬砌混凝土的移动式喷淋装置中地脚螺栓的结构示意图；图7为本发明用于隧道二次衬砌混凝土的移动式喷淋装置中喷淋软管的布置结构示意图。
[0017]图中，1-滑轨，2-喷淋钢管，3-喷淋头，4-喷淋软管，5-固定钢板，6-从动齿轮，7-增压泵，8-地脚螺栓，9-电机，10-传动轴，11-无线控制器，12-安装预留孔，13-固定螺栓，14-垫片，15-钢索，16-隧道二衬混凝土，17-支撑框架，18-滚轮。[0018]本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
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具体实施方式
[0019]应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。[0020]需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明和简化描述，并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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。[0021]参照图1至图7，本优选实施例中，一种用于隧道二次衬砌混凝土的移动式喷淋装置，包括滑轨1、移动装置、喷淋钢管2、喷淋软管4以及供水装置，其中，
滑轨1的长度方向与滑轨1的长度方向平行设置，滑轨1固定于隧道顶壁，移动装置安装于滑轨1上且相对于其可滑动，移动装置下方固定有喷淋钢管2，喷淋钢管2的形状与隧道适配，喷淋钢管2朝向隧道内壁一侧设有多个喷淋头3（多个喷淋头3等间距设置），喷淋软管4的一端连接喷淋钢管2，喷淋软管4的另一端连接供水装置。[0022]具体地，移动装置包括容纳于滑轨1中的滚轮18以及套于滚轮18外的支撑框架17，喷淋钢管2固定于支撑框架17下方。支撑框架17呈U形结构，支撑框架17下方设置有两根吊杆以供喷淋钢管2穿过。吊杆上开设有安装预留孔12以供喷淋钢管2穿过。[0023]进一步地，参照图4和图5，移动装置还包括用于驱动滚轮18移动的驱动机构，从而实现喷淋钢管2的自动移动。[0024]具体地，驱动机构包括固定于支撑框架17外侧的电机9（采用涡轮电机）、套于电机9输出轴外且与其固接的驱动齿轮、与驱动齿轮啮合的从动齿轮6以及支承从动齿轮6的传动轴10，传动轴10与滚轮18连接以带动其在滑轨1上移动。电机9采用蓄电电动机。电机9通过固定螺栓13固定于支撑框架17外侧壁上。[0025]进一步地，驱动机构设有用于对其进行远程控制的遥控机构，从而便于用户操作。支撑框架17上固定有与电机电连接的无线控制器11。支撑框架17上还设有充电孔防水罩。[0026]参照图1，喷淋钢管2呈倒U字形结构，其弧度与隧道内壁弧度相同。[0027]本实施例中，滑轨1采用工字钢制成，滑轨1通过间隔设置的多组地脚螺栓8固定于隧道顶壁，地脚螺栓8与滑轨1之间设置有垫片14。[0028]参照图7，喷淋软管4上安装有钢环，隧道内壁上安装有固定钢板5，两固定钢板5之间架设有钢索15，钢环套于钢索15上。
[0029]供水装置包括与喷淋软管4连接的增压泵7。
[0030]本用于隧道二次衬砌混凝土的移动式喷淋装置的工作流程如下。[0031]1）测量放线
测量放样出隧道顶部中心的轮廓线，根据工字钢腰宽在隧道轮廓线顶部两侧预埋两排地脚螺栓孔。
[0032]2)安装工字钢和钢索15
二衬模板台车移模安装工字钢在两排地脚螺栓8孔范围内，地脚螺栓82米一排，工字钢根据轮廓线分节安装对准。拧紧带有垫片14的地脚螺栓8以固定工字钢。[0033] 3）安装电机9
将电机9安装在工字钢下腰一侧，安装固定好后连接电源调试电机9移动，电线环扣在
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钢索15滑动。[0034]4）安装喷淋钢管2的喷淋头3、外接喷淋软管4
将弧形的喷淋钢管2穿过电机9下方的钢片预留孔12并焊死，喷淋钢管2安装完成后，安装向上喷淋头3时喷水方向斜背向电机9一侧。在需要降温降尘时，调整喷淋头3方向使其朝下喷淋。[0035]5）固定预留的喷淋软管4
在二衬混凝土两端高1/3处设有固定钢板5，将钢索15架设在两端的固定钢板5上，喷淋软管4用钢环套在钢索15上并预留足够的长度，喷淋软管4的另一端安装在增压泵7上。[0036]6）喷淋使用
打开增压泵7向上增压喷水，手持遥控机构以控制移动装置进行前后移动。[0037]7）拆除、安装
跟进隧道二次衬砌距离，将不需要养护、降尘降温段拆除工字钢、钢索15以用于另一模二衬需要喷淋区域。
[0038]本发明提出的用于隧道二次衬砌混凝土的移动式喷淋装置，具有以下有益效果：
1）通过滑轨1安装在隧道顶部，在隧道二衬顶部占用空间小，有效释放隧道初支、二衬台车、渣土车等大型机械施工空间；
2）采用自动化遥控技术只需少量人员操作，相比传统台车节省大量人力资源；3）通过滑轨1安装在隧道顶部，因此，喷淋装置不易受到破坏性撞击，滑轨1等原材料可重复利用效节省资源，经济性高；
4）喷淋用水采用外接增压水源无需采用蓄水措施，做到即需即用、高续航不间断喷淋；5）通过可移动的特性可以兼顾二衬混凝土养生与隧道爆破施工后降温、降尘喷淋作业，解决了两道不同喷淋工序作业无法兼顾，缩短了不同工序的间隔时间加快了工期进度。[0039]本发明进一步提出一种用于隧道二次衬砌混凝土的移动式喷淋装置的喷淋方法。[0040]本优选实施例中，一种基于上述用于隧道二次衬砌混凝土的移动式喷淋装置的喷淋方法，包括以下步骤：
滑轨1固定于隧道顶壁并安装移动装置后，将喷淋钢管2悬挂于移动装置下方，喷淋钢管2、喷淋软管4和供水装置依次连接；
打开供水装置后通过喷淋钢管2的喷淋头3对隧道内壁进行喷水，推动移动装置以控制喷淋钢管2前后移动以对隧道长度方向进行喷淋。[0041]本发明提出的移动式喷淋装置的喷淋方法，其喷淋方法简单方便控制，且施工效率高。
[0042]以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
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