CN210977512U - 一种隧道二次衬砌防脱空纵向退管式带模注浆旋转装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种隧道二次衬砌防脱空纵向退管式带模注浆旋转装置，涉及隧道二衬拱部带模注浆技术领域，针对浇筑二衬时混凝土会随着时间的加长而凝固，将预制在其拱顶的注浆管牢牢粘住，导致注浆回填时注浆管无法向外拔出的问题，采用包括旋转机构和夹紧机构，旋转机构的转动部与夹紧机构固定连接，旋转机构的转动部转动时能够带动夹紧机构转动；旋转机构为空心结构，注浆管能够穿设在旋转机构以及夹紧机构内，并被夹紧机构夹紧。其设计合理，结构巧妙，操作方便，便于组装和检修，其能够非常方便地实现注浆管的旋转，因其采用液压控制，夹紧力和旋转扭力都很大，足够满足现场需要，另外，这样的结构也不会影响夹紧缸因转动造成管路缠绕问题。

Description

一种隧道二次衬砌防脱空纵向退管式带模注浆旋转装置

技术领域

本实用新型涉及隧道二衬拱部带模注浆技术领域，特别涉及一种隧道二次衬砌防脱空纵向退管式带模注浆旋转装置。

背景技术

隧道二衬脱空、空洞质量缺陷问题仍是目前二衬施工的较普遍问题。从以往隧道工程施工过程质量检测、检查，以及工程竣工质量检测验收的缺陷问题统计数据看，二衬拱部、拱腰的脱空、空洞问题较多，部分问题程度较严重，造成设计结构安全隐患，对铁路、公路、市政道路运营安全影响较大，一直受铁路、公路、市政道路建设单位、铁路局、公路局、铁总质量监督管理局关注。

隧道二衬的拱部及拱腰部位产生脱空、空洞原因主要有：（1）因混凝土流动性、和易性等工作性能不良，造成混凝土泵入二衬台车拱部模板后流动性不佳而局部未能灌满。（2）台车拱部模板附着式振捣器振捣过程中可能存在拱部混凝土继续下沉情况而脱空现象。（3）隧道设计纵坡会趋使拱部混凝土由高端向低端流动，而易造成高端未灌满。（4）混凝土封顶时，泵送管堵管、混凝土供应不及时等因素造成入模混凝土接近初凝而流动性受阻情况，可能带来局部未灌满。

二衬拱顶带模RPC管径向注浆为近年国内铁路隧道施工推广的新技术。浇筑混凝土前在台车拱部模板中线位置预留的注浆管孔上安装RPC注浆管，管口切“十”字槽并顶至防水板及初支面，管外径 36mm，内径 15mm，二衬砼封顶灌筑时也可通过RPC管口是否溢浆判断该部位是否灌满砼。拱顶混凝土封顶灌筑完成后3-6h内完成拱部带模注浆，一般12m长二衬台车纵向布设4孔，若本孔注浆则邻近孔作为排气孔，如果注浆压力超过1.0MPa或邻孔溢浆即可更换至下一孔注浆，直至全部孔已注浆或溢浆。带模注浆料可采购市场成品微膨胀混合料砂浆，能达到混凝土同等强度。具体内容可以参考实用新型专利：CN207297034U，隧道二衬混凝土拱顶回填注浆装置。

上述技术方案存在的问题是：（1）一般12m台车布置RPC注浆管4孔，孔位间隔布置，施工经验及雷达检测发现，拱顶砼脱空、空洞是无规律的，脱空点未必刚好在注浆孔位置，注浆未必能将拱部各处脱空都灌满。（2）注浆管孔与邻近排气管孔未必是空间相通的，边注浆边排出封闭空间气体只是理想状况，因此即使达到注浆压力也未必是真注满。（3）通过雷达无损检测显示，该注浆工艺仍无法确保拱部脱空均能得到注浆回填及实现注满。

为了解决上述问题，我们研究出了一种新工法：在二衬拱顶上面沿着拱轴向设置有一根注浆管，注浆回填时一边往注浆管内注入浆液一边将注浆管向外拉出。但是由于浇筑二衬时混凝土会随着时间的加长而凝固，将预制在其拱顶的注浆管牢牢粘住，导致注浆回填时注浆管无法向外拔出。

实用新型内容

为解决因混凝土凝固将注浆管粘住导致无法向外拔出的问题，本实用新型采用如下技术方案实现：

一种隧道二次衬砌防脱空纵向退管式带模注浆旋转装置，其特征在于，包括旋转机构和夹紧机构，所述旋转机构的转动部与所述夹紧机构固定连接，旋转机构的转动部转动时能够带动夹紧机构转动；

所述旋转机构为空心结构，注浆管能够穿设在旋转机构以及夹紧机构内，并被夹紧机构夹紧。

优选地，所述旋转机构为摆动液压缸、气缸或电缸，其转动部能够旋转一定角度；

所述旋转机构的转动部上固定设置有旋转法兰，旋转法兰呈中空环形结构；

所述夹紧机构包括夹紧固定块、导杆、动夹块以及夹紧缸；

所述夹紧固定块的一侧固定设置有固定块法兰，呈中空环形结构；

所述固定块法兰与所述旋转法兰相互匹配，二者通过螺栓相互固定；

所述固定块法兰的一侧固定设置有定夹块，其呈U形结构；定夹块两侧分别固定设置有一个导杆固定耳，两个导杆固定耳内分别穿设固定有所述导杆；

导杆的下端固定连接有所述夹紧缸；

导杆上可滑动设置有所述动夹块，动夹块呈U形结构，能够与所述定夹块相互匹配；

动夹块的底部与所述夹紧缸的活塞杆固定连接，通过夹紧缸的活塞杆伸缩能够带动动夹块沿着导杆移动。

优选地，所述固定块法兰的中心开设有固定块法兰中心孔，该固定块法兰中心孔的孔径大于被夹持的注浆管的管径。

优选地，所述定夹块以及动夹块二者的中心上分别开设有对称的等腰梯形槽。

优选地，所述导杆为两端设有台阶，中部为光杆的台阶圆柱体结构，导杆的底部设置有外螺纹，导杆的底部与夹紧缸通过螺纹连接；

导杆的顶部穿设在导杆固定耳内，并通过螺母固定连接。

优选地，还包括底座，所述旋转机构固定在所述底座上。

优选地，所述摆动液压缸为旋转60°的中空摆动液压缸。

优选地，所述夹紧缸为直线液压缸、直线气缸或者直线电缸。

采用该优选技术方案后其有益效果包括：

设计合理，结构巧妙，效率高，稳定性好，操作方便，便于组装和检修，其能够非常方便地实现注浆管的旋转，因其采用液压控制，夹紧力和旋转扭力都很大，足够满足现场需要，另外，这样的结构也不会影响夹紧缸因转动造成管路缠绕问题。

附图说明

图1是本实用新型的总体结构图；

图2是本实用新型的夹紧机构立体图；

图3是本实用新型的夹紧机构主视图；

图4是本实用新型的夹紧机构左视图；

图5是本实用新型的夹紧机构俯视图；

图6是本实用新型的夹紧固定块立体图；

图7是本实用新型的夹紧固定块主视图；

图8是本实用新型的夹紧固定块左视图；

图9是隧道二次衬砌防脱空纵向退管式带模注浆旋转装置***注浆管后的示意图。

具体实施方式

为使本申请实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的图1~9，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施方式。

如图1所示，一种隧道二次衬砌防脱空纵向退管式带模注浆旋转装置，包括旋转机构10和夹紧机构11。

旋转机构10可以采用旋转液压缸、摆动液压缸、旋转气缸或者电缸等，甚至可以采用回转减速器实现。夹紧机构11可以采用机械手结构的夹紧模块或者采用液压缸、气缸等实现的夹紧，总之，目的就是将注浆管2夹紧。

旋转机构10的转动部与夹紧机构11的固定连接，旋转机构10的转动部转动时能够带动夹紧机构11转动。旋转机构10为空心结构，注浆管2能够穿设在旋转机构10以及夹紧机构11内，并被夹紧机构11夹紧。

具体地，如图1所示，旋转机构10采用每转动一次旋转60度的中空式摆动液压缸。该摆动液压缸的转动部分固定设置有旋转法兰100，旋转法兰100呈中空环形结构。

如图2~8所示，夹紧机构11包括夹紧固定块110、导杆111、动夹块112以及夹紧缸113。

其中，夹紧固定块110的一侧固定设置有固定块法兰1100，固定块法兰1100呈中空环形结构，且固定块法兰1100与旋转法兰100相互匹配，二者通过螺栓相互固定连接。

如图7所示，固定块法兰1100的中心开设有固定块法兰中心孔1103，该固定块法兰中心孔1103的孔径大于被夹持的注浆管2的管径。

如图6~8所示，固定块法兰1100的一侧固定设置有定夹块1101，其呈U形结构，且凸出于固定块法兰1100的一侧。U形的定夹块1101环设在固定块法兰中心孔1103外。

定夹块1101的两侧分别固定或一体设置有一个导杆固定耳1102，左右分别各设置一个，两个导杆固定耳1102内分别穿设固定有导杆111。

导杆111的两端设都有台阶，其中部为光杆的台阶圆柱杆体结构，导杆111的底部设置有外螺纹，导杆111的底部与夹紧缸113通过螺纹连接。导杆111的顶部穿设在导杆固定耳1102内，并通过螺母固定连接。

导杆111的光杆部分可滑动设置有动夹块112，动夹块112呈U形结构，能够与定夹块1101相互匹配。动夹块112的两端也分别开设有导杆孔，导杆111就穿设在导杆孔中。

动夹块112的底部与夹紧缸113的活塞杆螺纹固定连接，夹紧缸113为直线液压缸、直线气缸或者直线电缸。通过夹紧缸113的活塞杆伸缩能够带动动夹块112沿着导杆111移动。

定夹块1101以及动夹块112二者的中心上分别开设有对称的等腰梯形槽。如图3所示，当动夹块112向上移动与定夹块1101接触后，二者的腰梯形槽能够牢牢夹住注浆管2。

此外，为了固定整个旋转机构10和夹紧机构11便于安装、运输，如图1所示，还设置有一个底座12，旋转机构10固定在底座12上。需要注意的是，底座12应当做成台阶状，台阶上安装固定旋转机构10，这样就可以防止转动时夹紧机构11与底座12产生干涉。

工作时，如图9所示，注浆管2预先埋设在二衬拱顶上面且二衬混凝土还未固化时，将一种隧道二次衬砌防脱空纵向退管式带模注浆旋转装置抬到台车上并对准注浆管固定好，然后将夹紧部穿设在注浆管2上。接着：

1、控制夹紧缸113的活塞杆向外伸出，活塞杆带动动夹块112向定夹块1101移动，从而夹紧注浆管2；

2、夹紧注浆管2后，控制旋转机构10转动60°，这时候注浆管2也转动60°；

3、控制夹紧缸113的活塞杆向内收缩，活塞杆带动动夹块112向定夹块1101的反方向移动，从而松开注浆管2；

4、控制旋转机构10反向转动60°；

5、反复执行1~4的步骤，如此反复循环，就可以实现对注浆管2的旋转，防止因混凝土凝固将注浆管2固定。

通过上述的装置，能够非常方便地实现注浆管2的旋转，因其采用液压控制，夹紧力和旋转扭力都很大，足够满足现场需要，另外，这样的结构也不会影响夹紧缸113因转动造成管路缠绕问题。

Claims (8)

1.一种隧道二次衬砌防脱空纵向退管式带模注浆旋转装置，其特征在于，包括旋转机构（10）和夹紧机构（11），所述旋转机构（10）的转动部与所述夹紧机构（11）固定连接，旋转机构（10）的转动部转动时能够带动夹紧机构（11）转动；

所述旋转机构（10）为空心结构，注浆管（2）能够穿设在旋转机构（10）以及夹紧机构（11）内，并被夹紧机构（11）夹紧。

2.根据权利要求1所述的一种隧道二次衬砌防脱空纵向退管式带模注浆旋转装置，其特征在于：

所述旋转机构（10）为摆动液压缸、气缸或电缸，其转动部能够旋转一定角度；

所述旋转机构（10）的转动部上固定设置有旋转法兰（100），旋转法兰（100）呈中空环形结构；

所述夹紧机构（11）包括夹紧固定块（110）、导杆（111）、动夹块（112）以及夹紧缸（113）；

所述夹紧固定块（110）的一侧固定设置有固定块法兰（1100），呈中空环形结构；

所述固定块法兰（1100）与所述旋转法兰（100）相互匹配，二者通过螺栓相互固定；

所述固定块法兰（1100）的一侧固定设置有定夹块（1101），其呈U形结构；定夹块（1101）两侧分别固定设置有一个导杆固定耳（1102），两个导杆固定耳（1102）内分别穿设固定有所述导杆（111）；

导杆（111）的下端固定连接有所述夹紧缸（113）；

导杆（111）上可滑动设置有所述动夹块（112），动夹块（112）呈U形结构，能够与所述定夹块（1101）相互匹配；

动夹块（112）的底部与所述夹紧缸（113）的活塞杆固定连接，通过夹紧缸（113）的活塞杆伸缩能够带动动夹块（112）沿着导杆（111）移动。

3.根据权利要求2所述的一种隧道二次衬砌防脱空纵向退管式带模注浆旋转装置，其特征在于：

所述固定块法兰（1100）的中心开设有固定块法兰中心孔（1103），该固定块法兰中心孔（1103）的孔径大于被夹持的注浆管（2）的管径。

4.根据权利要求3所述的一种隧道二次衬砌防脱空纵向退管式带模注浆旋转装置，其特征在于：

所述定夹块（1101）以及动夹块（112）二者的中心上分别开设有对称的等腰梯形槽。

5.根据权利要求4所述的一种隧道二次衬砌防脱空纵向退管式带模注浆旋转装置，其特征在于：

所述导杆（111）为两端设有台阶，中部为光杆的台阶圆柱体结构，导杆（111）的底部设置有外螺纹，导杆（111）的底部与夹紧缸（113）通过螺纹连接；

导杆（111）的顶部穿设在导杆固定耳（1102）内，并通过螺母固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种隧道二次衬砌防脱空纵向退管式带模注浆旋转装置，其特征在于：

还包括底座（12），所述旋转机构（10）固定在所述底座（12）上。

7.根据权利要求2所述的一种隧道二次衬砌防脱空纵向退管式带模注浆旋转装置，其特征在于：

所述摆动液压缸为旋转60°的中空摆动液压缸。

8.根据权利要求2所述的一种隧道二次衬砌防脱空纵向退管式带模注浆旋转装置，其特征在于：

所述夹紧缸（113）为直线液压缸、直线气缸或者直线电缸。

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