(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 112761678 A(43)申请公布日 2021.05.07
(21)申请号 202110029478.7(22)申请日 2021.01.11
(71)申请人 中国水利水电第五工程局有限公司
地址 610065 四川省成都市锦江区一环路
东四段8号(72)发明人 康博 吴晓强 陈新 揭继权
任小强 郭增辉 (74)专利代理机构 成都禾创知家知识产权代理
有限公司 51284
代理人 刘军(51)Int.Cl.
E21D 11/38(2006.01)E21D 11/40(2006.01)E21D 11/18(2006.01)
权利要求书1页 说明书5页 附图4页
CN 112761678 A(54)发明名称
使用台车装置铺设防水板和安装二衬钢筋的施工方法(57)摘要
本发明公开了一种使用台车装置铺设防水板和安装二衬钢筋的施工方法，包括在隧道围岩表面喷射混凝土形成基面，利用台车将土工布紧贴在基面上，用射钉枪将热熔垫片和土工布一起锚固在基面上；利用台车在土工布表面铺设防水板；在台车上加装钢筋支撑架和钢筋放置小车，推动钢筋放置小车行走，并把钢筋均布在钢筋支撑架的卡槽内等操作。本发明能在减少人力资源投入的同时，降低人工施工强度；具备方便的拆装、移动、重复使用和较高的防腐蚀能力，能适应隧道内潮湿、高腐蚀环境的作业条件；本发明改变了以往防水板安装台车的使用局限性和可重复性差的现状，提高了防水板安装幅宽，提高了防水板安装质量。
CN 112761678 A
权 利 要 求 书
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1.一种使用台车装置铺设防水板和安装二衬钢筋的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）、在隧道围岩（201）表面喷射混凝土形成基面（202）；（2）、利用台车将土工布（203）紧贴在基面（202）上，用射钉枪将热熔垫片（204）和土工布（203）一起锚固在基面（202）上；（3）、利用台车在土工布（203）表面铺设防水板；铺设防水板时，防水板从隧道中线向两侧铺设，先拱后墙；在焊接两幅相邻的防水板时，先将前一幅防水板熔焊固定在相应的热熔垫片（204）上，前一幅防水板的焊接搭接区留出一部分不固定；后一幅防水板先展开放置在台车上，然后调整后一幅防水板与前一幅防水板的接缝位置，之后焊接两幅防水板间的接缝，然后将后一幅防水板熔焊固定在与之对应的热熔垫片（204）上；相邻防水板之间相互搭
（203）；接并焊接为整体，紧贴土工布
（4）、在台车的两侧及尾部加装棱镜，再使用全站仪测量，根据计算出的相关数据调整台车的位置；（5）、在台车上加装钢筋支撑架（301），所述钢筋支撑架（301）具有多个均匀分布的卡槽；（6）、在台车上加装钢筋放置小车；（7）、将制作成型的钢筋（302）吊装到钢筋放置小车上；（8）、推动钢筋放置小车行走，并把钢筋（302）均布在钢筋支撑架（301）的卡槽内，然后固定钢筋约束杆；（9）、钢筋（301）分散放置好以后，拆卸下钢筋放置小车；（10）、操作台车上的顶举机构将钢筋支撑架（301）顶伸至二衬钢筋焊接绑扎的位置高度，施工人员完成外层钢筋网的绑扎焊接工作，再把绑扎焊接好的外层钢筋网与仰拱伸出钢筋进行绑扎连接后，抽拔钢筋约束杆；（11）、进行内层钢筋网的绑扎焊接操作；（12）、使用全站仪对二衬钢筋进行位置复核、确认。
2.如权利要求1所述的使用台车装置铺设防水板和安装二衬钢筋的施工方法，其特征在于，所述步骤（3）还包括：所述后一幅防水板在台车上展开后，先不进行固定，使后一幅防水板处于自由状态；行走台车进行初步定位，目测后一幅防水板与前一幅防水板的间距在10cm位置后，采用人工拖拉后一幅防水板，使后一幅防水板与前一幅防水板相重叠形成焊接搭接区，并画出对位标线，为后续对位形成对位标记；从防水板的一侧使用热熔焊机对后一幅防水板与前一幅防水板的焊接搭接区进行爬焊，爬焊过程中，如果两幅防水板的弧长累积误差超出可接受范围，造成防水板弧长不匹配，应停止焊接，人工调整后一幅防水板的横向位置，与前一幅防水板弧长匹配后再继续焊接。
3.如权利要求3所述的使用台车装置铺设防水板和安装二衬钢筋的施工方法，其特征在于：使用热风式爬焊机进行两幅防水板的爬焊操作。
4.如权利要求1所述的使用台车装置铺设防水板和安装二衬钢筋的施工方法，其特征在于：所述热熔垫片（204）呈梅花形布置，间距为0.75m×0.75m。
5.如权利要求1所述的使用台车装置铺设防水板和安装二衬钢筋的施工方法，其特征在于：所述钢筋支撑架（301）上卡槽的间距为50mm。
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说 明 书
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使用台车装置铺设防水板和安装二衬钢筋的施工方法
技术领域
[0001]本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及到一种使用台车装置铺设防水板和安装二衬钢筋的施工方法。
背景技术
[0002]防水板是以高分子聚合物为基本原料制成的一种防渗材料，既可以防止液体渗漏，也可以预防气体挥发。在建筑、交通、地铁、隧道、工程建设中广泛运用。防水板又叫土工膜，习惯上把≥0.8mm厚的土工膜叫防水板，＜0.8mm厚的叫土工膜，它是以高分子聚合物为基本原料制成的一种防渗材料，分为均质防水板和复合防水板。防水板主要功能是防止液体的渗漏和气体的挥发， 防水板在岩石工程中的作用主要为防渗和隔离，但是同时也起到加强和防护的作用。它主要应用在：土石坝、堆石坝、砌石坝、混凝土坝、尾矿坝、污水库坝、渠道、蓄液池等工程的防渗，地铁、地下室和隧道防渗衬砌，公路铁路地基的防渗，卫生垃圾填埋场中配合长丝土工布、膨润土防水毯等土工材料使用等等。防水板用于地下防腐、防渗工程的HDPE防水板（新型HDPE防水板）是在普通防水板的基础上经过配方重组，选用优质的低压高密度聚乙烯原料，并科学配比炭黑、抗老化剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、稳定剂等辅料，用目前国际上最先进的全自动土工生产设备，经三层共挤技术制成。此生产线是高度自动化的，从订单的输入、配方、进料、加工到质量的监控，都由计算机全自动控制，并且严格依据科学的数据来操作的。并且能够同时使用最新的原料（具有超强的拉力强度），如Metallocence及传统的PE、EVA、LLDPE等。所有产品均依据美国ASTM D标准执行生产，达到或超过国家标准，产品规格齐全，厚度0.2mm‑2.5mm，宽幅1m‑8m，满足人工湖防渗、污水池防渗、蓄水池防渗、环境保护、矿业化工等项目的防渗与防腐要求。防水板宽幅4‑6m，重量为200—1500g/平方米，抗拉、抗撕裂、顶破等物理力学性能指标高，产品具有强度高、延伸性能较好、变形模量大、耐酸碱、抗腐蚀、耐老化、防渗性能好等特点。能满足水利、市政、建筑、交通、地铁、隧道、工程建设中的防渗、隔离、补强、防裂加固等土木工程需要。由于其选用高分子材料且生产工艺中添加了防老化剂，故可在非常规温度环境中使用，这种防水板常用于堤坝、排水沟渠的防渗处理，以及废料场的防污处理。[0003]目前国内可以生产的最大防水板幅宽为7.0米，受铺设设备、工艺限制，不能满足更大幅宽防水板安装铺设的需要，施工工艺可以铺设的最大幅宽为4米，铺设技术限制了幅宽的扩大，增加了防水板的焊接缝，增大了漏水风险，功效低。采用人工铺设防水板的施工方法，工艺上必须先将两幅防水板悬挂固定，再进行环间连接缝的焊接，由于隧道一衬轮廓不圆顺，防水板必须预留一定量的松弛垂度，造成环间焊接时，两幅防水板长不匹配，弧长误差积累无法调节，是当前防水板焊接存在漏水隐患的主要技术障碍。隧道中二衬钢筋施工，采用人工配合支架法，无法实现批量吊装、定位，劳动强度大，施工效率低，而且施工中人工单根提升钢筋容易伤损已铺好的防水板。
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说 明 书
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发明内容
[0004]本发明要解决的技术问题在于提供一种使用台车装置铺设防水板和安装二衬钢筋的施工方法，可根据施工需要移动、升降、定位台车，快速辅助施工人员，铺设土工布、防水板、二衬钢筋等，减少人力资源投入的同时，降低人工施工强度；该台车配装有多个辅助施工作业平台，能让施工人员更加方便快速地完成作业。[0005]为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种使用台车装置铺设防水板和安装二衬钢筋的施工方法，包括以下步骤：
（1）、在隧道围岩表面喷射混凝土形成基面；（2）、利用台车将土工布紧贴在基面上，用射钉枪将热熔垫片和土工布一起锚固在
基面上；
（3）、利用台车在土工布表面铺设防水板；铺设防水板时，防水板从隧道中线向两
侧铺设，先拱后墙；在焊接两幅相邻的防水板时，先将前一幅防水板熔焊固定在相应的热熔垫片上，前一幅防水板的焊接搭接区留出一部分不固定；后一幅防水板先展开放置在台车上，然后调整后一幅防水板与前一幅防水板的接缝位置，之后焊接两幅防水板间的接缝，然后将后一幅防水板熔焊固定在与之对应的热熔垫片上；相邻防水板之间相互搭接并焊接为整体，紧贴土工布；
（4）、在台车的两侧及尾部加装棱镜，再使用全站仪测量，根据计算出的相关数据
来调整台车的位置；
（5）、在台车上加装钢筋支撑架，所述钢筋支撑架具有多个均匀分布的卡槽；（6）、在台车上加装钢筋放置小车；（7）、将制作成型的钢筋吊装到钢筋放置小车上；（8）、推动钢筋放置小车行走，并把钢筋均布在钢筋支撑架的卡槽内，然后固定钢
筋约束杆；
（9）、钢筋分散放置好以后，拆卸下钢筋放置小车；（10）、操作台车上的顶举机构将钢筋支撑架顶伸至二衬钢筋焊接绑扎的位置高
度，施工人员完成外层钢筋网的绑扎焊接工作，再把绑扎焊接好的外层钢筋网与仰拱伸出钢筋进行绑扎连接后，抽拔钢筋约束杆；
（11）、进行内层钢筋网的绑扎焊接操作；（12）、使用全站仪对二衬钢筋进行位置复核、确认。
[0006]作为上述技术方案的进一步技术方案，所述步骤（3）还包括：所述后一幅防水板在台车上展开后，先不进行固定，使后一幅防水板处于自由状态；行走台车进行初步定位，目测后一幅防水板与前一幅防水板的间距在10cm位置后，采用人工拖拉后一幅防水板，使后一幅防水板与前一幅防水板相重叠形成焊接搭接区，并用彩色笔画出对位标线，为后续对位形成对位标记；从防水板的一侧使用热熔焊机对后一幅防水板与前一幅防水板的焊接搭接区进行爬焊，爬焊过程中，如果两幅防水板的弧长累积误差过大，超出误差可接受范围，造成防水板弧长不匹配，应停止焊接，人工调整后一幅防水板的横向位置，与前一幅防水板弧长匹配后再继续焊接。
[0007]作为上述技术方案的进一步技术方案，使用热风式爬焊机进行两幅防水板的爬焊操作。
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说 明 书
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作为上述技术方案的进一步技术方案，所述热熔垫片呈梅花形布置，间距为0.75m
×0.75m。
[0009]作为上述技术方案的进一步技术方案，所述钢筋支撑架上卡槽的间距为50mm。[0010]本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：本发明能在减少人力资源投入的同时，降低人工施工强度；配装有多个辅助施工作业平台，让施工人员更加方便快速完成作业；具备方便的拆装、移动、重复使用和较高的防腐蚀能力，能适应隧道内潮湿、高腐蚀环境的作业条件；本发明改变了以往防水板安装台车的使用局限性和可重复性差的现状，提高了防水板安装幅宽，提高了防水板安装质量。附图说明
[0011]图1为本发明中台车的横截面结构示意图。[0012]图2为本发明中台车的侧面结构示意图。
[0013]图3为本发明中土工布及热熔垫片的连接结构示意图。[0014]图4为本发明中台车上棱镜的设置位置示意图。[0015]图5为本发明中钢筋放置小车的相关结构示意图。[0016]图6为本发明的工艺流程示意图。[0017]图中各标号的释义为：弧形轨道起行走车轮1，托架2，成型好的防水板/土工布3，始端4，平行油缸5，底部升降油缸6，底部作业平台7，斜顶油缸8，上部作业平台9，顶部作业平台10，顶部油缸11，电动小车12，中部作业平台13，弧形轨道末端14，行走电机15，卷轴16，连接横梁17，扶梯18，围岩201，基面202，土工布203，热熔垫片204，射钉205，钢筋支撑架301，钢筋302，固定板303，侧板304，起吊装置305。具体实施方式
[0018]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以便对本发明的构思、所解决的技术问题、构成技术方案的技术特征和带来的技术效果有更进一步的了解。[0019]显然，对这些实施例的说明是示意性的，并不构成对本发明的具体限定，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的优选实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。[0020]如图1和图2所示，本发明所使用的台车包括托架2、台车行走装置、防水板放置装置、铺设台架、电动小车12和轨道装置。卷轴16与两个立柱形成一个门字形框架。台车门架上设置有与隧道内壁相配合的拱圈。台车行走装置包括行走车轮1和行走电机15。成型好的防水板/土工布3设置在托架2上。弧形轨道起始端4是拱圈的起始端。行走车轮1和行走电机15设于两个立柱的底部。上部作业平台9和顶部作业平台10位于卷轴16的上方，中部作业平台13设在立柱的侧壁中段。平行油缸5、斜顶油缸8和顶部油缸11位于拱圈的下方，立柱的外侧。
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本发明使用台车装置铺设防水板和安装二衬钢筋的施工方法，包括以下步骤：一、土工布安装固定：如图3所示，在隧道围岩201表面喷射混凝土形成基面202（即
隧道的第一次衬砌），利用台车将土工布203紧贴在基面202上，然后用射钉枪将热熔垫片204和土工布203一起锚固在基面202上。每个热熔垫片204固定点之间的间距为0.75m×0.75m，间隔成梅花形布置。操作台车上的五组机械臂复位，电动小车12复位，准备作业。[0022]二、防水板的焊接固定：相邻两幅防水板相互焊接，铁路7米幅宽隧道防水板环间焊接，采用先焊接后固定的施工技术，先焊接防水板接缝，再采取悬挂固定后一幅防水板的施工工艺。前一幅防水板与后一幅防水板焊接时，前一幅防水板固定在隧道一衬轮廓上，焊接搭接区留出1.0米不固定。后一幅防水板展开放置在台车机械臂上，待焊缝焊接完毕后，再固定后一幅防水板，有利于调整两幅防水板的接缝长度相匹配，防止焊缝焊接区不等长，避免了因褶皱引起的漏焊带。[0023]两幅防水板对位要求：为了让两幅防水板焊接时搭接有效，以及弧长匹配等，所以在后一幅防水板展开后，先不进行与一衬的连接固定，使其处于自由状态，放置在台车机械臂的顶凸上。再使用台车行走装置走行进行初步定位，目测到误差10厘米位置时采用人工拖拉后一幅防水板前进、后退、目测观察，利用后一幅防水板处于自由状态的条件，和防水板上的融合带，进行对位。要求融合带重叠前后偏差小于5毫米。人工左右拖拉后一幅防水板，使其垂度与已固定的钱一幅防水板相互密贴，形成匹配，达到密贴间隙小于3毫米，并用彩色笔间隔1.0米画出对位标线，为后续对位形成对位标记。从防水板的一头使用热熔焊机进行爬焊，爬焊过程中，如果两幅防水板的弧长累积误差过大，造成防水板弧长不匹配，应停止焊接，人工调整后一幅防水板的横向位置，与第一幅防水板弧长匹配继续焊接。[0024]两幅防水板搭接处的焊接要求：使用热风式爬焊机焊接。焊接时，注意控制爬焊机的走行速度，尽量匀速走行，保证加热均匀，焊接过程中，注意观察热熔焊接带的融化挤压扩散的效果，目测融合带挤压扩散的带宽，保证融合带充分熔融，有效扩散，有效挤压弥合。把预留在每个区域的防水板垂度人工均分，在再利用手持式超声波焊接机，把防水板焊接在热熔垫片204上。[0025]三、二衬钢筋的铺设、安装及焊接：
进行二衬钢筋的施工操作，包括以下步骤：防水板施工完毕后，
①、如图4所示，在台车的两侧以及尾部加装菱镜，再使用全站仪测量，得出相关数
据后输入电脑软件计算，根据软件的计算结果来调整台车的位置。[0026]②、利用人力操作把台车的五根连接横梁17的固定销轴取下，再把五根连接横梁17沿其轴线反转180度，使连接横梁17上加装的钢筋支撑架301裸露在上面，再把销轴原位安装固定。[0027]③、在台车上加装钢筋放置小车，先把两边的带有轮子的侧板304放上，再把顶部的固定板303与两边侧板304对接固定上。五根连接横梁17分别一一对应设于五组机械臂的
钢筋放置小车位于连接横梁17的上方。上方，
[0028]④、利用台车起吊装置305把制作成型的钢筋302放置在钢筋放置小车上，如图5所示。
[0029]⑤、利用三个人分别推动1、3、5号机械臂上放置的钢筋放置小车位移行走，并把钢筋302均布在钢筋支撑架301的卡槽内，钢筋支撑架301的卡槽间距为50mm，可以自行选择放
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置钢筋302的间距。1、5号机械臂的操作人员负责钢筋约束杆的固定。[0030]⑥、钢筋302分散放置好以后，拆卸下钢筋放置小车。[0031]⑦、操作台车上的顶举机构（五组机械臂）将连接横梁17和钢筋支撑架301顶伸至钢筋302焊接绑扎的位置高度，直至施工人员完成外层钢筋网后续的所有工作后，再把绑扎好的钢筋网与仰拱伸出钢筋进行绑扎连接后，人工抽拔钢筋约束杆，之后五组机械臂复位。[0032]⑧、再次进行内层钢筋网绑扎，操作循环完成后，再次使用全站仪对二衬环向钢筋进行位置复核、确认。
[0033]本发明能在减少人力资源投入的同时，降低人工施工强度；配装有多个辅助施工作业平台，让施工人员更加方便快速完成作业；具备方便的拆装、移动、重复使用和较高的防腐蚀能力，能适应隧道内潮湿、高腐蚀环境的作业条件；本发明改变了以往防水板安装台车的使用局限性和可重复性差的现状，提高了防水板安装幅宽，提高了防水板安装质量。[0034]在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“水平”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。[0035]以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之类。
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