CN102691504A - 矩形隧道围岩成型机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种矩形隧道围岩成型机，包括底座，底座上设置有第一框架和支架，第一框架的上部设置有第二框架，第二框架的一端与支架铰接，第二框架的另一端与支架之间设置有驱动第二框架绕铰接处转动的驱动装置，第一框架和第二框架上分别设置有小车和驱动小车运动的动力传动装置，小车上设置有切削装置；施工时，通过隧道围岩切削机构加工出多个孔洞，然后通过第一框架和切削装置将隧道下部的围岩加工出来，通过第二框架、切削装置和驱动装置将隧道上部的圆弧加工出来，以上加工方法具有不钻眼爆破、安全可靠、通风质量好、施工人员安全、工程质量可靠、标准化施工、移动化防护等优点。

Description

矩形隧道围岩成型机
技术领域
本发明涉及一种隧道用机械，具体的说涉及一种矩形隧道围岩成型机。
背景技术
隧道是修建在地下或水下并铺设公路或铁路供机动车辆通行的建筑物。根据其所在位置可分为山岭隧道、水下隧道和城市隧道三大类。为缩短行进距离和避免大坡道而从山岭或丘陵下穿越的称为山岭隧道；为穿越河流或海峡而从河下或海底通过的称为水下隧道；为适应公路或铁路通过大城市的需要而在城市地下穿越的称为城市隧道。这三类隧道中修建最多的是山岭公路隧道、铁路隧道或地铁隧道。
隧道开挖方法分为明挖法和暗挖法，明挖法多用于浅埋隧道，而山岭公路或铁路隧道多用暗挖法；按开挖断面大小和位置分，有分部开挖法和全断面开挖法。
现在的矩形隧道施工方式主要以机械、钻爆混合施工法、矩形盾构施工法等，机械钻爆是在岩面上分上先开法、下先开法、左先开法、右先开法和中心先开法，上先开法是先在围岩上部岩面分层钻眼爆破；下先开法是先在围岩下部岩面分层钻眼爆破；左先开法是先在围岩左部岩面分层钻眼爆破；右先开法是先在围岩右部岩面分层钻眼爆破；中心先开法是从围岩迎面中心、开始钻眼爆破、向四周一次排开钻眼爆破。工作时，通过上述方法先开出一定空间，再用机械和人工进行修正，但开大了的部位没法回复，开小了的要用机械慢慢敲打出来或者通过第二次钻眼爆破来完成，该施工法难以做成很规则的矩形隧道，对围岩造成很大破坏、易塌方、不安全，对后一步的钢筋骨架、支护造成一定的困难，对隧道喷浆厚度难以控制。矩形盾构机施工法具有施工速度慢，机械故障多，难以控制，施工周期长等缺点。
发明内容
本发明要解决的问题是针对以上问题，提供一种安全可靠、降低施工成本、提高施工效率的矩形隧道围岩成型机。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：矩形隧道围岩成型机，包括底座，所述底座上设置有第一框架和支架，所述第一框架的上部设置有第二框架，所述第二框架的一端与支架铰接，所述第二框架的另一端与支架之间设置有驱动第二框架绕铰接处转动的驱动装置，所述第一框架和第二框架上分别设置有小车和驱动小车运动的动力传动装置，所述小车上设置有切削装置。
作为一种优化方案，所述第一框架和第二框架的数量为两个，两个第一框架对称设置，两个第二框架对称设置。
一种具体优化方案，所述第一框架内设置有第一导轨，所述第二框架内设置有第二导轨。
一种具体优化方案，所述第二导轨的形状为弧形，所述第一导轨水平设置。
一种具体优化方案，所述第二框架的形状为弧形。
作为一种优化方案，所述第一框架上设置有第一滑槽，所述第二框架上设置有第二滑槽。
一种具体优化方案，所述第二滑槽的形状为弧形，所述第一滑槽水平设置。
作为一种优化方案，所述动力传动装置包括液压马达、主动链轮、两个从动链轮和链条，所述主动链轮与液压马达连接，两个从动连接设置在小车的两侧，所述链条的一端与小车的一侧固定连接，所述链条的另一端穿过从动链轮和主动链轮后与小车的另一侧固定连接
作为一种优化方案，所述驱动装置为油缸或气缸。
作为一种优化方案，所述切削装置包括动力装置、传动轴和切削头，所述传动轴的一端与动力装置传动连接，所述传动轴的另一端与切削头连接。
本发明采取以上技术方案，具有以下优点：施工时，通过隧道围岩切削机构加工出多个孔洞，然后通过第一框架和切削装置将隧道下部的围岩加工出来，通过第二框架、切削装置和驱动装置将隧道上部的圆弧加工出来，以上加工方法具有不钻眼爆破、安全可靠、通风质量好、施工人员安全、工程质量可靠、标准化施工、移动化防护等优点，该成型机施工时对围岩扰动少，控制断面和围岩周边准确，无超挖，速度快，施工效率高，操作人员少，施工成本低。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
附图说明
附图1为本发明实施例中矩形隧道围岩成型机的结构示意图；
附图2为附图1的左视图；
附图3为本发明实施例中动力传动装置的结构示意图；
附图4为隧道的加工结构示意图。
图中：1-底座；2-第一框架；3-第一滑槽；4-切削头；5-传动轴；6-油缸；7-第二框架；8-第二滑槽；9-支架；10-第一导轨；11-滚轮；12-小车；13-第二导轨；14-从动链轮；15-链条；16-调整链轮；17-主动链轮；18-液压马达；19-孔洞。
具体实施方式
实施例：如附图1和附图2所示，矩形隧道围岩成型机，包括底座1，底座1上设置有第一框架2和支架9，第一框架2的上部设置有第二框架7，第二框架7的一端与支架9铰接，第二框架7的另一端与支架9之间设置有驱动第二框架7绕铰接处转动的驱动装置，第一框架2和第二框架7上分别设置有小车12和驱动小车12运动的动力传动装置，小车12上设置有切削装置。
第一框架2和第二框架7的数量为两个，两个第一框架2对称设置，两个第二框架7对称设置。
第一框架2内设置有第一导轨10，第二框架7内设置有第二导轨13。
第二导轨13的形状为弧形，第一导轨10水平设置，第一导轨10和第二导轨13的数量均为四根，通过四根第一导轨10将第一框架2内的小车12固定，通过四根第二导轨13将第二框架7内的小车12固定。
小车12上设置有滚轮11，第一框架2内的小车上的滚轮11位于第一导轨10上并可沿第一导轨10往复运动，第二框架7内的小车上的滚轮11位于第二导轨13上并可沿第二导轨13往复运动。
第一框架2的截面为矩形，第二框架7的形状为弧形，第二框架7的弧度与第二导轨13的弧度相同。
第一框架2上设置有第一滑槽3，第二框架7上设置有第二滑槽8，第二滑槽8的形状为弧形，第一滑槽3水平设置。
动力传动装置也可以采用其他装置，只要能够实现小车12的往复运动即可，例如齿轮传动等。
驱动装置为油缸6，每个第二框架7连接有两个油缸6。
驱动装置也可以为其他装置，例如气缸等。
切削装置包括动力装置、传动轴5和切削头4，传动轴5的一端与动力装置传动连接，传动轴5的另一端与切削头4连接，传动轴5可沿轴向伸缩。
切削装置可以采用公知的盾构机或掘进机的结构。
第一框架2上的切削装置的传动轴5穿过第一滑槽3，第二框架7上的切削装置的传动轴5穿过第二滑槽3。
如附图3所示，动力传动装置包括液压马达18、主动链轮17、两个从动链轮14和链条15，主动链轮17与液压马达18连接，两个从动连接14设置在小车12的两侧，链条15的一端与小车12的一侧固定连接，链条15的另一端穿过从动链轮14和主动链轮17后与小车12的另一侧固定连接，液压马达18的两侧分别设置有调整链轮16。
底座1上设置有输送装置，将切削下来的物料输送出去，输送装置采用公知的输送带式结构即可，输送装置图中未示出。
如附图4所示，先采用圆形隧道围岩切削机构开出三个直径不同的孔洞19，然后再用本成型机将矩形隧道所需的隧道尺寸形状加工出来，圆形隧道围岩切削机构可以采用现有的切削设备即可，可以增加或减少所开孔洞19的数量。
施工时，第一框架2内的小车12带动切削装置沿第一导轨1运动，动力装置带动传动轴5转动，传动轴5带动切削头4转动，通过切削头4将隧道底面的残留部分切削下来，通过输送装置运送出去，将隧道的底面加工好；第二框架7内的小车12带动切削装置沿第二导轨13运动，同时通过油缸6调节第二框架7的位置，动力装置带动传动轴5转动，传动轴5带动切削头4转动，通过切削头4将隧道弧形顶面的残留部分切削下来，通过输送装置运送出去，将隧道的弧形顶面加工好。

Claims (10)

1.矩形隧道围岩成型机，包括底座(1)，其特征在于：所述底座(1)上设置有第一框架(2)和支架(9)，所述第一框架(2)的上部设置有第二框架(7)，所述第二框架(7)的一端与支架(9)铰接，所述第二框架(7)的另一端与支架(9)之间设置有驱动第二框架(7)绕铰接处转动的驱动装置，所述第一框架(2)和第二框架(7)上分别设置有小车(12)和驱动小车(12)运动的动力传动装置，所述小车(12)上设置有切削装置。
2.如权利要求1所述的矩形隧道围岩成型机，其特征在于：所述第一框架(2)和第二框架(7)的数量为两个，两个第一框架(2)对称设置，两个第二框架(7)对称设置。
3.如权利要求1或2所述的矩形隧道围岩成型机，其特征在于：所述第一框架(2)内设置有多根第一导轨(10)，所述第二框架(7)内设置有多根第二导轨(13)。
4.如权利要求3所述的矩形隧道围岩成型机，其特征在于：所述第二导轨(13)的形状为弧形，所述第一导轨(10)水平设置。
5.如权利要求1或2所述的矩形隧道围岩成型机，其特征在于：所述第二框架(7)的形状为弧形。
6.如权利要求1或2所述的矩形隧道围岩成型机，其特征在于：所述第一框架(2)上设置有第一滑槽(3)，所述第二框架(7)上设置有第二滑槽(8)。
7.如权利要求7所述的矩形隧道围岩成型机，其特征在于：所述第二滑槽(8)的形状为弧形，所述第一滑槽(3)水平设置。
8.如权利要求1或2所述的矩形隧道围岩成型机，其特征在于：所述动力传动装置包括液压马达(18)、主动链轮(17)、两个从动链轮(14)和链条(15)，所述主动链轮(17)与液压马达(18)连接，两个从动连接(14)设置在小车(12)的两侧，所述链条(15)的一端与小车(12)的一侧固定连接，所述链条(15)的另一端穿过从动链轮(14)和主动链轮(17)后与小车(12)的另一侧固定连接。
9.如权利要求1或2所述的矩形隧道围岩成型机，其特征在于：所述驱动装置为油缸或气缸。
10.如权利要求1或2所述的矩形隧道围岩成型机，其特征在于：所述切削装置包括动力装置、传动轴(5)和切削头(4)，所述传动轴(5)的一端与动力装置传动连接，所述传动轴(5)的另一端与切削头(4)连接。
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