CN103850691A - 全断面隧道掘进机喷射混凝土装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属全断面隧道掘进机开挖隧道的混凝土支护技术领域，特别是涉及一种全断面隧道掘进机喷射混凝土装置。包括喷浆头、沿隧道纵向设置的喷浆机械手伸缩臂架总成，以及环形喷浆滑架总成、喷浆机械手周向旋转装置和喷浆滑架纵向移动装置，所述喷浆头安装在喷浆机械手伸缩架总成上，喷浆机械手伸缩架总成通过连接板与喷浆机械手周向旋转装置固定连接，所述喷浆机械手周向旋转装置所含大齿圈固定安装在喷浆滑架总成所含滑架内侧，喷浆滑架纵向移动装置通过连接板横向安装在喷浆滑架总成下部。本发明设计合理，能够实现开挖隧道露出护盾后及时快速进行，在不稳定地层或通过破碎带时及时对隧道内表面进行喷浆支护，有效防止围岩收敛，确保人员安全，且可实现在掘进过程中掘进、挂钢筋网、打锚杆、立钢拱架和喷混凝土支护的平行作业，全面提高初期支护的工作效率。
Description
技术领域
本发明属全断面隧道掘进机开挖隧道的混凝土支护技术领域，特别是涉及一种全断面隧道掘进机喷射混凝土装置。
背景技术
全断面硬岩掘进机在施工过程中，需要及时喷射混凝土，以稳定开挖后的岩体。混凝土喷射系统应该尽量靠前布置，方便尽早且快速进行支护，因此在主机后方、后配套拖车前方的喷浆桥上布置混凝土喷射系统。但目前很多混凝土喷射系统由于喷量较大且喷射行程较长，易造成与喷头相连接的混凝土管路在向前移动的过程中摆动量较大，造成管路严重磨损和喷浆料由于振动的影响回弹量大，增加隧道内污染和增大清渣的工作量；同时在喷浆平台固定的情况下，与喷浆头相连的喷浆臂伸缩行程长达6米或更长距离，在现场施工中，常有物料散落在伸缩臂上，同时由于喷浆头部的重力作用会造成伸缩油缸变形，常出现伸缩臂很难收回，使初期支护与掘进效率不匹配，成为制约进尺效率的瓶颈。
发明内容
本发明要解决的技术问题就是克服上述现有技术的不足，而提供一种能够实现开挖隧道露出护盾后及时快速进行，在不稳定地层或通过破碎带时及时对隧道内表面进行喷浆支护，有效防止围岩收敛，确保人员安全，且可实现在掘进过程中掘进、挂钢筋网、打锚杆、立钢拱架和喷混凝土支护的平行作业，全面提高初期支护的工作效率的全断面隧道掘进机喷射混凝土装置。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种全断面隧道掘进机喷射混凝土装置，包括喷浆头，还包括沿隧道纵向设置的喷浆机械手伸缩臂架总成，以及环形喷浆滑架总成、喷浆机械手周向旋转装置和喷浆滑架纵向移动装置，所述喷浆头安装在喷浆机械手伸缩架总成上，喷浆机械手伸缩架总成通过连接板与喷浆机械手周向旋转装置固定连接，所述喷浆机械手周向旋转装置所含大齿圈固定安装在喷浆滑架总成所含滑架内侧，喷浆滑架纵向移动装置通过连接板横向安装在喷浆滑架总成下部。
所述喷浆机械手伸缩臂架总成包括伸缩臂和油缸，在油缸外侧安装喷浆头。
所述环形喷浆滑架总成包括一对平行相对设置的环形前滑架和环形后滑架，以及沿滑架径向排列的用于连接上、下滑架的多个连接板。
所述环形上、下滑架的圆周角的范围为180°-360°。
所述喷浆机械手周向旋转装置包括同步轴，在同步轴两端分别安装有小齿轮，还包括与小齿轮连接的驱动电机，以及与小齿轮啮合传动的安装在滑架内侧的大齿圈。
所述喷浆滑架纵向移动装置包括横梁，在横梁的两侧设有一对平行设置的纵向移动轨道，在纵向移动轨道的下部设有纵向移动齿条，横梁两端下部设置有纵向移动小齿轮与该纵向移动齿条啮合传动，横梁两端上部分别设有导向轮，该导向轮与纵向移动轨道所含的滑动槽滑动配合，还包括与纵向移动小齿轮连接的驱动电机。
在喷浆滑架总成的后部设有人员平台梯子，同时在该人员平台梯子上设有遥控手柄。
本发明技术方案的有益效果是：
1、在结构上，本发明全断面隧道掘进机喷射混凝土装置包括喷浆头、喷浆机械手伸缩臂架总成、环形喷浆滑架总成、喷浆机械手周向旋转装置和喷浆滑架纵向移动装置，可实现喷浆臂架总成沿周向旋转装置的大齿圈的周向旋转，喷浆滑架总成沿隧道方向的前后纵向移动，以及固连在周向旋转装置顶部的喷浆机械手伸缩臂架总成的纵向伸缩三个动作，喷浆头可以在喷浆滑架总成沿隧道前后移动的基础上还可以伸缩2米距离，减小了喷浆管路下垂的长度，降低了因为摆管带来的振动和喷浆管道因摆管带来的磨损，提高了喷浆质量，减少回弹量；与传统设计相比，喷浆机械手伸缩臂减短，降低由于液压缸变形而造成的机械故障，提高初期支护进度。
2、在结构上，本发明在喷浆滑架总成的后部设有人员平台梯子，同时在该人员平台梯子上设有遥控手柄，人员平台梯子随喷浆滑架总成纵向移动装置一起前后移动，缩短喷浆时的观察距离，作业人员可近距离方便的看到作业区域情况，方便操作人员通过遥控手柄控制喷浆过程，操作使用方便。
3、综上，本发明全断面隧道掘进机喷射混凝土装置设计合理，能够实现开挖隧道露出护盾后及时快速进行，在不稳定地层或通过破碎带时及时对隧道内表面进行喷浆支护，有效防止围岩收敛，确保人员安全，且可实现在掘进过程中掘进、挂钢筋网、打锚杆、立钢拱架和喷混凝土支护的平行作业，全面提高初期支护的工作效率，因此，非常适于推广实施。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：
图1为本发明全断面隧道掘进机喷射混凝土装置的结构示意图；
图2为图1所示全断面隧道掘进机喷射混凝土装置的右视结构示意图；
图3为本发明全断面隧道掘进机喷射混凝土装置去除人员平台梯子后的结构示意图；
图4为图3所示全断面隧道掘进机喷射混凝土装置去除人员平台梯子后的右视结构示意图；
图5为图3所示全断面隧道掘进机喷射混凝土装置去除人员平台梯子后的局部Ⅰ的结构示意图；
图6为图4所示全断面隧道掘进机喷射混凝土装置去除人员平台梯子后的局部Ⅱ的结构示意图；
图7为本发明全断面隧道掘进机喷射混凝土装置的立体状态示意图；
图中序号：1、喷浆头，2、喷浆机械手伸缩臂架总成，2-1、伸缩臂，2-2、油缸，3、环形喷浆滑架总成，3-1、环形前滑架，3-2、环形后滑架，3-3、连接板， 4、喷浆机械手周向旋转装置，4-1、同步轴，4-2、小齿轮，4-3、驱动电机，4-4、大齿圈，5、喷浆滑架纵向移动装置，5-1、横梁，5-2、纵向移动轨道，5-3、纵向移动齿条，5-4、纵向移动小齿轮，5-5、导向轮，5-6、驱动电机，6、连接板， 7、连接板，8、人员平台梯子。
具体实施方式
实施例一：
参见图1至图7，图中，本发明全断面隧道掘进机喷射混凝土装置，包括喷浆头1，还包括沿隧道纵向设置的喷浆机械手伸缩臂架总成2，以及环形喷浆滑架总成3、喷浆机械手周向旋转装置4和喷浆滑架纵向移动装置5，所述喷浆头安装在喷浆机械手伸缩架总成上，喷浆机械手伸缩架总成通过连接板6与喷浆机械手周向旋转装置固定连接，所述喷浆机械手周向旋转装置所含大齿圈固定安装在喷浆滑架总成所含滑架内侧，喷浆滑架纵向移动装置通过连接板7横向安装在喷浆滑架总成下部。
所述喷浆机械手伸缩臂架总成包括伸缩臂2-1和油缸2-2，在油缸外侧安装喷浆头。
所述环形喷浆滑架总成包括一对平行相对设置的环形前滑架3-1和环形后滑架3-2，以及沿滑架径向排列的用于连接上、下滑架的多个连接板3-3。
所述环形上、下滑架的圆周角的范围为270°。
所述喷浆机械手周向旋转装置包括同步轴4-1，在同步轴两端分别安装有小齿轮4-2，还包括与小齿轮连接的驱动电机4-3，以及与小齿轮啮合传动的安装在滑架内侧的大齿圈4-4。
所述喷浆滑架纵向移动装置包括横梁5-1，在横梁的两侧设有一对平行设置的纵向移动轨道5-2，在纵向移动轨道的下部设有纵向移动齿条5-3，横梁两端下部设置有纵向移动小齿轮5-4与该纵向移动齿条啮合传动，横梁两端上部分别设有导向轮5-5，该导向轮与纵向移动轨道所含的滑动槽滑动配合，还包括与纵向移动小齿轮连接的驱动电机5-6。
在喷浆滑架总成的后部设有人员平台梯子8，同时在该人员平台梯子上设有遥控手柄。
本发明的工作过程如下：
首先，喷浆机械手伸缩臂架总成通过与驱动电机相连的小齿轮与周向旋转装置上的大齿圈啮合，当电机带动小齿轮转动时，喷浆机械手伸缩臂架总成实现周向旋转，完成一定周向范围的喷浆；其次，喷浆滑架沿隧道方向的前后移动是通过钢板连接在周向旋转装置上的纵向移动小齿轮，与纵向移动轨道下部的纵向移动齿条啮合，当驱动电机带动小齿轮旋转时，通过钢板固连在周向旋转装置下部钢结构上的轨道行走导向轮，使喷浆机械手伸缩臂架总成沿隧道方向纵向移动。使喷浆作业与掘进作业同步进行，保证喷浆质量；第三，喷浆机械手伸缩臂架总成安装在周向旋转装置的顶部，通过与驱动电机相连的小齿轮与周向旋转装置上的大齿圈啮合，随周向旋转装置沿周向旋转，当喷浆臂架需要伸长时，通过单独控制与喷浆头连接的液压油缸的伸缩来实现；在具有伸缩功能的液压油缸的作用下可以伸缩2米的行程，扩大喷头前后平移的范围，同时减短喷浆头所携带的喷浆管路的长度和重量，达到减小因摆管造成的管道磨损、液压油缸变形等问题；与此同时，人员平台梯子与喷浆滑架总成固连，随喷浆滑架纵向移动装置一起前后移动，缩短喷浆时的观察距离，方便操作人员通过遥控手柄控制喷浆过程。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围，任何本领域的技术人员在不脱离本发明构思和原则的前提下所做出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。
Claims (7)
1.一种全断面隧道掘进机喷射混凝土装置，包括喷浆头，其特征是：还包括沿隧道纵向设置的喷浆机械手伸缩臂架总成，以及环形喷浆滑架总成、喷浆机械手周向旋转装置和喷浆滑架纵向移动装置，所述喷浆头安装在喷浆机械手伸缩架总成上，喷浆机械手伸缩架总成通过连接板与喷浆机械手周向旋转装置固定连接，所述喷浆机械手周向旋转装置所含大齿圈固定安装在喷浆滑架总成所含滑架内侧，喷浆滑架纵向移动装置通过连接板横向安装在喷浆滑架总成下部。
2.根据权利要求1所述的全断面隧道掘进机喷射混凝土装置，其特征是：所述喷浆机械手伸缩臂架总成包括伸缩臂和油缸，在油缸外侧安装喷浆头。
3.根据权利要求1所述的全断面隧道掘进机喷射混凝土装置，其特征是：所述环形喷浆滑架总成包括一对平行相对设置的环形前滑架和环形后滑架，以及沿滑架径向排列的用于连接上、下滑架的多个连接板。
4.根据权利要求3所述的全断面隧道掘进机喷射混凝土装置，其特征是：所述环形上、下滑架的圆周角的范围为180°-360°。
5.根据权利要求1所述的全断面隧道掘进机喷射混凝土装置，其特征是：所述喷浆机械手周向旋转装置包括同步轴，在同步轴两端分别安装有小齿轮，还包括与小齿轮连接的驱动电机，以及与小齿轮啮合传动的安装在滑架内侧的大齿圈。
6.根据权利要求1所述的全断面隧道掘进机喷射混凝土装置，其特征是：所述喷浆滑架纵向移动装置包括横梁，在横梁的两侧设有一对平行设置的纵向移动轨道，在纵向移动轨道的下部设有纵向移动齿条，横梁两端下部设置有纵向移动小齿轮与该纵向移动齿条啮合传动，横梁两端上部分别设有导向轮，该导向轮与纵向移动轨道所含的滑动槽滑动配合，还包括与纵向移动小齿轮连接的驱动电机。
7.根据权利要求1所述的全断面隧道掘进机喷射混凝土装置，其特征是：在喷浆滑架总成的后部设有人员平台梯子，同时在该人员平台梯子上设有遥控手柄。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |