CN104747205B - 隧道坍塌事故中防伤害的模架及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种隧道坍塌事故中防伤害的模架，包括模架框架，其特征在于：设在模架框架底部的纵梁下面连接有一排滑车，滑车作用在轨道上，最后一台滑车与设在模架框架底部的纵梁端部的电动机通过链条相连，形成走行系统；设在模架框架顶部的纵梁和横梁上设有顶板，形成施工操作平台；右侧立柱的内侧底部设有逃生管托架，逃生管托架上设有逃生管，逃生管一端布置于模架框架纵向中间位置，另一端与外部逃生管道相连。采用该模架进行施工，根据上台阶和下台阶的特点分别设置上台阶模架和下台阶模架，完成钻孔施工，并为其他工作提供施工操作平台，该模架提高了隧道台阶法施工的机械化程度和施工效率，为施工人员提供安全保障。

Description

隧道坍塌事故中防伤害的模架及其施工方法
技术领域
本发明涉及一种隧道坍塌事故中防伤害的施工方法，属于隧道施工技术领域。
背景技术
在隧道施工中，如果遇到砂质、破碎围岩等地质条件复杂的情况下，极易出现塌方、冒顶等地质灾害性事故，而且由于隧道塌方后，塌方段岩层极不稳定，随时可能产生新的塌方而增加救援的工作难度，也给被困人员带来更大的危险。因此，在隧道内施工的作业人员发现隧道有塌方征兆或塌方已经开始，却无法逃到安全距离时，将会对作业人员的生命安全造成巨大的威胁。
发明内容
本发明提供了一种隧道坍塌事故中防伤害的模架及其施工方法，既能方便施工，又能解决隧道出现塌方征兆或塌方已经开始时来不及避险的施工人员的生命保障问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种隧道坍塌事故中防伤害的模架及其施工方法，包括模架框架，其特征在于：
所述模架框架包括立柱、纵梁、横梁和斜支撑，立柱、纵梁和横梁围成一个立方体形框架；立柱外侧设有防护钢网与立柱连接，形成封闭墙体；
设在模架框架底部的纵梁下面连接有一排滑车，滑车作用在轨道上，最后一台滑车与设在模架框架底部的纵梁端部的电动机通过链条相连，形成走行系统；
设在模架框架顶部的纵梁和横梁上设有顶板，形成施工操作平台；
在施工操作平台的一角，设有活动盖板与顶板铰接；
右侧立柱的内侧底部设有逃生管托架，逃生管托架上设有逃生管，逃生管一端布置于模架框架纵向中间位置，另一端与外部逃生管道相连。
所述模架框架外侧间隔设有若干层外部支架。
所述顶板上面设有移动平台，移动平台可沿移动平台轨道滑动，移动平台上设有一排顶升装置。
所述模架框架的前端两侧各设有一条机械臂和液压凿岩机，形成上台阶模架。
所述移动平台上增设若干排顶升装置，形成下台阶模架。
所述立柱、纵梁、横梁、斜支撑和外部支架之间均采用螺栓连接。
一种利用隧道坍塌事故中防伤害的模架进行施工的方法，其特征在于包含以下步骤：
步骤1：提供所述的上台阶模架和下台阶模架，上台阶模架和下台阶模架的模架框架高度根据上台阶和下台阶的高度设定，下台阶模架的高度大于上台阶模架的高度；
步骤2：在上台阶全长范围内设置上台阶模架，由安装在前端两侧的机械臂及液压凿岩机完成掌子面的钻孔工作；在除渣完成后，将上台阶模架前移至掌子面，利用顶部移动平台及顶升装置将拱顶钢架送至指定位置，利用外部支架形成的平台及顶部施工操作平台共同完成钢架的拼装及后续挂网、喷射混凝土施工；
步骤3：在已施工完仰拱前端至已施工完二次衬砌前端范围内设置下台阶模架，作为挂防水板、绑扎衬砌钢筋的施工平台。
本发明的隧道坍塌事故中防伤害的模架及其施工方法，具有以下有益效果：
（1）逃生管与外部逃生管道相连，延伸至已完的二次衬砌范围，形成完整的逃生自救系统，能为在掌子面施工的作业人员提供近距离的紧急避险空间，通过逃生管达到自救目的；
（2）提高了隧道台阶法施工的机械化程度和施工效率，降低人工成本投入，为施工人员提供安全保障。
附图说明
图1模架正面示意图；
图2上台阶模架侧面示意图；
图3下台阶模架侧面示意图；
图4模架纵向布置图。
图中，立柱1，纵梁2，横梁3，斜支撑4，逃生管托架5，外部支架6，顶板7，活动盖板8，防护钢网9，电动机10，滑车11，轨道12，逃生管13，外部逃生管道14，机械臂15，液压凿岩机16，移动平台轨道17，移动平台18，顶升装置19，楼梯20。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明作进一步说明：
如图1所示，一种隧道坍塌事故中防伤害的模架，包括模架框架，模架框架包括立柱1、纵梁2、横梁3和斜支撑4，立柱1、纵梁2和横梁3围成一个立方体形框架；模架框架外侧间隔设有若干层外部支架6；为便于组装和拆卸，立柱1、纵梁2、横梁、斜支撑4和外部支架6之间都采用螺栓连接；立柱1外侧设有防护钢网9与立柱1连接，形成封闭墙体；在模架框架底部的纵梁2下面用焊接方式安装一排滑车11，滑车11作用在轨道12上，最后一台滑车11与用螺栓锚固在模架框架底部的纵梁2端部的电动机10通过链条相连，形成走行系统；在模架框架顶部的纵梁2和横梁3上焊接有顶板7，形成施工操作平台，顶板7采用钢板制成；在施工操作平台的一角，设有活动盖板8与顶板7铰接，方便施工人员沿楼梯20到达施工操作平台；右侧立柱1的内侧底部用螺栓固定由逃生管托架5，在逃生管托架5上安装逃生管13，逃生管13一端布置于模架框架纵向中间位置，另一端与外部逃生管道14相连，直通二次衬砌出口，形成完整的逃生自救系统。
进一步的，顶板7上面设有移动平台18，移动平台18可沿移动平台轨道17滑动，移动平台18上设有一排顶升装置19。
如图2所示，在模架框架的前端两侧各安装一条机械臂15和液压凿岩机16，形成上台阶模架。
如图3所示，在移动平台18上增设两排顶升装置19，形成下台阶模架，下台阶模架不设置机械臂15和液压凿岩机16。
如图4所示，利用隧道坍塌事故中防伤害的模架进行施工的方法，包括如下步骤：
（1）提供上台阶模架和下台阶模架，上台阶模架和下台阶模架的模架框架高度分别根据上台阶和下台阶的高度设定，下台阶模架的高度大于上台阶模架的高度；
（2）上台阶除掌子面附近预留工作空间外，在全长范围内设置上台阶模架，可实现开挖面全面钻孔施工，由安装在前端两侧的机械臂15及液压凿岩机16完成掌子面的钻孔工作；除渣完成后，将上台阶模架前移至掌子面，利用顶部移动平台18及顶升装置19将拱顶钢架送至指定位置，利用外部支架6形成的平台及顶部施工操作平台共同完成钢架的拼装及后续挂网、喷射混凝土施工；上台阶范围是塌方事故防御的重点，当塌方或冒顶事故发生时，整个模架可抵御来自侧面及顶部的土石的压力，为来不及到达安全距离的施工人员提供紧急避险空间，避免发生人身伤害，若塌方体将出路隔断，被困施工人员可通过逃生管13获得自救。
（3）在已施工完仰拱前端至已施工完二次衬砌前端范围内设置下台阶模架，作为挂防水板、绑扎衬砌钢筋的施工平台；下台阶开挖及初期支护、仰拱施工都要紧跟掌子面施工同步进行，保持在安全距离内，仰拱完成一段，下台阶模架同时跟进一段，外部逃生管道21同步跟进。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、变更一级等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种隧道坍塌事故中防伤害的模架，包括模架框架，其特征在于：
所述模架框架包括立柱（1）、纵梁（2）、横梁（3）和斜支撑（4），立柱（1）、纵梁（2）和横梁（3）围成一个立方体形框架；立柱（1）外侧设有防护钢网（9）与立柱（1）连接，形成封闭墙体；
在模架框架底部的纵梁（2）下面连接有一排滑车（11），滑车（11）作用在轨道（12）上，最后一台滑车（11）与设在模架框架底部的纵梁（2）端部的电动机（10）通过链条相连，形成走行系统；
在模架框架顶部的纵梁（2）和横梁（3）上设有顶板（7），形成施工操作平台；
在施工操作平台的一角，设有活动盖板（8）与顶板（7）铰接；
右侧立柱（1）的内侧底部设有逃生管托架（5），逃生管托架（5）上设有逃生管（13），逃生管（13）一端布置于模架框架纵向中间位置，另一端与外部逃生管道（14）相连;
所述顶板（7）上面设有移动平台（18），移动平台（18）可沿移动平台轨道（17）滑动，移动平台（18）上设有一排顶升装置（19）。
2.根据权利要求1所述的隧道坍塌事故中防伤害的模架，其特征在于：
所述模架框架外侧间隔设有若干层外部支架（6）。
3.根据权利要求1所述的隧道坍塌事故中防伤害的模架，其特征在于：
所述模架框架的前端两侧各设有一条机械臂（15）和液压凿岩机（16），形成上台阶模架。
4.根据权利要求3所述的隧道坍塌事故中防伤害的模架，其特征在于：
所述移动平台（18）上增设若干排顶升装置（19），形成下台阶模架。
5.根据权利要求2所述的隧道坍塌事故中防伤害的模架，其特征在于：
所述立柱（1）、纵梁（2）、横梁（3）、斜支撑（4）和外部支架（6）之间均采用螺栓连接。
6.一种利用隧道坍塌事故中防伤害的模架进行施工的方法，其特征在于包含以下步骤：
步骤1：提供根据权利要求4所述的上台阶模架和下台阶模架，上台阶模架和下台阶模架的模架框架高度分别根据上台阶和下台阶的高度设定，下台阶模架的高度大于上台阶模架的高度；
步骤2：在上台阶全长范围内设置上台阶模架，由安装在前端两侧的机械臂（15）及液压凿岩机（16）完成掌子面的钻孔工作；在除渣完成后，将上台阶模架前移至掌子面，利用顶部移动平台（18）及顶升装置（19）将拱顶钢架送至指定位置，利用外部支架（6）形成的平台及顶部施工操作平台共同完成钢架的拼装及后续挂网、喷射混凝土施工；
步骤3：在已施工完仰拱前端至已施工完二次衬砌前端范围内设置下台阶模架，作为挂防水板、绑扎衬砌钢筋的施工平台。
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