CN107605517B - 多点移动式隧道掌子面临时支撑系统 - Google Patents

Abstract

一种多点移动式隧道掌子面临时支撑系统，包括基座、多个液压输出组件和多个承压板，所述液压输出组件安装在所述基座上，每个所述液压输出组件上均安装有所述承压板；所述基座为可以移动结构；所述液压输出组件包括支撑液压缸，所述支撑液压缸一端和所述基座连接，所述支撑液压缸另一端和所述承压板的板面连接。可以对隧道掌子面进行支撑，且可以根据掌子面的变形情况进行支撑调整，支撑高效快捷，有效的节约施工时间。

Description

多点移动式隧道掌子面临时支撑系统

技术领域

本发明涉及隧道施工设备领域，具体涉及一种多点移动式隧道掌子面临时支撑系统。

背景技术

近年来，随着我国经济的迅速增长，进行着大量的交通基础设施建设，目前已经成为世界上已建成隧道和在建隧道最多的国家。在采用矿山法施工软弱围岩隧道时，常常由于掌子面整体或局部稳定性不足出现掉块，落石甚至整体坍塌等灾害。这些灾害不仅毁坏施工设备，拖延工期，而且直接危及施工人员的人身安全，造成巨大的生命和财产损失。为了避免这种情况的发生，针对断面较大的软弱围岩隧道，一般采用分部法转化为小断面进行施工，但也带来了施工步序多、作业空间小、施工速度慢等弊病。

对于全断面施工掌子面难以自稳或进行掌子面分部以后仍难以自稳的隧道，除常规的拱部管棚超前支护外，还常常采用掌子面超前加固技术来保护掌子面的稳定，如使用掌子面锚杆、掌子面注浆加固、掌子面旋喷和掌子面喷混凝土等方法来防止掌子面的松弛并增强开挖面的稳定性，但是这些方法不仅费料费工，繁琐耗时，甚至延误工期，而且也会使掌子面出现较多杂物，影响施工进度和质量。实际施工中掌子面加固方法也往往依靠工程类比，按经验参数设计施作加固支护手段，与实际隧道的围岩的参数和隧道应力状态针对性差，调整慢。

因此，迫切需要发明一种支护快速便捷、灵活可动、支力可调、重复使用、干扰较小、省时省材的掌子面临时支撑系统，以维持掌子面稳定，确保施工安全，节省施工工期。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种多点移动式隧道掌子面临时支撑系统，可以对隧道掌子面进行支撑，且可以根据掌子面的变形情况进行支撑调整，支撑高效快捷，有效的节约施工时间，具体技术方案如下：

一种多点移动式隧道掌子面临时支撑系统，包括基座、多个液压输出组件和多个承压板，所述液压输出组件安装在所述基座上，每个所述液压输出组件上均安装有所述承压板，所述承压板用于和掌子面配合；

所述基座为可以移动结构，同时作为施工台架；

所述液压输出组件包括支撑液压缸，所述支撑液压缸的一端和所述承压板的板面铰接连接；

所述液压输出组件还包括调向液压缸，所述调向液压缸铰接在所述支撑液压缸上，所述调向液压缸调节所述支撑液压缸的摆动位移；

每个所述液压输出组件和所述基座之间均设有转动板，所述转动板和所述基座转动配合，所述转动板的转动轴垂直于所述转动板的板面，所述支撑液压缸和所述调向液压缸均铰接在所述转动板的板面上；

所述转动板上设有驱动齿轮，所述驱动齿轮和所述转动板同转轴且同步转动，所述驱动齿轮通过电机驱动。

效果，将基座移动到掌子面位置，使液压输出组件上的承压板对准掌子面，液压输出组件的液压缸伸长，将承压板抵在掌子面上，实现支撑，当液压支撑杆和基座硬性固定连接时，方向比较单一，当液压支撑杆和承压板硬性固定连接时，承压板角度不可调，方向单一，但是其不使用注浆和掌子面喷混凝土，使得施工环境清洁，节省工期；支撑系统与施工台架相结合，可以根据需要伸出和缩回相应的支撑杆，对施工空间干扰小。使得支撑液压缸可以进行角度的调节，适应不同方位的支撑，承压板可以根据掌子面凸起形状的不同进行偏移，已达到更好的支撑效果。可以通过调向液压缸对支撑液压缸进行方向调节，方便操作，且调节稳定可靠。使得液压支撑杆除了可以进行摆动调节外，还可以进行自转，从而调节更多的方位，适应不同的掌子面施工情况。实现转动调节的电动驱动，方便操作。

优化的，所述基座采用桁架结构，设有镂空腔体。

效果，基座的可移动性增强，且施工的空间更大。

优化的，所述镂空腔体内设有加强桁架。

效果，在减重增大空间的同时，还能保证自身的强度。

优化的，所述镂空腔体内设有配重块，所述配重块为可分离结构。

效果，当基座的自重不够时，影响支撑效果，通过配重块的增加来增加的自重，实现稳固支撑。

所述基座的靠近掌子面一侧为正面，所述液压输出组件安装在所述基座正面的所述转动板上，所述液压输出组件还安装在所述基座的左右侧面的所述转动板上，各个所述液压输出组件上的承压板均和掌子面配合。效果，增加了对掌子面的支撑面积。

本发明在掌子面稳定性较差的隧道中提供了一种方便快捷的掌子面临时支撑方案，与现有的锚杆和注浆加固等掌子面加固技术相比，其优点在于：

一、工序简单，支护快捷、及时；

二、支护结构可重复利用，减少了施工成本，降低了工程造价；

三、支撑面的位置可以调节，使得支护灵活，自由度较高，适用于不同的掌子面情况；

四、不使用注浆和掌子面喷混凝土，使得施工环境清洁，节省工期；

五、支撑系统与施工台架相结合，可以根据需要伸出和缩回相应的支撑杆，对施工空间干扰小；

六、可调节支撑压力，适用于各种地质条件和分部开挖工法。

附图说明

图1为本发明的立体图。

图2为支撑液压缸21和调向液压缸22配合的结构示意图、

图3为转动板4和液压输出组件2配合的结构示意图。

图4为本系统支撑掌子面时的结构示意图。

图5为本系统在隧道纵向上的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1-5所示，一种多点移动式隧道掌子面临时支撑系统，包括基座1、多个液压输出组件2和多个承压板3，所述液压输出组件2安装在所述基座1上，每个所述液压输出组件2上均安装有所述承压板3；所述基座1为可以移动结构；所述液压输出组件2包括支撑液压缸21，所述支撑液压缸21和所述基座1铰接，所述支撑液压缸21和所述承压板3铰接。所述液压输出组件2还包括调向液压缸22，所述调向液压缸22另一端铰接在所述支撑液压缸21上，所述调向液压缸22调节所述支撑液压缸21的摆动位移。

如图3所示，每个所述液压输出组件2和所述基座1之间均设有转动板4，所述转动板和所述基座1转动配合，所述转动板4的转动轴垂直于所述转动板4 的板面，所述支撑液压缸21和所述调向液压缸22均铰接在所述转动板4的板面上。所述转动板4上设有驱动齿轮41，所述驱动齿轮41和所述转动板4同转轴且同步转动，所述驱动齿轮41通过电机411驱动。

如图1、图4、图5所示，所述基座1设有镂空腔体11。所述镂空腔体11 内设有加强桁架111。所述镂空腔体11内设有配重块，所述配重块为可分离结构。

现有的隧道在施工时，在隧道内有台架，本发明的基座1和台架等同，可以用其替换台架，也可以在台架上直接安装液压输出组件2，避免本装置占用额外的空间，影响机械设备的运行施工。

如图4所示，所述基座1的靠近掌子面一侧为正面，所述液压输出组件2 安装在所述基座1正面的所述转动板4上，所述液压输出组件2还安装在所述基座1的左右侧面的所述转动板4上，各个所述液压输出组件2上的承压板(3) 均和掌子面配合。图4中侧面的液压输出组件2没有支撑在掌子面上，当掌子面比较大时，才需要将其支撑到掌子面上，增大支撑面积。

工作流程：

1、首先在施工机械运输辅助下，安置本系统于掌子面附近，并使台架与掌子面相隔适当的距离，运输过程中台架上的液压支撑杆应处于收缩状态，其所占空间较小，方便台架的行进，同时还可以根据实际情况增加或者减少配重块，实现灵活搭配。

2、根据预先设计或根据现场掌子面围岩情况，确定掌子面上的需要支撑的点，标出位置，并将对应的掌子面支撑点适当整平、清洁，这样可以使掌子面与承压板3有较大的接触面积和接触状态，令其受力均匀。

3、控制电机411驱动转动板4来调节整个液压支撑系统的水平朝向，随后调节调向液压缸22的高度来调节支撑液压缸21的仰角，这样就将液压支撑系统指向了所需支撑的掌子面。

4、操作相应液压缸使其伸出并调整其长度，将末端的承压板3靠近掌子面的预设点。

5、调整承压板3的朝向，使承压板3与掌子面平行。

6、操作支撑液压缸21，使承压板3接触掌子面支撑部位，并达到预设的支撑压力。

7、重复4-6步，将需要支撑的液压支撑结构支撑就位之后，便完成了整个掌子面的临时支撑工作。

Claims (5)

1.一种多点移动式隧道掌子面临时支撑系统，其特征在于：

包括基座(1)、多个液压输出组件(2)和多个承压板(3)，所述液压输出组件(2)安装在所述基座(1)上，每个所述液压输出组件(2)上均安装有所述承压板(3)，所述承压板用于和掌子面配合；

所述基座(1)为可以移动结构，同时作为施工台架；

所述液压输出组件(2)包括支撑液压缸(21)，所述支撑液压缸(21)的一端和所述承压板(3)的板面铰接连接；

所述液压输出组件(2)还包括调向液压缸(22)，所述调向液压缸(22)铰接在所述支撑液压缸(21)上，所述调向液压缸(22)调节所述支撑液压缸(21)的摆动位移；

每个所述液压输出组件(2)和所述基座(1)之间均设有转动板(4)，所述转动板和所述基座(1)转动配合，所述转动板(4)的转动轴垂直于所述转动板(4)的板面，所述支撑液压缸(21)和所述调向液压缸(22)均铰接在所述转动板(4)的板面上；

所述转动板(4)上设有驱动齿轮(41)，所述驱动齿轮(41)和所述转动板(4)同转轴且同步转动，所述驱动齿轮(41)通过电机(411)驱动。

2.根据权利要求1所述的一种多点移动式隧道掌子面临时支撑系统，其特征在于：所述基座(1)为桁架结构，设有镂空腔体(11)。

3.根据权利要求2所述的一种多点移动式隧道掌子面临时支撑系统，其特征在于：所述镂空腔体(11)内设有加强桁架(111)。

4.根据权利要求2所述的一种多点移动式隧道掌子面临时支撑系统，其特征在于：所述镂空腔体(11)内设有配重块，所述配重块为可分离结构。

5.根据权利要求1所述的一种多点移动式隧道掌子面临时支撑系统，其特征在于：所述基座(1)的靠近掌子面一侧为正面，所述液压输出组件(2)安装在所述基座(1)正面的所述转动板(4)上，所述液压输出组件(2)还安装在所述基座(1)的左右侧面的所述转动板(4)上，各个所述液压输出组件(2)上的承压板(3)均和掌子面配合。