CN108386219A - 一种隧道支护结构的支撑系统及操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种隧道支护结构的支撑系统，包括辅助小车、支护机构和两个支撑装置；两个所述支撑装置呈前后布置在所述辅助小车的顶部，所述支护机构安装在辅助小车上且位于两个支撑装置之间；所述支护机构包括旋转圆盘和四个支护系统，旋转圆盘的中部设有连接柱，四个支护系统呈周向均布在旋转圆盘上；支护系统包括调节液压缸和支护液压缸，支护液压缸的底部与旋转圆盘的靠边沿处铰接，调节液压缸的底部与连接柱铰接，调节液压缸的活塞杆的端部与支护液压缸连接；旋转圆盘与辅助小车的顶部转动连接。本发明提高了浇筑结构的施工质量，进而提高了隧道的综合性能，施工灵活高效，技术可靠，节省了人力物力。

Description

一种隧道支护结构的支撑系统及操作方法

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，具体涉及一种隧道支护结构的支撑系统及操作方法。

背景技术

随着国家的发展及交通技术的发展以及基础设施的建设，我国的隧道里程数不断增长，截至2016年底全国公路隧道数量为：15181座，全国公路隧道里程长度为：14039.7公里。在隧道建设中，常因隧道施工质量等原因而导致衬砌等支护结构连接不牢固，出现错位、松动等病害，使得隧道整体安全性降低，同时病害的大量出现也使得对隧道在施工阶段的要求越来越高。传统的支护结构施工工艺一般只考虑局部的施工效果，对于整体结构的稳定性考虑略有不足。比如隧道围岩可能有略微突起，从整体考虑则需要进行整修和清除；对于模板接头位置，需要保证整齐平顺；对于挡头板与围岩壁之间的间隙，应该保证紧密结合。若这些连接处处理不善，会影响隧道支护结构的施工质量，进一步则影响隧道的安全。

目前，隧道支护结构的施工技巧还不够完善，而且由于施工工艺限制，往往都会采用复杂的施工方法，从而导致不经济和不便捷并且易发生变形、错位等，容易形成安全隐患。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种隧道支护结构的支撑系统及操作方法，提高了浇筑结构的施工质量，进而提高了隧道的综合性能，施工灵活高效，技术可靠，节省了人力物力。

本发明提供了一种隧道支护结构的支撑系统，包括辅助小车、支护机构和两个支撑装置；两个所述支撑装置呈前后布置在所述辅助小车的顶部，所述支护机构安装在辅助小车上且位于两个支撑装置之间；所述支护机构包括旋转圆盘和四个支护系统，旋转圆盘的中部设有连接柱，四个支护系统呈周向均布在旋转圆盘上；支护系统包括调节液压缸和支护液压缸，支护液压缸的底部与旋转圆盘的靠边沿处铰接，调节液压缸的底部与连接柱铰接，调节液压缸的活塞杆的端部与支护液压缸连接；旋转圆盘与辅助小车的顶部转动连接。

优选地，所述辅助小车内设有安装腔，安装腔的顶部设有贯穿的安装口，安装口的内壁安装有轴承，轴承的内圈安装有内齿轮，内齿轮的上端面与旋转圆盘的底部固定连接；安装腔的底部设有凹槽，凹槽内安装有从动轴承，从动轴承的内圈连接有从动柱，从动柱的上端安装有齿轮，齿轮的上部与内齿轮啮合；安装腔内安装有电机，电机的转轴连接有驱动齿轮，驱动齿轮与齿轮的下部啮合。

优选地，所述支护液压缸的活塞杆的端部设有定位连接板。

优选地，所述支撑装置包括同一平面的第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸和第四液压缸，第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸和第四液压缸呈扇形依次安装在辅助小车上，第一液压缸和第四液压缸对称布置，第二液压缸和第三液压缸对称布置；第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸和第四液压缸的活塞杆的端头连接有支撑板，支撑板呈外凸弧形；第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸和第四液压缸中相邻两个液压缸之间的上部通过连接杆连接。

一种隧道支护结构的支撑系统的操作方法，使用如上所述的隧道支护结构的支撑系统，包括如下步骤：

S1：将辅助小车行驶至隧道中的指定位置；

S2：转动辅助小车上旋转圆盘，同时调节每个支护系统的调节液压缸和支护液压缸，使支护液压缸的活塞杆与现场组装好的波纹板的设定支撑点对应并连接上；前后两个支护液压缸对应波纹板顶部前后两个支撑点，左右两个支护液压缸分别对应波纹板两侧的支撑点；

S3：对连接各自支撑点后的四个支护液压缸进行同步动作，将波纹板托举至指定位置；

S4：启动支撑装置，使支撑装置对波纹板内侧的前后两端进行支撑；

S5：待向波纹板外部和隧道缺陷围成的空间内浇筑或注浆凝固后，收回支撑装置；再拆除支护液压缸的活塞杆与支撑点的连接，调节液压缸和支护液压缸收回各自的活塞杆。

本发明的有益效果：

本发明将辅助小车行驶至隧道中的指定位置，转动辅助小车上旋转圆盘，同时调节每个支护系统的调节液压缸和支护液压缸，使支护液压缸的活塞杆与现场组装好的波纹板的设定支撑点对应并连接上，对连接各自支撑点后的四个支护液压缸进行同步动作，将波纹板托举至指定位置；再通过支撑装置对波纹板内侧的前后两端进行支撑；通过支护机构和支撑装置的共同作用，使波纹板的定位更加精确，提高了浇筑结构的施工质量，进而提高了隧道的综合性能，施工灵活高效，技术可靠，节省了人力物力。

附图说明

图1为本实施例的结构示意图；

图2为本实施例支护机构的结构示意图；

图3为本实施例支护机构与辅助小车装配后的局部剖视图。

附图标记：1-辅助小车，11-安装腔，111-电机，112-驱动齿轮，12-安装口，13-轴承，14-内齿轮，15-凹槽，16-从动轴承，17-从动柱，18-齿轮，2-支护机构，21-旋转圆盘，211-连接柱，22-支护系统，221-调节液压缸，222-支护液压缸，223-定位连接板，3-支撑装置，31-第一液压缸，32-第二液压缸，33-第三液压缸，34-第四液压缸，35-支撑板，36-连接杆

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1至图3所示，本发明公开了一种隧道支护结构的支撑系统，包括辅助小车1、支护机构2和两个支撑装置3；两个支撑装置3呈前后布置在辅助小车1的顶部，支护机构2安装在辅助小车1上且位于两个支撑装置3之间；支护机构2包括旋转圆盘21和四个支护系统22，旋转圆盘21的中部设有连接柱211，四个支护系统22呈周向均布在旋转圆盘21上；支护系统22包括调节液压缸221和支护液压缸222，支护液压缸222的底部与旋转圆盘21的靠边沿处铰接，调节液压缸221的底部与连接柱211铰接，调节液压缸221的活塞杆的端部与支护液压缸222连接；旋转圆盘21与辅助小车1的顶部转动连接。将辅助小车1行驶至隧道中的指定位置，转动辅助小车1上旋转圆盘21，同时调节每个支护系统22的调节液压缸221和支护液压缸222，使支护液压缸222的活塞杆与现场组装好的波纹板的设定支撑点对应并连接上，对连接各自支撑点后的四个支护液压缸222进行同步动作，将波纹板托举至指定位置；再通过支撑装置3对波纹板内侧的前后两端进行支撑；通过支护机构2和支撑装置3的共同作用，使波纹板的定位更加精确，提高了浇筑结构的施工质量，进而提高了隧道的综合性能，施工灵活高效，技术可靠，节省了人力物力。

本实施例中，辅助小车1内设有安装腔11，安装腔11的顶部设有贯穿的安装口12，安装口12的内壁安装有轴承13，轴承13的内圈安装有内齿轮14，内齿轮14的上端面与旋转圆盘21的底部固定连接；安装腔11的底部设有凹槽15，凹槽15内安装有从动轴承16，从动轴承16的内圈连接有从动柱17，从动柱17的上端安装有齿轮18，齿轮18的上部与内齿轮14啮合；安装腔11内安装有电机111，电机111的转轴连接有驱动齿轮112，驱动齿轮112与齿轮18的下部啮合。当需要调节支护系统22的方向时，启动电机111，电机111的转轴带动驱动齿轮112转动，驱动齿轮112带动齿轮18转动，齿轮18带动旋转圆盘21转动，再通过调节调节液压缸221和支护液压缸222的活塞杆，从而使每个支护液压缸222的活塞杆与波纹板的设定支撑点对应并连接上

本实施例中，支护液压缸222的活塞杆的端部设有定位连接板223，便于与波纹板的设定支撑点连接。

本实施例中，支撑装置包括同一平面的第一液压缸31、第二液压缸32、第三液压缸33和第四液压缸34，第一液压缸31、第二液压缸32、第三液压缸33和第四液压缸34呈扇形依次安装在辅助小车1上，第一液压缸31和第四液压缸34对称布置，第二液压缸32和第三液压缸33对称布置；第一液压缸31、第二液压缸32、第三液压缸33和第四液压缸34的活塞杆的端头连接有支撑板35，支撑板35呈外凸弧形；第一液压缸31、第二液压缸32、第三液压缸33和第四液压缸34中相邻两个液压缸之间的上部通过连接杆连接。将辅助小车1开到指定位置，启动辅助小车1的支撑装置3，使第一液压缸31、第二液压缸32、第三液压缸33和第四液压缸34的活塞杆的支撑板与波纹板的内侧面接触且形成良好的支撑。

本发明还公开了一种隧道支护结构的支撑系统的操作方法，使用如上所述的隧道支护结构的支撑系统，包括如下步骤：

S1：将辅助小车1行驶至隧道中的指定位置；

S2：转动辅助小车1上旋转圆盘21，同时调节每个支护系统22的调节液压缸221和支护液压缸222，使支护液压缸222的活塞杆与现场组装好的波纹板的设定支撑点对应并连接上；前后两个支护液压缸对应波纹板顶部前后两个支撑点，左右两个支护液压缸分别对应波纹板两侧的支撑点；

S3：对连接各自支撑点后的四个支护液压缸222进行同步动作，将波纹板托举至指定位置；

S4：启动支撑装置3，使支撑装置3对波纹板内侧的前后两端进行支撑；

S5：待向波纹板外部和隧道缺陷围成的空间内浇筑或注浆凝固后，收回支撑装置3；再拆除支护液压缸222的活塞杆与支撑点的连接，调节液压缸221和支护液压缸222收回各自的活塞杆。

本发明通过支护机构2定好波纹板的四个定位支撑点，沿纵向和环向布置，2个隧道纵向点坐标与2个隧道横向坐标，避免安装定位误差与结构拼装变形，实现精准安装到位；再通过支撑装置3对波纹板内侧的前后两端进行支撑，按照先定位支撑再辅助支撑装置的原则，固定其空间位置，使其不产生空间位移，保障钢架或管片之间连接的紧密性；通过支撑装置3和支护机构2的配合，使得波纹板光滑平顺，与隧道截面保持良好的几何形位，进而提高整个浇筑结构的施工质量，而且提高了浇筑结构过程中的稳定性和可靠性。

最后应说明的是：以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种隧道支护结构的支撑系统，其特征在于：包括辅助小车、支护机构和两个支撑装置；

两个所述支撑装置呈前后布置在所述辅助小车的顶部，所述支护机构安装在辅助小车上且位于两个支撑装置之间；

所述支护机构包括旋转圆盘和四个支护系统，旋转圆盘的中部设有连接柱，四个支护系统呈周向均布在旋转圆盘上；支护系统包括调节液压缸和支护液压缸，支护液压缸的底部与旋转圆盘的靠边沿处铰接，调节液压缸的底部与连接柱铰接，调节液压缸的活塞杆的端部与支护液压缸连接；旋转圆盘与辅助小车的顶部转动连接。

2.根据权利要求1所述的隧道支护结构的支撑系统，其特征在于：所述辅助小车内设有安装腔，安装腔的顶部设有贯穿的安装口，安装口的内壁安装有轴承，轴承的内圈安装有内齿轮，内齿轮的上端面与旋转圆盘的底部固定连接；安装腔的底部设有凹槽，凹槽内安装有从动轴承，从动轴承的内圈连接有从动柱，从动柱的上端安装有齿轮，齿轮的上部与内齿轮啮合；安装腔内安装有电机，电机的转轴连接有驱动齿轮，驱动齿轮与齿轮的下部啮合。

3.根据权利要求1所述的隧道的支撑系统，其特征在于：所述支护液压缸的活塞杆的端部设有定位连接板。

4.根据权利要求1所述的隧道支护结构的支撑系统，其特征在于：所述支撑装置包括同一平面的第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸和第四液压缸，第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸和第四液压缸呈扇形依次安装在辅助小车上，第一液压缸和第四液压缸对称布置，第二液压缸和第三液压缸对称布置；第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸和第四液压缸的活塞杆的端头连接有支撑板，支撑板呈外凸弧形；第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸和第四液压缸中相邻两个液压缸之间的上部通过连接杆连接。

5.一种隧道支护结构的支撑系统的操作方法，使用权利要求1至4任一项所述的隧道支护结构的支撑系统，其特征在于，包括如下步骤：

S1：将辅助小车行驶至隧道中的指定位置；

S2：转动辅助小车上旋转圆盘，同时调节每个支护系统的调节液压缸和支护液压缸，使支护液压缸的活塞杆与现场组装好的波纹板的设定支撑点对应并连接上；前后两个支护液压缸对应波纹板顶部前后两个支撑点，左右两个支护液压缸分别对应波纹板两侧的支撑点；

S3：对连接各自支撑点后的四个支护液压缸进行同步动作，将波纹板托举至指定位置；

S4：启动支撑装置，使支撑装置对波纹板内侧的前后两端进行支撑；

S5：待向波纹板外部和隧道缺陷围成的空间内浇筑或注浆凝固后，收回支撑装置；再拆除支护液压缸的活塞杆与支撑点的连接，调节液压缸和支护液压缸收回各自的活塞杆。