CN109826641A - 适用于单线隧道的一体式槽箱快速出碴系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种适用于单线隧道的一体式槽箱快速出碴系统及方法,安装于隧道洞壁一侧,不影响日常洞内的作业任务,可以持续出碴,解决了运碴车一次出碴量有限的问题,实现了掌子面附近碴土到隧道洞口运输的全自动化进行,省却了大量的人力物力消耗,并且可以随着隧道的开挖跟随掌子面一同推进,满足了隧道持续作业,共同作业的要求。

Description

适用于单线隧道的一体式槽箱快速出碴系统及方法
技术领域
本公开涉及一种适用于单线隧道的一体式槽箱快速出碴系统及方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息,不必然构成在先技术。
隧道中有很大一部分是单线隧道。单线隧道开挖过程中由于只允许单辆单向通过,这就造成了出碴过程的费时费力。
隧道出碴是隧道施工作业的关键环节之一,是隧道建设速度的控制性环节;隧道出碴是将爆破后的隧道掌子面的碴土装进运碴车,运输至指定的碴土场。
由于单线隧道只允许车辆单向通过,当掌子面爆破后,需要运碴车倒入隧道行驶至掌子面附近,由出碴车装填碴土,然后再驶出洞口,行驶至碴土场。这个过程中,运碴车开进隧道和驶出隧道时,掌子面附近的出碴车都不能进行装填碴土工作,必须等运碴车驶离隧道,下一辆运碴车驶入,开到掌子面附近后才可以继续装填碴土。这就造成了工序上的浪费时间。
这种传统的单线隧道出碴方式费时费力,严重影响隧道的施工速度。并且出碴过程中隧道的其他施工操作基本都要暂停,影响其他工序的正常进行。
发明内容
本公开为了解决上述问题,提出了一种适用于单线隧道的一体式槽箱快速出碴系统及方法,本公开解决了单线隧道出碴慢,出碴时占用道路,影响其他洞内作业的问题,省却大量出碴时间的消耗,提高工作效率节约成本。
根据一些实施例,本公开采用如下技术方案:
一种适用于单线隧道的一体式槽箱快速出碴系统,包括驱动与支撑机构、传送机构和运输机构,其中:
所述驱动与支撑机构包括多个支撑件,每个支撑件均包括驱动齿轮、齿轮转轴、转轴支撑住和支撑底架,所述支撑底架固定于隧道洞壁,与接转轴支撑柱连接,所述齿轮转轴固定于转轴支撑柱上,所述驱动齿轮套接在所述齿轮转轴上,能够在转轴上转动,所述支撑件上设置传送系统;
所述传送系统包括依次排列、间隔布设传送梯带横撑,所述传送梯带横撑之间通过横撑串接链串联在一起,形成传送梯带,所述传送梯带安装于驱动与支撑系统上;
所述运输系统包括多个首尾相接的传送槽箱,所述传送槽箱底部设置有槽箱插板,能够插入传送梯带横撑间隔的空隙之中,槽箱插板底部设置有插板固定插销,以固定传送槽箱,所述传送槽箱被配置为运动至边缘设置的驱动齿轮时,由于传送梯带的弧度而发生倾倒动作。
作为进一步的限定,所述底架为三角支撑底架,为T型钢结构,嵌入隧道洞壁之中并固定,起支撑上部结构的作用,根据所需高度固定在隧道洞壁的指定高度处。
作为进一步的限定,所述的驱动轮的轮齿与传送梯带横撑紧密啮合,不发生滑齿。
作为进一步的限定,所述的传送梯带横撑为刚性材质,所述的横撑串接链为柔性材料,传递传送梯带横撑的拉力,并且在隧道拐弯处能够发生偏心拉伸,保证传送梯带贴合隧道拐弯处的弧度。
作为进一步的限定,所述运输系统中相邻的传送槽箱的插口紧密契合,防止漏碴土。
作为进一步的限定,所述的槽箱插板插入传送梯带横撑之间的空隙之中,在空隙中有一定活动空间。这就保证了传送梯带可以在隧道拐弯儿出发生一定程度的偏心拉伸,使得传送梯带贴合隧道拐弯处弧度。
作为进一步的限定,所述的插板固定插销穿过槽箱插板底部,并与槽箱插板固连。如此便将传送槽箱固定在了传送梯带上的固定位置,当传送槽箱由传送梯带上部运动到下部时,由于插板固定插销的作用,能够与传送梯带固定在一起运动。
作为进一步的限定,所述的传送梯带与驱动轮紧扣在一起,表面处于紧张状态,传送梯带下部挠度在要求范围内。如果传送梯带过长造成下部传送梯带下坠严重,可以在合适距离处加装托辊齿轮,对传送梯带下部进行承托作用。
作为进一步的限定,所述的传送槽箱前部设置有槽箱垫圈。所述垫圈用耐磨、高弹性、轻质材料构成,与下一个传送槽箱套接时起缓冲作用,避免噪音的产生以及延长槽箱的使用寿命。
作为进一步的限定,整个出碴系统在洞口端应根据运碴车的高度设置在合适高度处,当传送槽箱运送碴土到洞口时,贴合洞口端设置的驱动轮的弧度而发生倾倒动作,将碴土顺利倾倒入运碴车。
作为进一步的限定,所述的出碴系统上部、靠近掌子面处的位置处设置有碴土滑道。所述的碴土滑道上设置有偏心震动转子,使得滑道周期性震动,将碴土震落到出碴系统上。能够便于碴土顺便排出滑道倾倒于出碴系统上。
所述碴土滑道优选为喇叭形,便于出碴车将碴土倒入碴土滑道。
优选的,所述碴土滑道可以根据掌子面开挖进度不断向前推进,满足持续作业下的出碴任务。
基于上述出碴系统的工作方法,包括以下步骤:
A、根据隧道走向在隧道的一侧洞壁上固定安装驱动与支撑系统,并将传送系统和运输系统依次安装到驱动与支撑系统上,安装碴土滑道;
B、调试横撑串接链的松紧程度,保证每个槽箱插板有足够的活动空间,查看传送梯带下坠程度,在下坠程度超过设定值的地方加装托辊齿轮,查看插板固定插销情况,保证每个传送槽箱都被固定在传送梯带上;
C、启动驱动轮,所有驱动轮统一匀速转动,带动传送梯带平稳匀速运行,继而带动传送槽箱平稳匀速运行;
D、掌子面处出碴车进行出碴工作,将碴土铲到碴土滑道,碴土滑道将碴土输送至出碴系统上,出碴系统将碴土运往洞口端,自动倾倒至运碴车中,当一辆运碴车装满后暂时关闭驱动轮,等下一辆运碴车驶过来后,继续开启驱动轮;
E、重复D步骤,直至掌子面附近碴土全部运输完毕,完成出碴工作。
与现有技术相比,本公开的有益效果为:
(1)本公开为单线隧道的快速出碴提供了一种简单有效的方法,解决了单线隧道出碴慢,出碴时占用道路,影响其他洞内作业的问题,省却大量出碴时间的消耗,提高工作效率节约成本。
(2)本公开安装于隧道洞壁一侧,不影响日常洞内的作业任务,可以持续出碴,解决了运碴车一次出碴量有限的问题。
(3)本公开实现了掌子面附近碴土到隧道洞口运输的全自动化进行,省却了大量的人力物力消耗,并且可以随着隧道的开挖跟随掌子面一同推进,满足了隧道持续作业,共同作业的要求。
(4)本公开的成本低,效果好,易操作。自动化出碴提高了施工安全度,避免了运碴车对洞内道路的破坏以及碴土的洒落,保证了洞内的整洁干净。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。
图1是驱动与支撑系统在隧道中的简易正视示意图。
图2是驱动与支撑系统在隧道中的简易侧视示意图。
图3是出碴系统在隧道中的简易正视示意图。
图4(a)和4(b)是出碴系统在隧道中的简易侧视和局部放大示意图。
图5是传送槽箱三视图。
图6是出碴系统在隧道出口卸碴的简易侧视示意图。
图7是出碴系统在隧道掌子面附近接碴的简易侧视示意图。
为显示各部位位置存在改变各元件互相间间距或尺寸,示意图仅作示意使用。
其中:1驱动齿轮,2齿轮转轴,3转轴支撑柱,4三角支撑底架,5隧道洞壁,6传送槽箱,7槽箱插板,8插板固定插销,9传送梯带横撑,10横撑串接链,11驱动、支撑系统,12传送系统,13运输系统,14槽箱垫圈,15槽箱插口,16槽箱接口,17出碴系统,18运碴车,19碴土滑道,20出碴车;
具体实施方式:
下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在本公开中,术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词,并非特指本公开中任一部件或元件,不能理解为对本公开的限制。
本公开中,术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解,表示可以是固定连接,也可以是一体地连接或可拆卸连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员,可以根据具体情况确定上述术语在本公开中的具体含义,不能理解为对本公开的限制。
实施例1:
一种适用于单线隧道的一体式槽箱快速出碴系统,包括驱动、支撑系统11,传送系统12,运输系统13三部分,三者共同构成出碴系统17。
驱动、支撑系统由驱动齿轮、齿轮转轴、转轴支撑住、三角支撑底架构成,三角支撑底架固定于隧道洞壁,边缘处焊接转轴支撑柱,齿轮转轴一端固定于隧道洞壁,一端固定于转轴支撑柱上,并且穿过两个驱动齿轮;所述的传送系统由横撑串接链串接传送梯带横撑构成,传送系统安装于驱动、支撑系统上;所述的运输系统由一系列首尾相接的传送槽箱组成,所述的传送槽箱底部设置有槽箱插板,用于插入到传送梯带横撑间隔的空隙之中,槽箱插板底部设置有插板固定插销,用于将传送槽箱固定在传送梯带上。
在本实施例中,三角支撑底架,为T型钢结构,且大刚度。嵌入隧道洞壁之中并固定,起支撑上部结构的作用。并可以根据所需高度固定在隧道洞壁的合适高度处。
在本实施例中,驱动轮可以在齿轮转轴上以统一速度匀速转动,驱动轮的轮齿与传送梯带横撑紧密啮合,不发生滑齿。
在本实施例中,传送梯带横撑为刚性、轻质材料构成,与驱动轮轮齿之间的摩擦系数极小,产生的动力损耗极小。
在本实施例中,横撑串接链为柔性、轻质、高强度材料构成,可以传递传送梯带横撑的拉力,并且在隧道拐弯处可以发生偏心拉伸,保证传送梯带贴合隧道拐弯处的弧度。
在本实施例中,传送槽箱为轻质、刚性、高强度材料构成,相邻槽箱插口、接口紧密契合,防止漏碴土。
在本实施例中,槽箱插板插入传送梯带横撑之间的空隙之中,在空隙中有一定活动空间,不是完全固结状态,这就保证了传送梯带可以在隧道拐弯儿出发生一定程度的偏心拉伸,使得传送梯带贴合隧道拐弯儿处弧度。
在本实施例中,插板固定插销穿过槽箱插板底部,并与槽箱插板固连,如此便将传送槽箱固定在了传送梯带上的固定位置,当传送槽箱由传送梯带上部运动到下部时,由于插板固定插销的作用,能够与传送梯带固定在一起运动。
在本实施例中,传送梯带与驱动轮紧扣在一起,表面处于紧张状态,传送梯带下部挠度在要求范围内。如果传送梯带过长造成下部传送梯带下坠严重,可以在合适距离处加装托辊齿轮,对传送梯带下部进行承托作用。
在本实施例中,传送槽箱前部设置有槽箱垫圈,所述垫圈用耐磨、高弹性、轻质材料构成,与下一个传送槽箱套接时起缓冲作用,避免噪音的产生以及延长槽箱的使用寿命。
在本实施例中,碴土滑道设置在出碴系统上部、靠近掌子面处,为喇叭形,便于出碴车将碴土倒入碴土滑道。为便于碴土顺便排出滑道倾倒于出碴系统上,所述的碴土滑道可以设置偏心震动转子,使得滑道周期性震动,将碴土震落到出碴系统上。
在本实施例中,出碴系统在洞口端应根据运碴车的高度设置在合适高度处,当传送槽箱运送碴土到洞口时,会贴合洞口端驱动轮的弧度而发生倾倒动作,将碴土顺利倾倒入运碴车。
在本实施例中,出碴系统和碴土滑道可以根据掌子面开挖进度不断向前推进,满足持续作业下的出碴任务。
如图1、图2所示,所述的驱动、支撑系统11由驱动齿轮1、齿轮转轴2、转轴支撑住3、三角支撑底架4构成,三角支撑底架4固定于隧道洞壁5,边缘处焊接转轴支撑柱3,齿轮转轴2一端固定于隧道洞壁5,一端固定于转轴支撑柱3上,并且穿过两个驱动齿轮1;
如图3、图4(a)、图4(b)所示,所述的传送系统12由横撑串接链10 串接传送梯带横撑9构成,传送系统12安装于驱动、支撑系统11上;
如图5所示所述的运输系统13由一系列首尾相接的传送槽箱6组成,所述的传送槽箱6底部设置有槽箱插板7,用于插入到传送梯带横撑9间隔的空隙之中,槽箱插板7底部设置有插板固定插销8,用于将传送槽箱6固定在传送梯带上。
如图6所示为隧道洞口处出碴系统17将碴土自动倾倒入运碴车18中,所述出碴系统17在隧道洞口端的高度要高于运碴车;如图7所示为所述出碴系统 17在隧道掌子面处承接碴土滑道19中的碴土,出碴车20将掌子面附近的碴土铲入碴土滑道19。
具体工作方法如下:
A、根据隧道走向在隧道的一侧洞壁5上固定安装驱动、支撑系统11,并将传送系统12、运输系统13依次安装到驱动、支撑系统11上,安装碴土滑道 19;
B、调试横撑串接链10的松紧程度,保证每个槽箱插板7有足够的活动空间,查看传送梯带下坠程度,在下坠较强的地方加装托辊齿轮,查看插板固定插销8情况,保证每个传送槽箱6都被固定在传送梯带上;
C、启动驱动轮1,所有驱动轮统一匀速转动,带动传送梯带平稳匀速运行,继而带动传送槽箱6平稳匀速运行;
D、掌子面处出碴车20进行出碴工作,将碴土铲到碴土滑道19,碴土滑道 19将碴土输送至出碴系统17上,出碴系统17将碴土运往洞口端,自动倾倒至运碴车18中,当一辆运碴车18装满后暂时关闭驱动轮1,等下一辆运碴车18 驶过来后,继续开启驱动轮1;
E、重复D步骤,直至掌子面附近碴土全部运输完毕,完成出碴工作。以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述,但并非对本公开保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本公开的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种适用于单线隧道的一体式槽箱快速出碴系统,其特征是:包括驱动与支撑机构、传送机构和运输机构,其中:
所述驱动与支撑机构包括多个支撑件,每个支撑件均包括驱动齿轮、齿轮转轴、转轴支撑住和支撑底架,所述支撑底架固定于隧道洞壁,与接转轴支撑柱连接,所述齿轮转轴固定于转轴支撑柱上,所述驱动齿轮套接在所述齿轮转轴上,能够在转轴上转动,所述支撑件上设置传送系统;
所述传送系统包括依次排列、间隔布设传送梯带横撑,所述传送梯带横撑之间通过横撑串接链串联在一起,形成传送梯带,所述传送梯带安装于驱动与支撑系统上;
所述运输系统包括多个首尾相接的传送槽箱,所述传送槽箱底部设置有槽箱插板,能够插入传送梯带横撑间隔的空隙之中,槽箱插板底部设置有插板固定插销,以固定传送槽箱,所述传送槽箱被配置为移动至边缘设置的驱动齿轮时,会由于传送梯带的弧度而发生倾倒动作。
2.如权利要求1所述的一种适用于单线隧道的一体式槽箱快速出碴系统,其特征是:所述底架为三角支撑底架,为T型钢结构,嵌入隧道洞壁之中并固定,起支撑上部结构的作用,根据所需高度固定在隧道洞壁的指定高度处。
3.如权利要求1所述的一种适用于单线隧道的一体式槽箱快速出碴系统,其特征是:所述的驱动轮的轮齿与传送梯带横撑紧密啮合,不发生滑齿。
4.如权利要求1所述的一种适用于单线隧道的一体式槽箱快速出碴系统,其特征是:所述的传送梯带横撑为刚性材质,所述的横撑串接链为柔性材料,传递传送梯带横撑的拉力,并且在隧道拐弯处能够发生偏心拉伸,保证传送梯带贴合隧道拐弯处的弧度。
5.如权利要求1所述的一种适用于单线隧道的一体式槽箱快速出碴系统,其特征是:所述运输系统中相邻的传送槽箱的插口紧密契合,防止漏碴土。
6.如权利要求1所述的一种适用于单线隧道的一体式槽箱快速出碴系统,其特征是:所述的槽箱插板插入传送梯带横撑之间的空隙之中,在空隙中有一定活动空间;
或,所述的插板固定插销穿过槽箱插板底部,并与槽箱插板固连。
7.如权利要求1所述的一种适用于单线隧道的一体式槽箱快速出碴系统,其特征是:所述的传送梯带与驱动轮紧扣在一起,表面处于紧张状态,传送梯带下部挠度在要求范围内。
8.如权利要求1所述的一种适用于单线隧道的一体式槽箱快速出碴系统,其特征是:所述的传送槽箱前部设置有槽箱垫圈。
9.如权利要求1所述的一种适用于单线隧道的一体式槽箱快速出碴系统,其特征是:在洞口端应根据运碴车的高度,所述出碴系统设置在合适高度处,当传送槽箱运送碴土到洞口时,贴合洞口端设置的驱动轮的弧度而发生倾倒动作,将碴土顺利倾倒入运碴车;
或,所述的出碴系统上部、靠近掌子面处的位置处设置有碴土滑道;
或进一步的,所述的碴土滑道上设置有偏心震动转子,使得滑道周期性震动,将碴土震落到出碴系统上。
10.基于权利要求1-9中任一项所述的出碴系统的工作方法,其特征是:包括以下步骤:
A、根据隧道走向在隧道的一侧洞壁上固定安装驱动与支撑系统,并将传送系统和运输系统依次安装到驱动与支撑系统上,安装碴土滑道;
B、调试横撑串接链的松紧程度,保证每个槽箱插板有足够的活动空间,查看传送梯带下坠程度,在下坠程度超过设定值的地方加装托辊齿轮,查看插板固定插销情况,保证每个传送槽箱都被固定在传送梯带上;
C、启动驱动轮,所有驱动轮统一匀速转动,带动传送梯带平稳匀速运行,继而带动传送槽箱平稳匀速运行;
D、掌子面处出碴车进行出碴工作,将碴土铲到碴土滑道,碴土滑道将碴土输送至出碴系统上,出碴系统将碴土运往洞口端,自动倾倒至运碴车中,当一辆运碴车装满后暂时关闭驱动轮,等下一辆运碴车驶过来后,继续开启驱动轮;
E、重复D步骤,直至掌子面附近碴土全部运输完毕,完成出碴工作。
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