CN110030003A - 一种隧洞施工的防塌方开挖装置及其工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及隧道开挖技术领域，且公开了一种隧洞施工的防塌方开挖装置及其工艺，包括掘进机，所述掘进机的侧面连接有支撑架，所述支撑架上安装有导轨，所述导轨的内壁连接有托架，所述导轨的两侧均设有插销，所述托架的底端安装有定位架，所述定位架的内壁连接有滑动块，所述滑动块上安装有位于定位架外侧的定位板。通过掘进机的动力带动托架移至隧道的内部，使得托架可以在隧道内移动不同的位置，使得混凝土直接通过注射孔即可注入托架与隧道之间，增加隧道在开挖时的安全性和稳定性，使得开挖后的隧道在极短的时间内就可投入使用，通过托架的作用，使得隧道一边开挖一边即可增加强度，隧道开挖与隧道加固两不耽误，极大缩短了施工进度。

Description

一种隧洞施工的防塌方开挖装置及其工艺

技术领域

本发明涉及隧道开挖技术领域，具体为一种隧洞施工的防塌方开挖装置及其工艺。

背景技术

随着交通技术的发展，道路的建设也在不断增加，尤其是隧道的开挖，安全性要求越来越高。

隧道在开挖时，受到地区与土质的影响，开挖后容易出现塌方与落石的现象，导致开挖人员的人身安全无法得到保障，现有隧道在开挖时，都是用掘进机开挖，开挖完成后在用顶托再将开挖的隧道加固，这样的施工方法造成施工进度较慢，施工强度较大，且开挖后的隧道也容易出现塌方的现象，导致工作人员的安全无法得到保障，同时在隧道内安装的顶托也随之留在隧道内，导致隧道加固的成本增加。

发明内容

针对上述背景技术的不足，本发明提供了一种隧洞施工的防塌方开挖装置及其工艺，具备加快施工进度，节省成本的优点，解决了背景技术提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种隧洞施工的防塌方开挖装置，包括掘进机，所述掘进机的侧面连接有支撑架，所述支撑架上安装有导轨，所述导轨的内壁连接有托架，所述导轨的两侧均设有插销，所述托架的底端安装有定位架，所述定位架的内壁连接有滑动块，所述滑动块上安装有位于定位架外侧的定位板，所述定位板的外壁与定位架的外壁滑动连接，所述滑动块的底部连接有滑动杆，所述滑动杆的一端贯穿并延伸至定位架的内部，所述滑动杆上安装有位于定位架内部的滑动板，所述滑动板的外壁与定位架的内壁滑动连接，所述托架的顶部开设有注射孔，所述托架与隧道的夹缝中注射有混凝土。

优选的，所述托架的形状为圆弧形，所述托架的直径与掘进机的直径相适应，所述托架与开挖后的隧道相适配。

优选的，所述支撑架的底部连接有支撑杆，所述支撑杆的顶部连接有支撑块，所述支撑块安装在掘进机上。

优选的，所述导轨的内部安装有橡胶条，橡胶条的端部成圆弧状，橡胶垫与的外壁相接触。

优选的，所述混凝土注入后沿托架的顶部向下流淌，所述混凝土成型后的形状为圆弧形。

一种隧洞施工的防塌方开挖装置的工艺，所述工艺步骤如下：

第一步，用吊机将托架拖至导轨的内部，然后拉动托架全部至导轨上，再推动插销插入导轨的内部，将插销固定后锁紧；

第二步，启动掘进机逐渐将山体开挖成隧道，掘进机再前进的同时会带动托架向前启动，移动一段位置后，可以拔下最右侧的插销，将托架拉动一段距离，此时可以用喷射机将混凝土通过注射孔注入，注入完成后，等待混凝土阴干或晾干，由于掘进机开挖的速度相对较慢，当掘进机开挖的进度与托架的长度相适应，当混凝土晾干后再将托架推回初始位置，此时混凝土直接吸附在隧道的内壁上，同时掘进机再带动托架移动到下一个施工点，再次将混凝土注入，与上个施工节点相接，当托架向隧道的内部伸进时，用喷射机将混凝土灌入托架与隧道之间的夹缝中，待混凝土晾干后，掘进机再带动托架向前方移动，越过之前施工完成的阶段，再次用喷射机将混凝土注入托架与隧道之间的夹层中，待混凝土晾干或阴干后，再次移动，由于托架的长度较长，当混凝土注入完成后，可以启动掘进机继续工作，带动托架继续前行，前行过程中混凝土始终残留在托架与隧道的夹层中，当托架随着隧道的开挖移动时，刚开挖的阶段已经被混凝土填充，加固隧道的内壁，使得隧道在开挖过程中，始终有力撑住隧道，增加隧道在开挖时的安全性，降低隧道在开挖时的塌陷系数，同时可以一边隧道开挖，一边增加隧道的强度，无需在开挖后搭建顶托加固隧道，通过托架可以降低隧道在开挖时的工作周期，隧道开挖完成后在进行检修即可使用，极大的增加隧道的施工进度，同时也能降低施工成本，只需利用掘进机的动力即可带动托架向前移动，再注入混凝土增加隧道的强度，同时为了增加托架在使用时的稳定性，在混凝土注入之前可以用锤子砸动定位板带动滑动杆插入地表中，此时托架的稳定性极大的得到提高，目的是为了防止混凝土再注入时，受到掘进机的动力与隧道开挖后的应力，带动托架从原来的位置移动，导致混凝土成型后的厚度不同，导致隧道的承受压力不同；

第三步，当掘进机将隧道开挖完成后，带动托架移出隧道，再移出之前用混凝土将隧道的内部填充完全，这样掘进机与托架移出后，隧道也能保持一定的强度，无需再次施工，待检修后，增强薄弱的支点，隧道开挖完成。

本发明具备以下有益效果：

通过掘进机的动力带动托架移至隧道的内部，使得托架可以在隧道内移动不同的位置，使得混凝土直接通过注射孔即可注入托架与隧道之间，增加隧道在开挖时的安全性和稳定性，使得开挖后的隧道在极短的时间内就可投入使用，通过托架的作用，使得隧道一边开挖一边即可增加强度，隧道开挖与隧道加固两不耽误，极大缩短了施工进度，同时移入隧道内部的托架最终随着掘进机的动力移出隧道内，使得托架可以继续投入使用，缩减了施工成本，也缩减了劳动强度，使得隧道的开挖保持相对较高的温度。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为图1的侧视结构示意图；

图3为图2的放大结构示意图；

图4为托架安装结构示意图；

图5为混凝土注入结构示意图；

图6为托架结构示意图；

图7为定位架的结构示意图。

图中：1、掘进机；2、支撑架；3、导轨；4、托架5、插销6、支撑杆；7、支撑块8、定位架；9、滑动块10、定位板；11、滑动杆；12、滑动板；13、注射孔；14、混凝土。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-7，一种隧洞施工的防塌方开挖装置，掘进机1的侧面连接有支撑架2，支撑架2上安装有导轨3，导轨3的内壁连接有托架4，托架4的形状为圆弧形，托架4的直径与掘进机1的直径相适应，托架4与开挖后的隧道相适配，导轨3的两侧均设有插销5，插销5卡在导轨3的内部，阻挡托架4的移动，使得托架4在移动时，始终位于导轨3上，导轨3内壁设有橡胶垫，防止托架4在拉动过程中产生划痕，支撑架2的底部连接有支撑杆6，支撑杆6的顶部连接有支撑块7，支撑块7安装在掘进机1上，托架4的底端安装有定位架8，定位架8的内壁连接有滑动块9，滑动块9上安装有位于定位架8外侧的定位板10，定位板10的外壁与定位架8的外壁滑动连接，滑动块9的底部连接有滑动杆11，滑动杆11的一端贯穿并延伸至定位架8的内部，滑动杆11上安装有位于定位架8内部的滑动板12，滑动板12的外壁与定位架8的内壁滑动连接，滑动杆11的端部成圆锥状，便于滑动杆11插入地表中对托架4进行固定，托架4的顶部开设有注射孔13，注射孔13呈漏斗状，托架4与隧道的夹缝中注射有混凝土14。

其中，托架4的形状为圆弧形，托架4的直径与掘进机1的直径相适应，托架4与开挖后的隧道相适配，使得混凝土14注入后的形状与托架4相似，便于混凝土14承受隧道带来的压力，增加隧道在开挖与使用中的稳定性。

其中，支撑架2的底部连接有支撑杆6，支撑杆6的顶部连接有支撑块7，支撑块7安装在掘进机1上，增加支撑架2的稳定性，使得托架4始终保持直线的状态移动，便于增加隧道在开挖时的稳定性。

其中，导轨3的内部安装有橡胶条，橡胶条的端部成圆弧状，橡胶垫与托架4的外壁相接触，减少托架4在移动时的磨损，同时减少托架4在滑动时产生的划痕，延长托架4在使用中的寿命与耐久度。

其中，混凝土14注入后沿托架4的顶部向下流淌，混凝土14成型后的形状为圆弧形，用来承受隧道带来的压力，防止隧道出现塌方的现象，同时尽可能节省混凝土14占用隧道的空间。

一种隧洞施工的防塌方开挖装置的工艺，工艺步骤如下：

第一步，用吊机将托架4拖至导轨3的内部，然后拉动托架4全部至导轨3上，再推动插销5插入导轨3的内部，将插销5固定后锁紧；

第二步，启动掘进机1逐渐将山体开挖成隧道，掘进机1再前进的同时会带动托架4向前启动，移动一段位置后，可以拔下最右侧的插销5，将托架4拉动一段距离，此时可以用喷射机将混凝土14通过注射孔13注入，注入完成后，等待混凝土14阴干或晾干，由于掘进机1开挖的速度相对较慢，当掘进机1开挖的进度与托架4的长度相适应，当混凝土14晾干后再将托架4推回初始位置，此时混凝土14直接吸附在隧道的内壁上，同时掘进机1再带动托架4移动到下一个施工点，再次将混凝土14注入，与上个施工节点相接，当托架4向隧道的内部伸进时，用喷射机将混凝土14灌入托架4与隧道之间的夹缝中，待混凝土14晾干后，掘进机1再带动托架4向前方移动，越过之前施工完成的阶段，再次用喷射机将混凝土14注入托架4与隧道之间的夹层中，待混凝土14晾干或阴干后，再次移动，由于托架4的长度较长，当混凝土14注入完成后，可以启动掘进机1继续工作，带动托架4继续前行，前行过程中混凝土14始终残留在托架4与隧道的夹层中，当托架4随着隧道的开挖移动时，刚开挖的阶段已经被混凝土填充，加固隧道的内壁，使得隧道在开挖过程中，始终有力撑住隧道，增加隧道在开挖时的安全性，降低隧道在开挖时的塌陷系数，同时可以一边隧道开挖，一边增加隧道的强度，无需在开挖后搭建顶托加固隧道，通过托架4可以降低隧道在开挖时的工作周期，隧道开挖完成后在进行检修即可使用，极大的增加隧道的施工进度，同时也能降低施工成本，只需利用掘进机1的动力即可带动托架4向前移动，再注入混凝土14增加隧道的强度，同时为了增加托架4在使用时的稳定性，在混凝土14注入之前可以用锤子砸动定位板10带动滑动杆11插入地表中，此时托架4的稳定性极大的得到提高，目的是为了防止混凝土14再注入时，受到掘进机1的动力与隧道开挖后的应力，带动托架4从原来的位置移动，导致混凝土14成型后的厚度不同，导致隧道的承受压力不同；

第三步，当掘进机1将隧道开挖完成后，带动托架4移出隧道，再移出之前用混凝土14将隧道的内部填充完全，这样掘进机1与托架4移出后，隧道也能保持一定的强度，无需再次施工，待检修后，增强薄弱的支点，隧道开挖完成。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种隧洞施工的防塌方开挖装置，包括掘进机(1)，其特征在于：所述掘进机(1)的侧面连接有支撑架(2)，所述支撑架(2)上安装有导轨(3)，所述导轨(3)的内壁连接有托架(4)，所述导轨(3)的两侧均设有插销(5)，所述托架(4)的底端安装有定位架(8)，所述定位架(8)的内壁连接有滑动块(9)，所述滑动块(9)上安装有位于定位架(8)外侧的定位板(10)，所述定位板(10)的外壁与定位架(8)的外壁滑动连接，所述滑动块(9)的底部连接有滑动杆(11)，所述滑动杆(11)的一端贯穿并延伸至定位架(8)的内部，所述滑动杆(11)上安装有位于定位架(8)内部的滑动板(12)，所述滑动板(12)的外壁与定位架(8)的内壁滑动连接，所述托架(4)的顶部开设有注射孔(13)，所述托架(4)与隧道的夹缝中注射有混凝土(14)。

2.根据权利要求1所述的一种隧洞施工的防塌方开挖工艺，其特征在于：所述托架(4)的形状为圆弧形，所述托架(4)的直径与掘进机(1)的直径相适应，所述托架(4)与开挖后的隧道相适配。

3.根据权利要求1所述的一种隧洞施工的防塌方开挖装置，其特征在于：所述支撑架(2)的底部连接有支撑杆(6)，所述支撑杆(6)的顶部连接有支撑块(7)，所述支撑块(7)安装在掘进机(1)上。

4.根据权利要求1所述的一种隧洞施工的防塌方开挖装置，其特征在于：所述导轨(3)的内部安装有橡胶条，橡胶条的端部成圆弧状，橡胶垫与(4)的外壁相接触。

5.根据权利要求1所述的一种隧洞施工的防塌方开挖装置，其特征在于：所述混凝土(14)注入后沿托架(4)的顶部向下流淌，所述混凝土(14)成型后的形状为圆弧形。

6.一种隧洞施工的防塌方开挖装置的工艺，其特征在于：所述工艺步骤如下：

第一步，用吊机将托架(4)拖至导轨(3)的内部，然后拉动托架(4)全部至导轨(3)上，再推动插销(5)插入导轨(3)的内部，将插销(5)固定后锁紧；

第二步，启动掘进机(1)逐渐将山体开挖成隧道，掘进机(1)再前进的同时会带动托架(4)向前启动，移动一段位置后，可以拔下最右侧的插销(5)，将托架(4)拉动一段距离，此时可以用喷射机将混凝土(14)通过注射孔(13)注入，注入完成后，等待混凝土(14)阴干或晾干，由于掘进机(1)开挖的速度相对较慢，当掘进机(1)开挖的进度与托架(4)的长度相适应，当混凝土(14)晾干后再将托架(4)推回初始位置，此时混凝土(14)直接吸附在隧道的内壁上，同时掘进机(1)再带动托架(4)移动到下一个施工点，再次将混凝土(14)注入，与上个施工节点相接，当托架(4)向隧道的内部伸进时，用喷射机将混凝土(14)灌入托架(4)与隧道之间的夹缝中，待混凝土(14)晾干后，掘进机(1)再带动托架(4)向前方移动，越过之前施工完成的阶段，再次用喷射机将混凝土(14)注入托架(4)与隧道之间的夹层中，待混凝土(14)晾干或阴干后，再次移动，由于托架(4)的长度较长，当混凝土(14)注入完成后，可以启动掘进机(1)继续工作，带动托架(4)继续前行，前行过程中混凝土(14)始终残留在托架(4)与隧道的夹层中，当托架(4)随着隧道的开挖移动时，刚开挖的阶段已经被混凝土填充，加固隧道的内壁，使得隧道在开挖过程中，始终有力撑住隧道，增加隧道在开挖时的安全性，降低隧道在开挖时的塌陷系数，同时可以一边隧道开挖，一边增加隧道的强度，无需在开挖后搭建顶托加固隧道，通过托架(4)可以降低隧道在开挖时的工作周期，隧道开挖完成后在进行检修即可使用，极大的增加隧道的施工进度，同时也能降低施工成本，只需利用掘进机(1)的动力即可带动托架(4)向前移动，再注入混凝土(14)增加隧道的强度，同时为了增加托架(4)在使用时的稳定性，在混凝土(14)注入之前可以用锤子砸动定位板(10)带动滑动杆(11)插入地表中，此时托架(4)的稳定性极大的得到提高，目的是为了防止混凝土(14)再注入时，受到掘进机(1)的动力与隧道开挖后的应力，带动托架(4)从原来的位置移动，导致混凝土(14)成型后的厚度不同，导致隧道的承受压力不同；

第三步，当掘进机(1)将隧道开挖完成后，带动托架(4)移出隧道，再移出之前用混凝土(14)将隧道的内部填充完全，这样掘进机(1)与托架(4)移出后，隧道也能保持一定的强度，无需再次施工，待检修后，增强薄弱的支点，隧道开挖完成。