CN112458834B - 一种隧道仰拱垫层铺设用料斗装置及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隧道仰拱垫层铺设用料斗装置及施工方法，该装置包括料斗本体、设置在料斗本体上的闸门机构和设置在料斗本体上的振动机构，料斗本体的底部呈劣弧，料斗本体的底部的弯曲方向和隧道仰拱开挖面的弯曲方向一致，料斗本体的两侧设置有多个出料口，多个出料口沿料斗本体的弧长方向布设，闸门机构控制出料口的打开或者关闭。该方法包括以下步骤：一、豆砾石的盛装；二、隧道仰拱垫层铺设用料斗装置的运输及吊装；三、隧道仰拱垫层的铺设。本发明可以精确且快速铺设隧道仰拱段的垫层，从而利用垫层实现快速过车，另外改善开挖面垫层的施工质量，提高施工效率。

Description

一种隧道仰拱垫层铺设用料斗装置及施工方法

技术领域

本发明属于隧道仰拱垫层铺设技术领域，尤其是涉及一种隧道仰拱垫层铺设用料斗装置及施工方法。

背景技术

传统隧道仰拱施工中，在隧道仰拱的开挖面上铺设钢筋网并浇筑混凝土形成初支，之后在初支上现场浇筑仰拱块。这种初支由于开挖面的不规整，如超挖和欠挖等，其高度方向的精度不好控制；其次，混凝土浇筑时需要人工振捣以确保密实，这种振捣结果不确定，导致初支质量不易控制；最后，混凝土从浇筑到其凝固至可以过车的强度需要的时间较久，无法满足快速过车，降低了施工速度和效率。因此，现如今缺少一种隧道仰拱垫层铺设用料斗装置及施工方法，一方面可以精确且快速铺设隧道仰拱段的垫层，从而利用垫层实现快速过车；另一方面改善开挖面垫层的施工质量，控制施工精度，提高了施工效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种隧道仰拱垫层铺设用料斗装置，其设计合理且施工便捷，一方面可以精确且快速铺设隧道仰拱段的垫层，从而利用垫层实现快速过车；另一方面改善开挖面垫层的施工质量，控制施工精度，提高了施工效率。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种隧道仰拱垫层铺设用料斗装置，其特征在于：包括料斗本体、设置在所述料斗本体上的闸门机构和设置在所述料斗本体上的振动机构，所述料斗本体的底部呈劣弧，所述料斗本体的底部的弯曲方向和隧道仰拱开挖面的弯曲方向一致，所述料斗本体的两侧设置有多个出料口，多个所述出料口沿所述料斗本体的弧长方向布设，所述闸门机构控制所述出料口的打开或者关闭，所述料斗本体的顶部开口，所述振动机构既能带动料斗本体中豆砾石进行振动，又能对隧道仰拱开挖面上的豆砾石进行振动。

上述的一种隧道仰拱垫层铺设用料斗装置，其特征在于：所述料斗本体包括两个对称布设的侧板、对称安装在两个侧板两端的端板和连接在两个侧板底部的底板，所述底板呈劣弧，所述底板的弯曲方向和隧道仰拱开挖面的弯曲方向一致，所述侧板的外侧壁底部设置有出料台，所述出料台与侧板的外侧壁之间设置有供所述闸门机构穿设的间隙。

上述的一种隧道仰拱垫层铺设用料斗装置，其特征在于：所述出料台与侧板的外侧壁之间设置有多个卡块，相邻两个卡块之间形成一个出料口，多个所述出料口呈弧形布设。

上述的一种隧道仰拱垫层铺设用料斗装置，其特征在于：所述料斗本体内设置有第一倾斜板和第二倾斜板，所述第一倾斜板和第二倾斜板沿底板弧长方向布设，所述第一倾斜板和第二倾斜板顶部的连接线呈弧形，所述第一倾斜板和第二倾斜板的两端与端板相贴合。

上述的一种隧道仰拱垫层铺设用料斗装置，其特征在于：所述第一倾斜板和第二倾斜板上设置有多个隔板，多个所述隔板沿第一倾斜板和第二倾斜板弧长方向布设。

上述的一种隧道仰拱垫层铺设用料斗装置，其特征在于：所述第一倾斜板和第二倾斜板之间形成的夹角小于90°，相邻两个隔板之间的间距由所述料斗本体的中心至两端逐渐减少。

上述的一种隧道仰拱垫层铺设用料斗装置，其特征在于：所述闸门机构包括设置在侧板一侧的第一闸门机构和设置在侧板另一侧的第二闸门机构，所述第一闸门机构和第二闸门机构对称布设，所述第一闸门机构和第二闸门机构结构相同，且所述第一闸门机构和第二闸门机构均包括沿侧板外侧面布设的闸板和连接在侧板与闸板之间且带动闸板升降的液压油缸，所述闸板的底部设置有多个开口槽，所述开口槽能靠近或者远离出料口移动。

上述的一种隧道仰拱垫层铺设用料斗装置，其特征在于：所述闸板远离侧板的外侧面设置有上加固板和下加固板，所述闸板的底部呈劣形，所述上加固板和下加固板均为弧形加固板，所述上加固板为多段。

上述的一种隧道仰拱垫层铺设用料斗装置，其特征在于：所述液压油缸的数量为两个，两个所述液压油缸分别为第一液压油缸和第二液压油缸，所述第一液压油缸和第二液压油缸对称布设。

上述的一种隧道仰拱垫层铺设用料斗装置，其特征在于：所述料斗本体上设置有吊装架，所述吊装架包括对称布设的第一吊装架和第二吊装架，所述第一吊装架和第二吊装架均包括两个加固杆，以及连接在两个加固杆之间的连接板，所述连接板的长度小于加固杆的长度。

上述的一种隧道仰拱垫层铺设用料斗装置，其特征在于：所述振动机构包括设置在底板上的振动电机，所述底板上设置有配重块。

同时，本发明还公开了一种方法步骤简单、设计合理且操作方便的隧道仰拱垫层铺设的施工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、豆砾石的盛装：

操作闸门机构控制所述出料口关闭，在料斗本体内盛装的豆砾石，直至料斗本体内装满豆砾石；

步骤二、隧道仰拱垫层铺设用料斗装置的运输及吊装：

步骤201、将装满豆砾石的料斗本体由运输车运送至隧道仰拱开挖面处，并采用起吊装置将料斗本体起吊至隧道仰拱开挖面上方；

步骤202、采用起吊装置将料斗本体下降，直至料斗本体底部的测距传感器检测到的间距满足隧道仰拱垫层要求高度时，则停止下吊；

步骤三、隧道仰拱垫层的铺设：

步骤301、操作液压油缸收缩，液压油缸收缩带动闸板上升，将所述出料口打开，同时，振动电机振动，料斗本体中的豆砾石经所述出料口落入隧道仰拱开挖面；

步骤302、在料斗本体中的豆砾石经所述出料口落入隧道仰拱开挖面的过程中，当隧道仰拱开挖面上的豆砾石接触料斗本体底部，完成当前隧道仰拱段的垫层施工；

步骤303、振动电机振动设定时间后，然后采用起吊装置带动料斗本体沿隧道掘进方向移动，同时，振动电机振动，料斗本体中的豆砾石经所述出料口落入隧道仰拱开挖面，并重复步骤302，完成下一段隧道仰拱段的垫层施工；

步骤304、多次重复步骤303，直至完成隧道仰拱开挖面的整个铺设，则操作液压油缸伸长，液压油缸伸长带动闸板下降，将所述出料口关闭，同时，振动电机停止振动。

上述的一种隧道仰拱垫层铺设的施工方法，其特征在于：步骤一中豆砾石的粒径范围为10mm～31.5mm；

步骤303中振动电机振动设定时间为10s～12s；

步骤303中料斗本体沿隧道掘进方向的移动速度为0.5m/min。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、结构简单、设计合理且操作简便，投入成本较低。

2、所采用的料斗本体的底部呈劣弧，是为了有效地适应隧道仰拱开挖面，便于料斗本体中的豆砾石落入隧道仰拱开挖面而形成隧道仰拱垫层，另外通过料斗本体的底部为基准，确保最后形成的隧道仰拱垫层的弧面平整。

3、所采用料斗本体内盛装豆砾石，通过豆砾石形成隧道仰拱垫层，而避免混凝土浇筑，可以快速铺设隧道仰拱段的垫层，从而利用豆砾石垫层实现快速过车，提高了施工速度和效率。

4、所采用的闸门机构控制所述出料口的打开或者关闭，实现隧道仰拱垫层铺设的施工要求，操作便捷，提高了自动化率。

5、所采用的振动机构，是为了通过对料斗本体的振动，实现料斗本体中豆砾石的振动，避免豆砾石下落过程中卡塞在出料口而造成隧道仰拱垫层铺设中断；另外通过振动，提高了豆砾石通过出料口的均匀性，提高了隧道仰拱垫层铺设的均匀性，从而提高了隧道仰拱垫层铺设的铺设效果；其次，又能对隧道仰拱开挖面上的豆砾石进行振动，提高了铺设质量。

6、所采用的隧道仰拱垫层铺设的施工方法步骤简单、实现方便且操作简便，确保隧道仰拱垫层铺设快速准确。

7、所采用的隧道仰拱垫层铺设的施工方法操作简便且使用效果好，首先是豆砾石的盛装，其次进行隧道仰拱垫层铺设用料斗装置的运输及吊装，最后隧道仰拱垫层的铺设，完成隧道仰拱开挖面的整个铺设，则操作液压油缸伸长，液压油缸收缩带动闸板下降，将所述出料口关闭，同时，振动电机停止振动。

综上所述，本发明设计合理且施工便捷，一方面可以精确且快速铺设隧道仰拱段的垫层，从而利用垫层实现快速过车；另一方面改善开挖面垫层的施工质量，控制施工精度，提高了施工效率。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明隧道仰拱垫层铺设用料斗装置的结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为图1中A-A处的剖视图。

图4为本发明隧道仰拱垫层铺设的施工方法的流程框图。

附图标记说明:

1—料斗本体； 1-1—侧板； 1-2—端板；

1-3—出料台； 1-3-1—卡块； 1-3-2—出料口；

1-3-20—盖板； 1-3-21—竖向板； 1-4—第一倾斜板；

1-5—第二倾斜板； 1-6—隔板； 1-7—底板；

1-9—配重块； 2-1—第一液压油缸； 2-2—第二液压油缸；

3-1—第一闸门机构； 3-1-1—闸板；

3-1-2—上加固板； 3-1-3—下加固板； 3-1-4—开口槽；

3-2—第二闸门机构； 4-1—第一加固杆； 4-2—第二加固杆；

4-3—第一连接板； 4-4—加劲板； 5-1—第三加固杆；

5-2—第四加固杆； 5-3—第二连接板； 6—上交接座；

7—下铰接座； 8—振动电机； 9-1—第一加固板；

9-2—第二加固板。

具体实施方式

一种隧道仰拱垫层铺设用料斗装置通过实施例一至实施例五进行描述。

实施例一

如图1至图3所示的一种隧道仰拱垫层铺设用料斗装置，包括料斗本体1、设置在所述料斗本体1上的闸门机构和设置在所述料斗本体1上的振动机构，所述料斗本体1的底部呈劣弧，所述料斗本体1的底部的弯曲方向和隧道仰拱开挖面的弯曲方向一致，所述料斗本体1的两侧设置有多个出料口1-3-2，多个所述出料口1-3-2沿所述料斗本体1的弧长方向布设，所述闸门机构控制所述出料口1-3-2的打开或者关闭，所述料斗本体1的顶部开口。所述振动机构既能带动料斗本体1中豆砾石进行振动，又能对隧道仰拱开挖面上的豆砾石进行振动。

本实施例中，通过该料斗装置可以精确且快速铺设隧道仰拱段的垫层，从而利用垫层实现快速过车，是因为第一，料斗本体内盛装豆砾石，豆砾石通过出料口进入隧道仰拱垫层，避免混凝土浇筑，从而可以快速铺设隧道仰拱段的垫层，从而利用豆砾石垫层实现快速过车；第二，料斗本体的底部呈劣弧，有效地适应隧道仰拱开挖面，且通过料斗本体的底部为基准，从而精准精确控制隧道仰拱开挖面的垫层高度。

通过该料斗装置可以改善开挖面垫层的施工质量，控制施工精度，是因为第一通过振动机构带动料斗本体1中豆砾石进行振动，提高了豆砾石通过出料口的均匀性，提高了隧道仰拱垫层铺设的均匀性，从而提高了隧道仰拱垫层铺设的施工质量；第二，所述振动机构又能对隧道仰拱开挖面上的豆砾石进行振动，以使对隧道仰拱开挖面的垫层的表面有效地与料斗本体的底部相适应，进一步实现了施工精度的控制；

通过该料斗装置可以提高了施工效率，是考虑，第一避免混凝土浇筑，第二，可以避免人为进行隧道仰拱开挖面的垫层的表面的平整。

本实施例中，设置多个出料口1-3-2，是为了有效地适应料斗本体1的弧长方向，从而有效地适应隧道仰拱开挖面的宽度方向，一方面可以提高铺设垫层的效率，另一方面提高了垫层铺设的面积，提高了施工效率；其次，通过设置出料口1-3-2，还能避免料斗本体1中的豆砾石的堆积，从而提高了铺设的匀称性，提高了铺设的施工质量。

进一步优选，所述振动机构包括设置在料斗本体1的底板1-7上的振动电机8，所述底板1-7上设置有配重块1-9。

进一步优选，振动电机8的数量为两个，两个靠近底板1-7的两端布设。

本实施例中，振动电机8采用0.75kW/380V的振动电机，振动频率为50Hz。

本实施例中，振动电机8位于底板1-7上，通过对底板1-7的振动，带动料斗本体1中豆砾石进行振动，底板1-7贴合隧道开挖面的垫层，通过对底板1-7的振动又能对隧道仰拱开挖面上的豆砾石进行振动。

本实施例中，设置配重块1-9，是为了提高豆砾石出料过程中该料斗装置的稳定性，避免该料斗装置摇晃。

实施例二

本施例中，所述料斗本体1包括两个对称布设的侧板1-1、对称安装在两个侧板1-1两端的端板1-2和连接在两个侧板1-1底部的底板1-7，所述底板1-7呈劣弧，所述底板1-7的弯曲方向和隧道仰拱开挖面的弯曲方向一致，所述侧板1-1的外侧壁底部设置有出料台1-3，所述出料台1-3与侧板1-1的外侧壁之间设置有供所述闸门机构穿设的间隙。

进一步优选，所述出料台1-3与侧板1-1的外侧壁之间设置有多个卡块1-3-1，相邻两个卡块1-3-1之间形成一个出料口1-3-2，多个所述出料口1-3-2呈弧形布设。

本实施例中，侧板1-1的底部高于底板1-7，且侧板1-1的底部高于第一倾斜板1-4和第二倾斜板1-5的底部，所述第一倾斜板1-4和第二倾斜板1-5的底部抵接在底板1-7上。

本实施例中，侧板1-1的底部高于底板1-7，从而使侧板1-1的底部与第一倾斜板1-4的底部或者第二倾斜板1-5的底部之间的间隙为出料口。

本实施例中，底板1-7呈劣弧，所述底板1-7的弯曲方向和隧道仰拱开挖面的弯曲方向一致，从而有效地适应隧道仰拱开挖面，以满足垫层布设时的基准和限位。

本实施例中，侧板1-1的外侧壁底部设置有出料台1-3，出料台1-3与侧板1-1的外侧壁之间设置有供所述闸门机构穿设的间隙，是为了当所述闸门机构打开时，以使出料口1-3-2和该间隙连通，从而形成出料通道。

本实施例中，出料台1-3与侧板1-1的外侧壁之间设置多个卡块1-3-1，第一是为了连接出料台1-3与侧板1-1，实现出料台1-3的固定；第二是为了相邻两个卡块1-3-1之间形成一个出料口1-3-2；第三是为了与闸门机构上的开口槽3-1-4相配，便于开口槽3-1-4插入或者远离卡块1-3-1，实现出料口1-3-2的关闭和打开。

本实施例中，所述出料台1-3包括盖板1-3-20和与盖板1-3-20呈垂直布设的竖向板1-3-21，所述盖板1-3-20沿侧板1-1外侧壁布设，所述出料口1-3-2和盖板1-3-20与侧板1-1外侧壁之间围设的空隙连通。

本实施例中，设置盖板1-3-20，是为了增大竖向板1-3-21和侧板1-1外侧壁之间的间隙，从而增大出料通道的面积，避免豆砾石堵塞。

实施例三

本实施例中，所述料斗本体1内设置有第一倾斜板1-4和第二倾斜板1-5，所述第一倾斜板1-4和第二倾斜板1-5沿底板1-7弧长方向布设，所述第一倾斜板1-4和第二倾斜板1-5顶部的连接线呈弧形，所述第一倾斜板1-4和第二倾斜板1-5的两端与端板1-2相贴合。

进一步优选，所述第一倾斜板1-4和第二倾斜板1-5上设置有多个隔板1-6，多个所述隔板1-6沿第一倾斜板1-4和第二倾斜板1-5弧长方向布设。

进一步优选，所述第一倾斜板1-4和第二倾斜板1-5之间形成的夹角小于90°。

进一步优选，相邻两个隔板1-6之间的间距由所述料斗本体1的中心至两端逐渐减少。

本实施例中，设置第一倾斜板1-4，是为了第一倾斜板1-4和一个侧板1-1的内侧壁形成第一容纳腔，从而使豆砾石装设在第一容纳腔；设置第二倾斜板1-5，是为了第一倾斜板1-4和一个侧板1-1的内侧壁形成第二容纳腔，从而使豆砾石装设在第二容纳腔；另外设置第一倾斜板1-4和第一倾斜板1-4，是为了使容纳腔中的豆砾石在自重作用下能靠近出料口1-3-2移动。

本实施例中，第一倾斜板1-4和第二倾斜板1-5上设置有多个隔板1-6，是为了能对容纳腔中的豆砾石进行分散，以使各个容纳腔中豆砾石能分别通过容纳腔底部的出料口，避免豆砾石出料堵塞。

本实施例中，相邻两个隔板1-6之间的间距由所述料斗本体1的中心至两端逐渐减少，是为了有效地适应底板1-7呈劣弧，提高了豆砾石布设的均匀性。

本实施例中，设置第一倾斜板1-4和第二倾斜板1-5之间形成的夹角小于90°，是考虑安息角为松散物料堆放时与水平面的夹角，当堆料静止并达到安息角后，继续加料物料将从料堆顶端延两侧滑落。本设备中使用的砾石静态安息角为30度，动态安息角为30～45度，将人字板的三角形截面看作物料堆积的截面，只要保证人字板的一边与水平面的夹角大于豆砾石的最大安息角45度，即可保证豆砾石可以连续顺利落下。而一般认为小于40度时可以满足生产过程中的流动性需求。

实施例四

本实施例中，所述闸门机构包括设置在侧板1-1一侧的第一闸门机构3-1和设置在侧板1-1另一侧的第二闸门机构3-2，所述第一闸门机构3-1和第二闸门机构3-2对称布设，所述第一闸门机构3-1和第二闸门机构3-2结构相同，且所述第一闸门机构3-1和第二闸门机构3-2均包括沿侧板1-1外侧面布设的闸板3-1-1和连接在侧板1-1与闸板3-1-1之间且带动闸板3-1-1升降的液压油缸，所述闸板3-1-1的底部设置有多个开口槽3-1-4，所述开口槽3-1-4能靠近或者远离出料口1-3-2移动。

进一步优选，所述闸板3-1-1远离侧板1-1的外侧面设置有上加固板3-1-2和下加固板3-1-3，所述闸板3-1-1的底部呈劣形，所述上加固板3-1-2和下加固板3-1-3均为弧形加固板，所述上加固板3-1-2为多段。

本实施例中，所述开口槽3-1-4能插入卡块1-3-1中。

本实施例中，设置闸板3-1-1和开口槽3-1-4，是为了配合卡块1-3-1，从而在第一闸门机构3-1和第二闸门机构3-2关闭时，闸板3-1-1伸入出料台1-3与侧板1-1的外侧壁之间的间隙，且开口槽3-1-4插入卡块1-3-1，实现出料口的关闭。反之第一闸门机构3-1和第二闸门机构3-2打开时，开口槽3-1-4远离卡块1-3-1，实现出料口的打开。

本实施例中，设置液压油缸，是为了通过液压油缸带动闸板3-1-1上下移动，结构简单，且涉及合理。

进一步优选，所述液压油缸的数量为两个，两个所述液压油缸分别为第一液压油缸2-1和第二液压油缸2-2，所述第一液压油缸2-1和第二液压油缸2-2对称布设。

本实施例中，设置第一液压油缸2-1和第二液压油缸2-2，是为了第一液压油缸2-1和第二液压油缸2-2对称布设，有效地使用闸板3-1-1的长度方向，确保闸板3-1-1的两端同步动作，提高了动作的稳定性。

本实施例中，实际安装时，侧板1-1上设置有分别供第一液压油缸2-1和第二液压油缸2-2的固定端安装的上交接座6，相邻两个上加固板之间设置有供第一液压油缸2-1和第二液压油缸2-2的伸缩端安装的下铰接座7。

实施例五

本实施例中，所述料斗本体1上设置有吊装架，所述吊装架包括对称布设的第一吊装架和第二吊装架，所述第一吊装架和第二吊装架均包括两个加固杆，以及连接在两个加固杆之间的连接板，所述连接板的长度小于加固杆的长度。

进一步优选，所述第一吊装架包括设置在两个隔板1-6之间的第一加固杆4-1和第二加固杆4-2，以及连接在第一加固杆4-1与第二加固杆4-2之间的第一连接板4-3，所述第一连接板4-3的弧长小于第一加固杆4-1和第二加固杆4-2的弧长；

所述第二吊装架包括设置在两个隔板1-6之间的第三加固杆5-1和第四加固杆5-2，以及连接在第三加固杆5-1和第四加固杆5-2之间的第二连接板5-3，所述第二连接板5-3的弧长小于第三加固杆5-1和第四加固杆5-2的弧长。

进一步优选，所述第一吊装架和所述第二吊装架两侧对称设置有第一加固板9-1和与第一加固板9-1贴合的第二加固板9-2，所述第一加固杆4-1、第二加固杆4-2、第三加固杆5-1和第四加固杆5-2的两端贴合第一加固板9-1。

进一步优选，侧板1-1上设置有供第一加固杆4-1、第二加固杆4-2、第三加固杆5-1和第四加固杆5-2安装的加劲板4-4。

本实施例中，设置连接板的长度小于加固杆的长度，以便于两个的端部形成吊口，从而便于能吊装该料斗装置，方便起吊，从而方便施工。

本实施例中，第一连接板4-3的长度小于第一加固杆4-1和第二加固杆4-2的长度，以使第一连接板4-3的两端与第一加固杆4-1和第二加固杆4-2形成两个起吊口；所述第二连接板5-3的长度小于第三加固杆5-1和第四加固杆5-2的长度，以使第二连接板5-3的两端与第三加固杆5-1和第四加固杆5-2形成另两个起吊口，便于吊装装置的钩挂。

一种隧道仰拱垫层铺设的施工方法通过实施例六和实施例七进行描述。

实施例六

如图4所示的一种隧道仰拱垫层铺设的施工方法，包括以下步骤：

步骤一、豆砾石的盛装：

操作闸门机构控制所述出料口1-3-2关闭，在料斗本体1内盛装豆砾石，直至料斗本体1内装满豆砾石；

步骤二、隧道仰拱垫层铺设用料斗装置的运输及吊装：

步骤201、将装满豆砾石的料斗本体1由运输车运送至隧道仰拱开挖面处，并采用起吊装置将料斗本体1起吊至隧道仰拱开挖面上方；

步骤202、采用起吊装置将料斗本体1下降，直至料斗本体1底部的测距传感器检测到的间距满足隧道仰拱垫层要求高度时，则停止下吊；

步骤三、隧道仰拱垫层的铺设：

步骤301、操作液压油缸收缩，液压油缸收缩带动闸板3-1-1上升，将所述出料口1-3-2打开，同时，振动电机8振动，料斗本体1中的豆砾石经所述出料口1-3-2落入隧道仰拱开挖面；

步骤302、在料斗本体1中的豆砾石经所述出料口1-3-2落入隧道仰拱开挖面的过程中，当隧道仰拱开挖面上的豆砾石接触料斗本体1底部，完成当前隧道仰拱段的垫层施工；

步骤303、振动电机8振动设定时间后，采用起吊装置带动料斗本体1沿隧道掘进方向移动，同时，振动电机8振动，料斗本体1中的豆砾石经所述出料口1-3-2落入隧道仰拱开挖面，并重复步骤302，完成下一段隧道仰拱段的垫层施工；

步骤304、多次重复步骤303，直至完成隧道仰拱开挖面的整个铺设，则操作液压油缸伸长，液压油缸伸长带动闸板3-1-1下降，将所述出料口1-3-2关闭，同时，振动电机8停止振动。

实施例七

本实施例中，进一步优选，料斗本体1上安装有接近开关，当料斗本体1上的接近开关均输出低电平信号时，则料斗本体1内装满豆砾石。

进一步优选，料斗本体1底部设置测距传感器，用于检测料斗本体1底部和隧道仰拱开挖面之间的间距。实际使用时，测距传感器的数量可以为多个。

进一步优选，测距传感器可参考激光测距传感器、超声波测距传感器等其他能实现测距的传感器。

进一步优选，料斗本体1底部也设置接近开关，当料斗本体1底部的接近开关输出低电平，说明隧道仰拱开挖面上的豆砾石接触料斗本体1底部，当隧道仰拱开挖面上的豆砾石接触料斗本体1底部，完成当前隧道仰拱段的垫层施工，提高了隧道仰拱段的铺设准确定。

进一步优选，接近开关可参考电感式接近开关等其他能实现同样功能的接近开关。

进一步优选，步骤一中豆砾石的粒径范围为10mm～31.5mm；

步骤303中振动电机8振动设定时间为10s～12s；

步骤303中料斗本体1沿隧道掘进方向的移动速度为0.5m/min。

综上所述，本发明设计合理且施工便捷，一方面可以精确且快速铺设隧道仰拱段的垫层，从而利用垫层实现快速过车；另一方面改善开挖面垫层的施工质量，控制施工精度，提高了施工效率。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (11)

1.一种隧道仰拱垫层铺设用料斗装置，其特征在于：包括料斗本体(1)、设置在所述料斗本体(1)上的闸门机构和设置在所述料斗本体(1)上的振动机构，所述料斗本体(1)的底部呈劣弧，所述料斗本体(1)的底部的弯曲方向和隧道仰拱开挖面的弯曲方向一致，所述料斗本体(1)的两侧设置有多个出料口(1-3-2)，多个所述出料口(1-3-2)沿所述料斗本体(1)的弧长方向布设，所述闸门机构控制所述出料口(1-3-2)的打开或者关闭，所述料斗本体(1)的顶部开口，所述振动机构既能带动料斗本体(1)中豆砾石进行振动，又能对隧道仰拱开挖面上的豆砾石进行振动；

所述料斗本体(1)包括两个对称布设的侧板(1-1)、对称安装在两个侧板(1-1)两端的端板(1-2)和连接在两个侧板(1-1)底部的底板(1-7)，所述底板(1-7)呈劣弧，所述底板(1-7)的弯曲方向和隧道仰拱开挖面的弯曲方向一致，所述侧板(1-1)的外侧壁底部设置有出料台(1-3)，所述出料台(1-3)与侧板(1-1)的外侧壁之间设置有供所述闸门机构穿设的间隙；

所述料斗本体(1)内设置有第一倾斜板(1-4)和第二倾斜板(1-5)，所述第一倾斜板(1-4)和第二倾斜板(1-5)沿底板(1-7)弧长方向布设，所述第一倾斜板(1-4)和第二倾斜板(1-5)顶部的连接线呈弧形，所述第一倾斜板(1-4)和第二倾斜板(1-5)的两端与端板(1-2)相贴合。

2.按照权利要求1所述的一种隧道仰拱垫层铺设用料斗装置，其特征在于：所述出料台(1-3)与侧板(1-1)的外侧壁之间设置有多个卡块(1-3-1)，相邻两个卡块(1-3-1)之间形成一个出料口(1-3-2)，多个所述出料口(1-3-2)呈弧形布设。

3.按照权利要求1所述的一种隧道仰拱垫层铺设用料斗装置，其特征在于：所述第一倾斜板(1-4)和第二倾斜板(1-5)上设置有多个隔板(1-6)，多个所述隔板(1-6)沿第一倾斜板(1-4)和第二倾斜板(1-5)弧长方向布设。

4.按照权利要求3所述的一种隧道仰拱垫层铺设用料斗装置，其特征在于：所述第一倾斜板(1-4)和第二倾斜板(1-5)之间形成的夹角小于90°，相邻两个隔板(1-6)之间的间距由所述料斗本体(1)的中心至两端逐渐减少。

5.按照权利要求1所述的一种隧道仰拱垫层铺设用料斗装置，其特征在于：所述闸门机构包括设置在侧板(1-1)一侧的第一闸门机构(3-1)和设置在侧板(1-1)另一侧的第二闸门机构(3-2)，所述第一闸门机构(3-1)和第二闸门机构(3-2)对称布设，所述第一闸门机构(3-1)和第二闸门机构(3-2)结构相同，且所述第一闸门机构(3-1)和第二闸门机构(3-2)均包括沿侧板(1-1)外侧面布设的闸板(3-1-1)和连接在侧板(1-1)与闸板(3-1-1)之间且带动闸板(3-1-1)升降的液压油缸，所述闸板(3-1-1)的底部设置有多个开口槽(3-1-4)，所述开口槽(3-1-4)能靠近或者远离出料口(1-3-2)移动。

6.按照权利要求5所述的一种隧道仰拱垫层铺设用料斗装置，其特征在于：所述闸板(3-1-1)远离侧板(1-1)的外侧面设置有上加固板(3-1-2)和下加固板(3-1-3)，所述闸板(3-1-1)的底部呈劣形，所述上加固板(3-1-2)和下加固板(3-1-3)均为弧形加固板，所述上加固板(3-1-2)为多段。

7.按照权利要求5所述的一种隧道仰拱垫层铺设用料斗装置，其特征在于：所述液压油缸的数量为两个，两个所述液压油缸分别为第一液压油缸(2-1)和第二液压油缸(2-2)，所述第一液压油缸(2-1)和第二液压油缸(2-2)对称布设。

8.按照权利要求1所述的一种隧道仰拱垫层铺设用料斗装置，其特征在于：所述料斗本体(1)上设置有吊装架，所述吊装架包括对称布设的第一吊装架和第二吊装架，所述第一吊装架和第二吊装架均包括两个加固杆，以及连接在两个加固杆之间的连接板，所述连接板的长度小于加固杆的长度。

9.按照权利要求1所述的一种隧道仰拱垫层铺设用料斗装置，其特征在于：所述振动机构包括设置在底板(1-7)上的振动电机(8)，所述底板(1-7)上设置有配重块(1-9)。

10.一种利用如权利要求1所述的装置对隧道仰拱垫层进行铺设的施工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、豆砾石的盛装：

操作闸门机构控制所述出料口(1-3-2)关闭，在料斗本体(1)内盛装的豆砾石，直至料斗本体(1)内装满豆砾石；

步骤二、隧道仰拱垫层铺设用料斗装置的运输及吊装：

步骤201、采用起吊装置将料斗本体(1)起吊至隧道仰拱开挖面上方；

步骤202、采用起吊装置将料斗本体(1)下降，直至料斗本体(1)底部的测距传感器检测到的间距满足隧道仰拱垫层要求高度时，则停止下吊；

步骤三、隧道仰拱垫层的铺设：

步骤301、操作液压油缸收缩，液压油缸收缩带动闸板(3-1-1)上升，将所述出料口(1-3-2)打开，同时，振动电机(8)振动；

步骤302、在料斗本体(1)中的豆砾石经所述出料口(1-3-2)落入隧道仰拱开挖面的过程中，当隧道仰拱开挖面上的豆砾石接触料斗本体(1)底部，完成当前隧道仰拱段的垫层施工；

步骤303、振动电机(8)振动设定时间后，然后采用起吊装置带动料斗本体(1)沿隧道掘进方向移动，同时，振动电机(8)振动，料斗本体(1)中的豆砾石经所述出料口(1-3-2)落入隧道仰拱开挖面，并重复步骤302，完成下一段隧道仰拱段的垫层施工；

步骤304、多次重复步骤303，直至完成隧道仰拱开挖面的整个铺设，则操作液压油缸伸长，液压油缸伸长带动闸板(3-1-1)下降，将所述出料口(1-3-2)关闭，同时，振动电机(8)停止振动。

11.按照权利要求10所述的施工方法，其特征在于：步骤一中豆砾石的粒径范围为10mm～31.5mm；

步骤303中振动电机(8)振动设定时间为10s～12s；

步骤303中料斗本体(1)沿隧道掘进方向的移动速度为0.5m/min。

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