CN113074006B - 一种高速公路隧道工程用防塌方装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及隧道工程设备技术领域，且公开了一种高速公路隧道工程用防塌方装置，包括腹板和支撑杆，腹板的上端对称固定连接有两个翼板，两个翼板的上端边缘处均开设有灌浆豁口，腹板的下端中心处固定连接有支撑板，支撑板的下端固定连接有两个横杆，腹板的下端设有两个第一钢模，两个第一钢模相对的一侧均固定连接有两个横管，两个横管分别与两个横杆的杆壁滑动套接，支撑板相对两侧均固定连接有第一液压缸。该高速公路隧道工程用防塌方装置，可以方便在隧道内移动，随着隧道的开挖速度连续拆卸安装支护，提高了隧道施工的速度，并且浇筑成型的混凝土具有拱肋结构，大大提高了隧道防塌方结构强度。

Description

一种高速公路隧道工程用防塌方装置

技术领域

本发明涉及隧道工程设备技术领域，具体为一种高速公路隧道工程用防塌方装置。

背景技术

高速公路隧道是专供汽车运输行驶的通道，随着社会经济和生产的发展,高速公路大量出现，对道路的修建技术提出了较高的标准,要求线路顺直、坡度平缓、路面宽敞等。因此在道路穿越山区时,过去盘山绕行的方案多改为隧道方案。隧道的修建在改善公路技术状态、缩短运行距离、提高运输能力、减少事故等方面起到重要的作用。在隧道施工时，需要对开凿出的隧道壁进行加固处理，加固时需要使用隧道台车进行临时支护以及后续的混凝土浇筑施工，在掘进一定距离后停止开挖，利用台车上的圆弧形结构与隧道壁配合浇筑混凝土，待混凝土硬化后降低台车高度然后整体前移隧道台车，对新开挖的隧道壁进行支护，支护后挖掘设备继续前移开挖，此方式可有效应对隧道开挖时可随时出现的隧道坍塌事故。

目前，现有的隧道台车虽然可以在隧道内起到防塌方的作用，但是其结构比较固定，且体积庞大，只能在浇筑的混凝土硬化后才能前移进行支护新开挖的隧道壁，显然这种间断掘进的方法，影响了隧道施工的速度，并且隧道台车的钢模表面平滑，浇筑成型后混凝土无拱肋，导致隧道内的现浇混凝土结构强度较小。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高速公路隧道工程用防塌方装置，具备支护结构灵活，在隧道内移动方便，可以随隧道的开挖速度连续拆卸安装，并且浇筑成型的混凝土具有拱肋结构，大大提高了隧道防塌方结构的强度等优点，解决了传统设备结构比较固定，且体积庞大，只能在浇筑的混凝土硬化后才能前移进行支护新开挖的隧道壁，显然这种间断掘进的方法，影响了隧道施工的速度，并且隧道台车的钢模表面平滑，浇筑成型后混凝土无拱肋，导致隧道壁内的现浇混凝土结构强度较小的问题。

（二）技术方案

为实现上述的目的，本发明提供如下技术方案：一种高速公路隧道工程用防塌方装置，包括腹板和支撑杆，所述腹板的上端对称固定连接有两个翼板，两个所述翼板的上端边缘处均开设有灌浆豁口，所述腹板的下端中心处固定连接有支撑板，所述支撑板的下端固定连接有两个横杆，所述腹板的下端设有两个第一钢模，两个所述第一钢模相对的一侧均固定连接有两个横管，两个所述横管分别与两个横杆的杆壁滑动套接，所述支撑板相对两侧均固定连接有第一液压缸，两个所述第一液压缸相背的一端分别与两个第一钢模的侧壁固定连接，所述第一钢模的一侧开设有缺口，且缺口与腹板相配合，所述第一钢模内固定连接有第二钢模，所述第二钢模的侧壁滑动套接有第三钢模，所述第三钢模的侧壁通过连接机构与第一钢模的侧壁连接，所述腹板的下端固定连接有多个连接块，多个所述连接块的侧壁均连接有定位机构。

优选的，所述连接机构包括固定块，所述固定块的一端与第一钢模的侧壁固定连接，所述固定块的下端固定连接有第二液压缸，所述第二液压缸的下端固定连接有支撑块，所述支撑块的一端与第三钢模的一侧固定连接，所述第一钢模相对的两侧均固定连接有安装块，两个所述安装块的下端均固定连接有定位杆，所述定位杆的杆壁上滑动套接有定位套，所述定位套的一侧与第三钢模的一侧固定连接。

优选的，所述定位套的一侧开设有定位孔，所述定位孔与定位套的内侧连通，所述定位孔内套接有定位销，所述定位杆的杆壁上开设有多个均匀分布的定位豁口，所述定位销与其中一个所述定位豁口卡接。

优选的，所述腹板的下侧设有定位板，所述定位板的下端开设有通槽，所述通槽内滑动连接有两个矩形板，所述定位板的上端开设有条形通孔，且条形通孔内滑动连接有两个螺栓，两个所述螺栓的下端均穿过条形通孔并分别与两个矩形板的侧壁固定连接，所述螺栓的侧壁套接有环形块，所述环形块的一侧固定连接有压板，所述压板的一侧固定连接有卡块，所述矩形板的上端开设有与卡块相配合的卡槽，所述螺栓的侧壁螺纹连接有螺母，所述矩形板的一端与第三钢模的侧壁固定连接。

优选的，所述定位机构包括两个定位弯杆，两个所述定位弯杆的一端均开设有安装槽，两个所述安装槽内均通过转轴转动连接有内螺纹管，所述连接块的一侧设有双向丝杆，所述双向丝杆的杆壁分别与两个安装槽内的内螺纹管螺纹连接，所述双向丝杆的杆壁中心处固定连接有手轮，所述定位弯杆的杆壁通过销钉转动连接有U型块，所述U型块的一侧与连接块的一侧固定连接，所述定位弯杆远离安装槽的一端开设有装配槽，所述装配槽内销轴转动连接有定位块。

优选的，两个所述翼板相背的一侧均固定连接有多个均匀分布的卡环，所述支撑杆的两端均固定连接有定位楔块，所述卡环的内侧与定位楔块的结构相配合。

（三）有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种高速公路隧道工程用防塌方装置，具备以下有益效果：

1、本发明在使用的时候，将由腹板、翼板、第一钢模、第二钢模、第三钢模、连接机构和固定机构组成的防塌方装置安装在隧道内，然后使用支撑杆和定位楔块与卡环配合连接相邻的两个防塌方装置，并在支撑杆上安装钢模板，进而能够完成对新开挖隧道壁的支护，从灌浆豁口以及钢模板上的灌江口内灌注混凝土，在混凝土硬化后腹板、翼板、第一钢模、第二钢模和第三钢模组成的防塌方装置可对混凝土进行定型，成型后的混凝土呈拱肋状，进而能够提高隧道壁的支护强度，并且建成后的拱肋结构也方便后续安装隧道内的照明设备和通风设备，而且由腹板、翼板、第一钢模、第二钢模、第三钢模、连接机构和固定机构组成分防塌方装置，也可以单独使用安装在已完成建设的隧道内，与隧道内壁的混凝土结构配合形成一个拱肋钢模，便于制作拱肋加固隧道内壁，进而提高了防塌方装置的多用性，在混凝土硬化后，启动第一液压缸带动第一钢模使第二钢模和第三钢模移动，进而使第一钢模第二钢模和第三钢模与硬化后的混凝土分离，然后启动连接装置使第三钢模在第二钢模上滑动，降低防塌方装置的整体高度，使翼板和腹板与混凝土拱肋的拱顶处分离，进而便于施工人员拆卸。

2、本发明设置有的连接机构，在使用时，启动第二液压缸推动支撑块使第三钢模移动，第三钢模下移后与第二钢配合增加防塌方装置的支护高度，此时设置第一钢模上的定位杆和第三钢模上的定位套配合起到导向的作用，然后将定位销插入到定位套上的定位孔内，定位销与定位杆上的定位豁口配合，使得定位杆无法在定位套内滑动，进而能够对第一钢模、腹板和翼板进行支撑，减轻第二液压缸的工作压力，然后使用扳手拧紧螺母.螺母与螺栓配合时可以压紧环形块，环形块受力带动压板使卡块移动，卡块移动时与矩形板上的卡槽卡接，进而能够对矩形板进行定位，使定位板与矩形板配合对第三钢模进行支撑，在拆卸防塌方装置时，需要先拧松螺母使环形块可以在螺栓上滑动，进而使压板带动卡块与卡槽分离，解除定位板与矩形板之间的定位关系。

3、本发明设置有的定位机构，在使用时，用手转动手轮使双向丝杆旋转，双向丝杆旋转时带动两个内螺纹管相对移动，内螺纹管移动时带动转轴使定位弯杆的一端受力，定位弯杆受力时围绕U型块上的销钉摆动，定位弯杆摆动时带动定位块挤压翼板，进而能够对翼板进行定位，防止浇筑混凝土时翼板被挤压变形，提高了防塌方装置的结构强度。

附图说明

图1为本发明提出的一种高速公路隧道工程用防塌方装置的结构示意图；

图2为本发明提出的一种高速公路隧道工程用防塌方装置展开时的结构示意图；

图3为本发明提出的一种高速公路隧道工程用防塌方装置图1中翼板、腹板和第一钢模展开时的结构示意图；

图4为本发明提出的一种高速公路隧道工程用防塌方装置图1中翼板、腹板和第一钢模收缩时的结构示意图；

图5为本发明提出的一种高速公路隧道工程用防塌方装置图1中定位机构的结构示意图；

图6为本发明提出的一种高速公路隧道工程用防塌方装置图1中矩形板和定位板的结构示意图；

图7为本发明提出的一种高速公路隧道工程用防塌方装置的一种安装效果图。

图中：1、翼板；2、腹板；3、第一钢模；4、第二钢模；5、定位销；6、第三钢模；7、定位杆；8、定位套；9、定位豁口；10、安装块；11、螺母；12、压板；13、螺栓；14、矩形板；15、环形块；16、定位板；17、第二液压缸；18、固定块；19、支撑块；20、横杆；21、支撑板；22、横管；23、连接块；24、弯杆；25、U型块；26、第一液压缸；27、卡环；28、灌浆豁口；29、支撑杆；30、定位楔块；31、内螺纹管；32、双向丝杆；33、手轮；34、定位块；35、卡块。

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。

实施例1：

参照图1至图7，一种高速公路隧道工程用防塌方装置，包括腹板2和支撑杆29，腹板2的上端对称固定连接有两个翼板1，两个翼板1的上端边缘处均开设有灌浆豁口28，腹板2的下端中心处固定连接有支撑板21，支撑板21的下端固定连接有两个横杆20，腹板2的下端设有两个第一钢模3，两个第一钢模3相对的一侧均固定连接有两个横管22，两个横管22分别与两个横杆20的杆壁滑动套接，支撑板21相对两侧均固定连接有第一液压缸26，两个第一液压缸26相背的一端分别与两个第一钢模3的侧壁固定连接，第一钢模3的一侧开设有缺口，且缺口与腹板2相配合，第一钢模3内固定连接有第二钢模4，第二钢模4的侧壁滑动套接有第三钢模6，第三钢模6的侧壁通过连接机构与第一钢模3的侧壁连接，腹板2的下端固定连接有多个连接块23，多个连接块23的侧壁均连接有定位机构，两个翼板1相背的一侧均固定连接有多个均匀分布的卡环27，支撑杆29的两端均固定连接有定位楔块30，卡环27的内侧与定位楔块30的结构相配合。

本发明在使用的时候，将由腹板2、翼板1、第一钢模3、第二钢模4、第三钢模6、连接机构和固定机构组成的防塌方装置安装在隧道内，然后使用支撑杆29和定位楔块30与卡环27配合连接相邻的两个防塌方装置，并在支撑杆29上安装钢模板（图中未示出），进而能够完成对新开挖隧道壁的支护，从灌浆豁口28以及钢模板上的灌江口内灌注混凝土，在混凝土硬化后腹板2、翼板1、第一钢模3、第二钢模4和第三钢模6组成的防塌方装置可对混凝土进行定型，成型后的混凝土呈拱肋状，进而能够提高隧道壁的支护强度，并且建成后的拱肋结构也方便后续安装隧道内的照明设备和通风设备，而且由腹板2、翼板1、第一钢模3、第二钢模4、第三钢模6、连接机构和固定机构组成分防塌方装置，也可以单独使用安装在已完成建设的隧道内，与隧道内壁的混凝土结构配合形成一个拱肋钢模，便于制作拱肋加固隧道内壁，进而提高了防塌方装置的多用性，在混凝土硬化后，启动第一液压缸26带动第一钢模3使第二钢模4和第三钢模6移动，进而使第一钢模3、第二钢模4和第三钢模6与硬化后的混凝土分离，然后启动连接装置使第三钢模6在第二钢模4上滑动，降低防塌方装置的整体高度，使翼板1和腹板2与混凝土拱肋的拱顶处分离，进而便于施工人员拆卸。

实施例2：基于实施例1有所不同的是；

参照图2和图6，连接机构包括固定块18，固定块18的一端与第一钢模3的侧壁固定连接，固定块18的下端固定连接有第二液压缸17，第二液压缸17的下端固定连接有支撑块19，支撑块19的一端与第三钢模6的一侧固定连接，第一钢模3相对的两侧均固定连接有安装块10，两个安装块10的下端均固定连接有定位杆7，定位杆7的杆壁上滑动套接有定位套8，定位套8的一侧与第三钢模6的一侧固定连接，定位套8的一侧开设有定位孔，定位孔与定位套8的内侧连通，定位孔内套接有定位销5，定位杆7的杆壁上开设有多个均匀分布的定位豁口9，定位销5与其中一个定位豁口9卡接。

腹板2的下侧设有定位板16，定位板16的下端开设有通槽，通槽内滑动连接有两个矩形板14，定位板16的上端开设有条形通孔，且条形通孔内滑动连接有两个螺栓13，两个螺栓13的下端均穿过条形通孔并分别与两个矩形板14的侧壁固定连接，螺栓13的侧壁套接有环形块15，环形块15的一侧固定连接有压板12，压板12的一侧固定连接有卡块35，矩形板14的上端开设有与卡块35相配合的卡槽，螺栓13的侧壁螺纹连接有螺母11，矩形板14的一端与第三钢模6的侧壁固定连接。

本发明设置有的连接机构，在使用时，启动第二液压缸17推动支撑块19使第三钢模6移动，第三钢模6下移后与第二钢模4配合增加防塌方装置的支护高度，此时设置第一钢模3上的定位杆7和第三钢模6上的定位套8配合起到导向的作用，然后将定位销5插入到定位套8上的定位孔内，定位销5与定位杆7上的定位豁口9配合，使得定位杆7无法在定位套8内滑动，进而能够对第一钢模3、腹板2和翼板1进行支撑，减轻第二液压缸17的工作压力，然后使用扳手拧紧螺母11，螺母11与螺栓13配合时可以压紧环形块15，环形块15受力带动压板12使卡块35移动，卡块35移动时与矩形板14上的卡槽卡接，进而能够对矩形板14进行定位，使定位板16与矩形板14配合对第三钢模6进行支撑，在拆卸防塌方装置时，需要先拧松螺母11使环形块15可以在螺栓13上滑动，进而使压板12带动卡块35与卡槽分离，解除定位板16与矩形板14之间的定位关系。

实施例3：基于实施例1有所不同的是；

参照图5，定位机构包括两个定位弯杆24，两个定位弯杆24的一端均开设有安装槽，两个安装槽内均通过转轴转动连接有内螺纹管31，连接块23的一侧设有双向丝杆32，双向丝杆32的杆壁分别与两个安装槽内的内螺纹管31螺纹连接，双向丝杆32的杆壁中心处固定连接有手轮33，定位弯杆24的杆壁通过销钉转动连接有U型块25，U型块25的一侧与连接块23的一侧固定连接，定位弯杆24远离安装槽的一端开设有装配槽，装配槽内销轴转动连接有定位块34。

本发明设置有的定位机构，在使用时，用手转动手轮33使双向丝杆32旋转，双向丝杆32旋转时带动两个内螺纹管31相对移动，内螺纹管31移动时带动转轴使定位弯杆24的一端受力，定位弯杆24受力时围绕U型块25上的销钉摆动，定位弯杆24摆动时带动定位块34挤压翼板1，进而能够对翼板1进行定位，防止浇筑混凝土时翼板1发生变形，提高了防塌方装置的结构强度。

需要说明的是，术语“包括”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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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 (4)

1.一种高速公路隧道工程用防塌方装置，包括腹板（2）和支撑杆（29），其特征在于：所述腹板（2）的上端对称固定连接有两个翼板（1），两个所述翼板（1）的上端边缘处均开设有灌浆豁口（28），两个所述翼板（1）相背的一侧均固定连接有多个均匀分布的卡环（27），所述支撑杆（29）的两端均固定连接有定位楔块（30），所述卡环（27）的内侧与定位楔块（30）的结构相配合，所述腹板（2）的下端中心处固定连接有支撑板（21），所述支撑板（21）的下端固定连接有两个横杆（20），所述腹板（2）的下端设有两个第一钢模（3），两个所述第一钢模（3）相对的一侧均固定连接有两个横管（22），两个所述横管（22）分别与两个横杆（20）的杆壁滑动套接，所述支撑板（21）相对两侧均固定连接有第一液压缸（26），两个所述第一液压缸（26）相背的一端分别与两个第一钢模（3）的侧壁固定连接，所述第一钢模（3）的一侧开设有缺口，且缺口与腹板（2）相配合，所述第一钢模（3）内固定连接有第二钢模（4），所述第二钢模（4）的侧壁滑动套接有第三钢模（6），所述第三钢模（6）的侧壁通过连接机构与第一钢模（3）的侧壁连接，所述腹板（2）的下端固定连接有多个连接块（23），多个所述连接块（23）的侧壁均连接有定位机构；

所述定位机构包括两个定位弯杆（24），两个所述定位弯杆（24）的一端均开设有安装槽，两个所述安装槽内均通过转轴转动连接有内螺纹管（31），所述连接块（23）的一侧设有双向丝杆（32），所述双向丝杆（32）的杆壁分别与两个安装槽内的内螺纹管（31）螺纹连接，所述双向丝杆（32）的杆壁中心处固定连接有手轮（33），所述定位弯杆（24）的杆壁通过销钉转动连接有U型块（25），所述U型块（25）的一侧与连接块（23）的一侧固定连接，所述定位弯杆（24）远离安装槽的一端开设有装配槽，所述装配槽内销轴转动连接有定位块（34）。

2.根据权利要求1所述的一种高速公路隧道工程用防塌方装置，其特征在于：所述连接机构包括固定块（18），所述固定块（18）的一端与第一钢模（3）的侧壁固定连接，所述固定块（18）的下端固定连接有第二液压缸（17），所述第二液压缸（17）的下端固定连接有支撑块（19），所述支撑块（19）的一端与第三钢模（6）的一侧固定连接，所述第一钢模（3）相对的两侧均固定连接有安装块（10），两个所述安装块（10）的下端均固定连接有定位杆（7），所述定位杆（7）的杆壁上滑动套接有定位套（8），所述定位套（8）的一侧与第三钢模（6）的一侧固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种高速公路隧道工程用防塌方装置，其特征在于：所述定位套（8）的一侧开设有定位孔，所述定位孔与定位套（8）的内侧连通，所述定位孔内套接有定位销（5），所述定位杆（7）的杆壁上开设有多个均匀分布的定位豁口（9），所述定位销（5）与其中一个所述定位豁口（9）卡接。

4.根据权利要求1所述的一种高速公路隧道工程用防塌方装置，其特征在于：所述腹板（2）的下侧设有定位板（16），所述定位板（16）的下端开设有通槽，所述通槽内滑动连接有两个矩形板（14），所述定位板（16）的上端开设有条形通孔，且条形通孔内滑动连接有两个螺栓（13），两个所述螺栓（13）的下端均穿过条形通孔并分别与两个矩形板（14）的侧壁固定连接，所述螺栓（13）的侧壁套接有环形块（15），所述环形块（15）的一侧固定连接有压板（12），所述压板（12）的一侧固定连接有卡块（35），所述矩形板（14）的上端开设有与卡块（35）相配合的卡槽，所述螺栓（13）的侧壁螺纹连接有螺母（11），所述矩形板（14）的一端与第三钢模（6）的侧壁固定连接。

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