CN113882862B - 一种高强度隧道通风竖井井筒结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及隧道竖井技术领域，提出了一种高强度隧道通风竖井井筒结构，包括在竖井内壁依次衬砌的一次支护层和二次支护层，二次支护层中具有将其分为两个通道的分隔层，一次支护层、二次支护层和分隔层均为混凝土浇筑层。通过上述技术方案，解决了现有技术中的对竖井一次支护安全性低速度慢的问题。

Description

一种高强度隧道通风竖井井筒结构

技术领域

本发明涉及竖井施工建造技术领域，具体的，涉及一种高强度隧道通风竖井井筒结构。

背景技术

目前，现有的隧道通风竖井一次支护时往往采用锚网喷支护，这种方式速度慢成本高，并且在进行二次支护时通常会造成混凝土开裂导致砼块掉落伤人，安全性相对较差，另外此种锚网喷支护的方式需要人工进行操作，操作步骤繁琐，速度慢，提高了工期成本和员工成本。

发明内容

本发明提出一种高强度隧道通风竖井井筒结构，解决了现有技术中的竖井施工一次支护时速度慢耗费人力的问题。

本发明的技术方案如下：

包括：

在竖井内壁依次衬砌的一次支护层和二次支护层，所述二次支护层中具有将其分为两个通道的分隔层，

所述一次支护层、所述二次支护层和所述分隔层均为混凝土浇筑层。

作为进一步的技术方案，

所述二次支护层的厚度与内径的比为∶140。

作为进一步的技术方案，所述一次支护层使用自动浇筑装置制作而成，所述自动浇筑装置包括，

中心导轨，设置在竖井内，

所述中心导轨上由上及下依次滑动设置有混凝土运输装置、布料装置和模板组件，

所述模板组件使用时，其与竖井内壁之间形成浇筑型腔。

作为进一步的技术方案，所述模板组件包括，

第一中心架，滑动设置在所述中心导轨上，

弧形模板，滑动设置在所述第一中心架的外侧，所述弧形模板滑动后靠近或远离所述第一中心架，

所述弧形模板设置有若干个，若干个所述弧形模板环绕所述第一中心架排列，

若干个所述弧形模板向远离所述第一中心架的方向滑动后，若干个所述弧形模板的两侧边缘相互靠近贴合形成筒形模板。

作为进一步的技术方案，还包括，

连接组件，所述弧形模板通过所述连接组件滑动设置在所述第一中心架上，所述连接组件包括，

第一导轨，具有两个，两个所述第一导轨分别设置在所述第一中心架和所述弧形模板上，两个所述第一导轨相对设置，

滑块，两个所述第一导轨上均滑动设置有所述滑块，

第一连杆，具有两个，两个所述第一连杆的中部相互铰接，且两个所述第一连杆的一端分别与所述第一中心架和所述弧形模板铰接，另一端分别与两个所述第一导轨上的所述滑块铰接，

所述滑块滑动时，所述弧形模板靠近或远离所述第一中心架。

作为进一步的技术方案，还包括，

电缸，设置在所述第一中心架上，所述电缸的驱动杆与所述滑块连接。

作为进一步的技术方案，所述模板组件还包括，

顶件，所述弧形模板的两端均设置有所述顶件，所述顶件顶住竖井内壁后带动所述弧形模板向靠近所述第一中心架的方向移动。

作为进一步的技术方案，所述顶件包括，

固定块，固定设置在所述弧形模板的端部，

第一气缸，设置在所述固定块上，所述第一气缸的伸缩杆靠近竖井内壁，

垫块，设置在所述第一气缸的端部。

作为进一步的技术方案，所述布料装置包括，

第二中心架，滑动设置在所述中心导轨上，

锥形布料板，设置在所述第二中心架上，

柱形布料板，一端与所述锥形布料板直径较大的一端连接，所述第二中心架滑动后，所述柱形布料板的一部分伸入浇筑型腔内。

作为进一步的技术方案，所述布料装置还包括，

振捣棒，所述柱形布料板的自由端分布排列设置有若干个所述振捣棒，所述锥形布料板转动设置在所述第二中心架上。

作为进一步的技术方案，所述混凝土运输装置包括，

第三中心架，滑动设置在所述中心导轨上，

搅拌桶，设置在所述第三中心架上，所述搅拌桶用于盛装混凝土。

作为进一步的技术方案，所述搅拌桶包括，

桶体，设置在所述第三中心架上，所述桶体的底部具有开口，

转动轴，转动设置在所述桶体内，

螺旋叶片，设置在所述转动轴上。

本发明的工作原理及有益效果为：

本发明中，在竖井内壁形成圆筒状的一次支护层和二次支护层，二次支护层内具有分隔层，分隔层将二次支护层分隔为两个通道，一个通道为进风通道，一个为出风通道，完成了通风竖井的作用和功能，一次支护层为水泥浇筑层，一次支护层为水泥浇筑，一方面满足强度的要求，另外施工速度快，成本低，现有的采用锚网喷支护很难实现快速的施工操作。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明自动浇筑装置结构示意图；

图3为本发明自动浇筑装置主视结构示意图；

图4为本发明自动浇筑装置俯视结构示意图；

图5为本发明图4中A-A截面结构示意图；

图6为本发明自动浇筑装置使用状态截面结构示意图；

图7为本发明模板组件结构示意图一；

图8为本发明模板组件俯视结构示意图；

图9为本发明图8中B-B截面结构示意图；

图10为本发明模板组件使用状态结构示意图；

图11为本发明模板组件使用状态俯视结构示意图；

图12为本发明布料装置结构示意图一；

图13为本发明布料装置结构示意图二；

图14为本发明布料装置仰视结构示意图；

图15为本发明图14中C-C截面结构示意图；

图16为本发明混凝土运输装置结构示意图一；

图17为本发明混凝土运输装置结构示意图二；

图18为本发明混凝土运输装置仰视结构示意图；

图19为本发明图18中D-D截面结构示意图；

图中：1-一次支护层，2-二次支护层，3-分隔层，4-自动浇筑装置，5-中心导轨，6-混凝土运输装置，61-第三中心架，62-搅拌桶，621-桶体，622-转动轴，623-螺旋叶片，7-布料装置，71-第二中心架，72-锥形布料板，73-柱形布料板，74-振捣棒，8-模板组件，81-第一中心架，82-弧形模板，83-连接组件，84-第一导轨，85-滑块，86-第一连杆，87-电缸，88-顶件，881-固定块，882-第一气缸，883-垫块，91-竖井，92-水泥层，93-第二气缸，94-驱动轮，95-第二滑块，96-电动锁紧螺杆，97-电机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。

如图1-19所示，本发明提出一种高强度隧道通风竖井井筒结构，包括：

在竖井内壁依次衬砌的一次支护层1和二次支护层2，二次支护层2中具有将其分为两个通道的分隔层3，

一次支护层1、二次支护层2和分隔层3均为混凝土浇筑层。

本实施例中，在竖井内壁形成圆筒状的一次支护层1和二次支护层2，二次支护层2内具有分隔层3，分隔层3将二次支护层2分隔为两个通道，一个通道为进风通道，一个为出风通道，完成了通风竖井的作用和功能，一次支护层1为水泥浇筑层，一次支护层1为水泥浇筑，一方面满足强度的要求，另外施工速度快，成本低，现有的采用锚网喷支护很难实现快速的施工操作。

进一步，二次支护层2的厚度与内径的比为9～11∶140。

本实施例中，二次支护层2为混凝土浇筑层，在厚度与内径的比为9～11∶140的情况下，可以满足强度的需求，并且更加节省材料，节省成本。

进一步，一次支护层1使用自动浇筑装置4制作而成，自动浇筑装置4包括，

中心导轨5，设置在竖井内，

中心导轨5上由上及下依次滑动设置有混凝土运输装置6、布料装置7和模板组件8，

模板组件8使用时，其与竖井内壁之间形成浇筑型腔。

本实施例中，一次支护层1采用自动浇筑装置4制作而成，采用自动浇筑装置4在制作一次支护层1时，不用工人下到竖井内进行施工，大大提高了施工速度，也降低了因为石块掉落导致的对工人身体造成伤害的风险，提高了安全性，具体的，如图6所示，自动浇筑装置4包括用于设置在竖井内的中心导轨5，在中心导轨5上由上及下依次滑动设置有混凝土运输装置6、布料装置7和模板组件8，模板组件8与竖井内壁之间形成浇筑型腔，然后布料装置7滑动到靠近模板组件8的位置，此时混凝土运输装置6在中心导轨5上滑动将运送的混凝土输送到布料装置7上，布料装置7将混凝土分散输送到模板组件8与竖井内壁形成的浇筑型腔内，完成一个段落的浇筑，该段浇筑完成后，向上滑动模板组件8一段距离，进行下一段的浇筑工作，这样全自动的操作，省时省力，提高了施工速度以及降低了人工成本。

进一步，模板组件8包括，

第一中心架81，滑动设置在中心导轨5上，

弧形模板82，滑动设置在第一中心架81的外侧，弧形模板82滑动后靠近或远离第一中心架81，

弧形模板82设置有若干个，若干个弧形模板82环绕第一中心架81排列，

若干个弧形模板82向远离第一中心架81的方向滑动后，若干个弧形模板82的两侧边缘相互靠近贴合形成筒形模板。

本实施例中，如图7所示，模板组件8包括滑动设置在中心导轨5上的第一中心架81，环绕第一中心架81滑动设置有弧形模板82，弧形模板82在滑动后，弧形模板82之间形成一个整体的圆筒形模板，这样圆筒形模板与竖井内壁之间就形成了浇筑型腔，在浇筑完成后，如图10和11所示，弧形模板82滑动脱离混凝土，然后模板组件8就可以实现上下滑动的目的，因为弧形模板82在滑动后相互之间组合成圆筒形模板，为了实现组合，如图11所示，弧形模板82分为两种，且交替设置，一种为两侧面与其滑动方向平行，另一种为两侧面与第一种弧形模板82的侧面贴合，这样在组成圆筒形模板需要分离时，先滑动第一种的弧形模板82，然后在滑动收缩第二种弧形模板82，从而可以很好完成相互之间组合的效果。

进一步，还包括，

连接组件83，弧形模板82通过连接组件83滑动设置在第一中心架81上，连接组件83包括，

第一导轨84，具有两个，两个第一导轨84分别设置在第一中心架81和弧形模板82上，两个第一导轨84相对设置，

滑块85，两个第一导轨84上均滑动设置有滑块85，

第一连杆86，具有两个，两个第一连杆86的中部相互铰接，且两个第一连杆86的一端分别与第一中心架81和弧形模板82铰接，另一端分别与两个第一导轨84上的滑块85铰接，

滑块85滑动时，弧形模板82靠近或远离第一中心架81。

本实施例中，如图9所示，弧形模板82向靠近或远离第一中心架81的方向移动，通过滑动滑块85即可实现，具体的，两个第一连杆86的一端分别与第一中心架81和弧形模板82铰接，两个第一连杆86的另一端分别与两个第一导轨84上的滑块85铰接，两个第一连杆86的中部相互铰接，所以滑动滑块85即可实现滑动弧形模板82，另外在弧形模板82与第一中心架81之间通过限位绳连接，当各个弧形模板82之间组成一个圆筒形模板时，限位绳拉直。

进一步，第一连杆86靠近弧形模板82的一端可以伸缩。

本实施例中，通过控制第一连杆86的伸缩，可以改变弧形模板82与竖井内壁之间的角度，在模板组件8向上滑动时，将弧形模板82倾斜形成类似锥形的结构，可以降低竖井内壁对弧形模板82的干扰，提升使用稳定性。

进一步，还包括，

电缸87，设置在第一中心架81上，电缸87的驱动杆与滑块85连接。

本实施例中，第一中心架81上电缸87的设置，可以驱动滑块85进行滑动，从而实现控制弧形模板82滑动的作用，十分方便。

进一步，模板组件8还包括，

顶件88，弧形模板82的两端均设置有顶件88，顶件88顶住竖井内壁后带动弧形模板82向靠近第一中心架81的方向移动。

本实施例中，在完成浇筑后，弧形模板82与混凝土之间会有一定的粘连，仅仅依靠连接组件83带动弧形模板82滑动脱离混凝土会有一定难度，通过顶件88，如图7所示，顶件88施加力顶住竖井内壁或者浇筑后的混凝土，实现弧形模板82更好脱离水凝土的作用，十分方便。

进一步，顶件88包括，

固定块881，固定设置在弧形模板82的端部，

第一气缸882，设置在固定块881上，第一气缸882的伸缩杆靠近竖井内壁，

垫块883，设置在第一气缸882的端部。

本实施例中，如图7所示，固定块881固定设置在弧形模板82的两端，在固定块881上设置有第一气缸882，第一气缸882的伸缩杆上设置有垫块883，第一气缸882伸缩杆伸缩带动垫块883移动顶住竖井内壁，实现相应的功能。

进一步，布料装置7包括，

第二中心架71，滑动设置在中心导轨5上，

锥形布料板72，设置在第二中心架71上，

柱形布料板73，一端与锥形布料板72直径较大的一端连接，第二中心架71滑动后，柱形布料板73的一部分伸入浇筑型腔内。

本实施例中，如图12所示，锥形布料板72用于将水凝土分散到模板组件8与竖井内壁之间，柱形布料板72用于插入到模板组件8和竖井内壁之间一部分，防止混凝土进入模板组件8内部。

进一步，布料装置7还包括，

振捣棒74，柱形布料板73的自由端分布排列设置有若干个振捣棒74，锥形布料板72转动设置在第二中心架71上。

本实施例中，在柱形布料板72端部还设置有振捣棒74，可以完成对模板组件和8和竖井内壁之间的混凝土进行振捣的作用，同时锥形布料板72可以转动，一方面可以让布料更加均匀，另外可以带动振捣棒74移动到不同的位置，从而更好的完成振捣作用。

进一步，混凝土运输装置6包括，

第三中心架61，滑动设置在中心导轨5上，

搅拌桶62，设置在第三中心架61上，搅拌桶62用于盛装混凝土。

本实施例中，如图16所示，第三中心架61滑动设置在中心导轨5上，在第三中心架61上设置有搅拌桶62，因为混凝土需要运输较远的距离，所以采用搅拌桶62可以一直进行搅拌，一方面防止混凝土凝固，另一方面可以防止混凝土失去活性，完成在竖井内较远距离运输混凝土的作用。

进一步，搅拌桶62包括，

桶体621，设置在第三中心架61上，桶体621的底部具有开口，

转动轴622，转动设置在桶体621内，

螺旋叶片623，设置在转动轴622上。

本实施例中，搅拌桶62包括桶体621，在桶体621内设置有转动轴622，转动轴通过电机驱动，在转动轴622上设置有螺旋叶片623，实现了对桶体621内混凝土的搅拌作用，保持混凝土活性，防止凝固。

进一步，中心导轨5为圆柱体，第一中心架81、第二中心架71和第三中心架61均套设在中心导轨5上，第一中心架81、第二中心架71和第三中心架61内均设置有移动机构和锁止机构。

本实施例中，如图9、15和19所示，移动机构采用多个驱动轮94环抱在中心导轨5外，通过滚动驱动轮94就实现了在中心导轨5上的上下滑动，第二气缸93伸缩可以控制驱动轮94对中心导轨5的压紧程度，可以控制抱紧的程度，当停止滑动后，通过锁止机构，在第一中心架81、第二中心架71和第三中心架61四周设置的电动锁紧螺杆96，通过电动锁紧螺杆96顶紧中心导轨5，即可实现锁止的操作，十分方便，并且安全。

注：通过自动浇筑装置4施工一次支护层1时，在竖井内由下及上施工，如图6所示，需要先在竖井最底部施工形成水泥层92，然后通过自动浇筑装置4进行后续施工。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高强度隧道通风竖井井筒结构，其特征在于，包括，

在竖井内壁依次衬砌的一次支护层（1）和二次支护层（2），所述二次支护层（2）中具有将其分为两个通道的分隔层（3），

所述一次支护层（1）、所述二次支护层（2）和所述分隔层（3）均为混凝土浇筑层，

所述一次支护层（1）使用自动浇筑装置（4）制作而成，所述自动浇筑装置（4）包括，

中心导轨（5），设置在竖井内，

所述中心导轨（5）上由上及下依次滑动设置有混凝土运输装置（6）、布料装置（7）和模板组件（8），

所述模板组件（8）使用时，其与竖井内壁之间形成浇筑型腔，

所述模板组件（8）包括，

第一中心架（81），升降滑动设置在所述中心导轨（5）上，

弧形模板（82），滑动设置在所述第一中心架（81）的外侧，所述弧形模板（82）滑动后靠近或远离所述第一中心架（81），

所述弧形模板（82）设置有若干个，若干个所述弧形模板（82）环绕所述第一中心架（81）排列，

若干个所述弧形模板（82）向远离所述第一中心架（81）的方向滑动后，相邻两个所述弧形模板（82）的两侧边缘相互靠近贴合形成筒形模板。

2.根据权利要求1所述的一种高强度隧道通风竖井井筒结构，其特征在于，

所述二次支护层（2）的厚度与内径的比为（9～11）∶140。

3.根据权利要求1所述的一种高强度隧道通风竖井井筒结构，其特征在于，还包括，

连接组件（83），所述弧形模板（82）通过所述连接组件（83）滑动设置在所述第一中心架（81）上，所述连接组件（83）包括，

第一导轨（84），具有两个，两个所述第一导轨（84）分别设置在所述第一中心架（81）和所述弧形模板（82）上，两个所述第一导轨（84）相对设置，

滑块（85），两个所述第一导轨（84）上均滑动设置有所述滑块（85），

第一连杆（86），具有两个，两个所述第一连杆（86）的中部相互铰接，且两个所述第一连杆（86）的一端分别与所述第一中心架（81）和所述弧形模板（82）铰接，另一端分别与两个所述第一导轨（84）上的所述滑块（85）铰接，

所述滑块（85）滑动时，所述弧形模板（82）靠近或远离所述第一中心架（81）。

4.根据权利要求3所述的一种高强度隧道通风竖井井筒结构，其特征在于，还包括，

电缸（87），设置在所述第一中心架（81）上，所述电缸（87）的驱动杆与所述滑块（85）连接。

5.根据权利要求1所述的一种高强度隧道通风竖井井筒结构，其特征在于，所述模板组件（8）还包括，

顶件（88），所述弧形模板（82）的两端均设置有所述顶件（88），所述顶件（88）顶住竖井内壁后带动所述弧形模板（82）向靠近所述第一中心架（81）的方向移动。

6.根据权利要求5所述的一种高强度隧道通风竖井井筒结构，其特征在于，所述顶件（88）包括，

固定块（881），固定设置在所述弧形模板（82）的端部，

第一气缸（882），设置在所述固定块（881）上，所述第一气缸（882）的伸缩杆靠近竖井内壁，

垫块（883），设置在所述第一气缸（882）的端部。

7.根据权利要求1所述的一种高强度隧道通风竖井井筒结构，其特征在于，所述布料装置（7）包括，

第二中心架（71），滑动设置在所述中心导轨（5）上，

锥形布料板（72），设置在所述第二中心架（71）上，

柱形布料板（73），一端与所述锥形布料板（72）直径较大的一端连接，所述第二中心架（71）滑动后，所述柱形布料板（73）的一部分伸入浇筑型腔内。

8.根据权利要求7所述的一种高强度隧道通风竖井井筒结构，其特征在于，所述混凝土运输装置（6）包括，

第三中心架（61），滑动设置在所述中心导轨（5）上，

搅拌桶（62），设置在所述第三中心架（61）上，所述搅拌桶（62）用于盛装混凝土。