CN114753874A - 一种城市地下空间工程开挖支护装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及支护装置技术领域，且公开了一种城市地下空间工程开挖支护装置，包括底板，所述底板的顶部固定安装有竖筒，所述竖筒的顶部固定安装有控制柜，所述控制柜的左右两端分别套设有第一侧柜和第二侧柜，所述第一侧柜和第二侧柜相背的一端通过连接板分别可拆卸连接有第一侧架和第二侧架；该城市地下空间工程开挖支护装置，通过转把驱动转动杆旋转时，一方面第一侧架和第二侧架能够相互远离对隧道侧壁进行支护，另一方面两个弧形架也能够逐渐扩张和升高对隧道顶壁进行支护，从而达到了能够调整支护范围的效果，适用于不同大小的隧道。

Description

一种城市地下空间工程开挖支护装置

技术领域

本发明涉及支护装置技术领域，具体为一种城市地下空间工程开挖支护装置。

背景技术

地下工程建设是人类利用城市地下空间的一种形式，其中，隧道是最常见的一种地下工程；隧道一般可分为交通隧道、水工隧道、市政隧道和矿山隧道，隧道的开挖扰动会引起较大的围岩变形，需要通过相应的支护措施对巷道开挖进行支护，若支护措施不到位，围岩变形可能超过其容许范围，严重时会引起隧道塌方，造成严重的经济损失；

如中国专利公告号为：CN103306691B的发明专利，其就提供了一种折叠式支护装置。包括左支撑板、左顶板、右顶板、右支撑板，其特征在于，还包括左液压缸、上液压缸、右液压缸；所述上液压缸的一端与左顶板铰接，另一端与右顶板铰接，上液压缸不对称的铰接在左顶板和右顶板上。本发明在保证支撑力稳定，操作简便，被支撑矿道不易发生漏顶且易于搬运的基础上，提供一种折叠式支护装置，为急倾斜煤层条件下的煤矿开采提供更安全可靠的支撑掩护。

上述支护装置中，虽然具有便于折叠的效果，然而在实际应用中我们发现，其仍然存在有一定的不足之处，比如：

上述支护装置无法调整支护范围，难以适用于不同大小的隧道。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种城市地下空间工程开挖支护装置，具备能够调整支护范围的优点。

(二)技术方案

为实现上述能够调整支护范围的目的，本发明提供如下技术方案：一种城市地下空间工程开挖支护装置，包括底板，所述底板的顶部固定安装有竖筒，所述竖筒的顶部固定安装有控制柜，所述控制柜的左右两端分别套设有第一侧柜和第二侧柜，所述第一侧柜和第二侧柜相背的一端通过连接板分别可拆卸连接有第一侧架和第二侧架；

设置在控制柜内的控制机构，能够使第一侧柜和第二侧柜在控制柜上相互靠近或相互远离。

作为本发明的一种优选技术方案，所述控制机构包括第一锥齿轮、第一螺纹杆、第一螺母、第一连接片、第二锥齿轮、第二螺纹杆、第二螺母和第二连接片，所述控制柜内部的左右两侧分别转动设置有第一螺纹杆和第二螺纹杆，所述第一螺纹杆和第二螺纹杆相对的一端分别固定安装有第一锥齿轮和第二锥齿轮；

所述第一螺纹杆和第二螺纹杆的外壁分别螺纹连接有第一螺母和第二螺母，所述第一螺母的外壁固定安装有第一连接片，所述第一连接片的末端延伸至控制柜的外部并与第一侧柜固定相连，所述第二螺母的外壁固定安装有第二连接片，所述第二连接片的末端延伸至控制柜的外部并与第二侧柜固定相连。

作为本发明的一种优选技术方案，所述竖筒的内部形成有内腔，所述内腔内转动设置有转动杆，所述转动杆的一端转动设置在内腔的内壁上，所述转动杆的另一端延伸至竖筒的外部并固定连接有转把；

设置在转动杆与第一锥齿轮和第二锥齿轮之间的驱动机构，当通过转把控制转动杆旋转时，能够同步带动第一锥齿轮和第二锥齿轮旋转。

作为本发明的一种优选技术方案，所述驱动机构包括主动轮、从动轮、竖轴、固定轴承和驱动齿轮，所述转动杆上固定安装有主动轮，所述主动轮的外壁啮合有从动轮，所述从动轮顶部的中心处固定安装有竖轴，所述竖轴的顶部固定安装有驱动齿轮，所述驱动齿轮与第一锥齿轮和第二锥齿轮相啮合。

作为本发明的一种优选技术方案，所述竖轴的外壁还联结有固定轴承，所述固定轴承固定安装在内腔的内壁上。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第一侧架和第二侧架的内壁上均活动设置有滑动塞，两个所述滑动塞的顶部均固定安装有竖杆，两个所述竖杆的顶部均固定安装有弧形架；

设置在驱动齿轮与两个弧形架之间的联动机构，当两个弧形架随第一侧架和第二侧架的移动而相互远离时，能够同步带动两个弧形架逐渐升高。

作为本发明的一种优选技术方案，所述联动机构包括丝杆、顶筒、丝母、立柱、顶柜、滑杆和连接筒，所述驱动齿轮顶部的中心处固定安装有丝杆，所述丝杆转动设置在顶筒内，所述顶筒固定安装在控制柜的顶部；

所述丝杆的外壁螺纹连接有丝母，所述丝母的顶部固定安装有立柱，所述立柱的顶端延伸至顶筒的外部并固定连接有顶柜，所述顶柜顶部的左右两侧均开设有滑槽；

两个所述滑槽内均活动设置有滑杆，两个所述滑杆的顶端均设置有连接筒，两个所述连接筒分别固定安装在两个弧形架相对的一端。

作为本发明的一种优选技术方案，两个所述滑杆的底端均设置有滑轮，所述滑轮滑动设置在滑槽的内底壁上。

作为本发明的一种优选技术方案，所述滑杆的顶端固定安装有顶柱，所述顶柱活动设置在连接筒内，所述顶柱的顶部与连接筒的内顶壁之间还设置有弹簧。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种城市地下空间工程开挖支护装置，具备以下有益效果：

1、该城市地下空间工程开挖支护装置，对隧道进行支护时，把底板固定在地面上，然后通过转把驱动转动杆旋转即可，转动杆旋转带动主动轮旋转，主动轮旋转带动其外壁啮合的从动轮旋转，从动轮旋转通过竖轴带动驱动齿轮旋转，驱动齿轮旋转通过其外壁啮合的第一锥齿轮和第二锥齿轮同时带动第一螺纹杆和第二螺纹杆旋转，第一螺纹杆和第二螺纹杆旋转带动第一螺母和第二螺母移动，第一螺母和第二螺母移动通过第一连接片和第二连接片即可带动第一侧柜和第二侧柜移动，当第一侧柜和第二侧柜相互远离时，即可带动第一侧架和第二侧架相互远离，第一侧架和第二侧架相互远离分别抵在隧道的两侧壁上，从而，能够有效的对隧道侧壁进行支护。

2、该城市地下空间工程开挖支护装置，驱动齿轮旋转时，还会带动丝杆旋转，丝杆旋转带动其外壁螺纹连接的丝母上下移动，丝母上下移动通过立柱带动顶柜上下移动，当第一侧架和第二侧架相互远离对隧道侧壁进行支护时，顶柜也向上移动，顶柜向上移动通过滑杆和连接筒顶起两个弧形架，使两个弧形架一方面能够跟随第一侧架和第二侧架的相互远离而相互远离，另一方面也能够逐渐升高，从而能够有效的对隧道顶壁进行支护。

3、该城市地下空间工程开挖支护装置，通过转把驱动转动杆旋转时，一方面第一侧架和第二侧架能够相互远离对隧道侧壁进行支护，另一方面两个弧形架也能够逐渐扩张和升高对隧道顶壁进行支护，从而达到了能够调整支护范围的效果，适用于不同大小的隧道。

附图说明

图1为本发明整体结构的立体示意图；

图2为本发明整体结构的剖视图；

图3为本发明第一侧柜和第二侧柜部分的剖视图；

图4为本发明第一侧柜和第二侧柜部分的正视剖面图；

图5为本发明顶筒部分的剖视图；

图6为本发明弧形架部分的放大示意图；

图7为本发明连接筒部分的放大示意图。

图中：1、底板；2、竖筒；3、内腔；4、转动杆；5、转把；6、主动轮；7、从动轮；8、竖轴；9、固定轴承；10、驱动齿轮；11、控制柜；12、第一锥齿轮；13、第一螺纹杆；14、第一螺母；15、第一连接片；16、第一侧柜；17、第二锥齿轮；18、第二螺纹杆；19、第二螺母；20、第二连接片；21、第二侧柜；22、连接板；23、第一侧架；24、第二侧架；25、丝杆；26、顶筒；27、丝母；28、立柱；29、顶柜；30、滑槽；31、滑杆；32、滑轮；33、顶柱；34、弹簧；35、连接筒；36、弧形架；37、竖杆；38、滑动塞。

具体实施方式

实施例：

请参阅图1-图7，一种城市地下空间工程开挖支护装置，包括底板1，底板1的顶部固定安装有竖筒2，竖筒2的顶部固定安装有控制柜11，控制柜11的左右两端分别套设有第一侧柜16和第二侧柜21，第一侧柜16和第二侧柜21相背的一端通过连接板22分别可拆卸连接有第一侧架23和第二侧架24，设置在控制柜11内的控制机构，能够使第一侧柜16和第二侧柜21在控制柜11上相互靠近或相互远离；

本实施例中，控制机构包括第一锥齿轮12、第一螺纹杆13、第一螺母14、第一连接片15、第二锥齿轮17、第二螺纹杆18、第二螺母19和第二连接片20，控制柜11内部的左右两侧分别转动设置有第一螺纹杆13和第二螺纹杆18，第一螺纹杆13和第二螺纹杆18相对的一端分别固定安装有第一锥齿轮12和第二锥齿轮17，第一螺纹杆13和第二螺纹杆18的外壁分别螺纹连接有第一螺母14和第二螺母19，第一螺母14的外壁固定安装有第一连接片15，第一连接片15的末端延伸至控制柜11的外部并与第一侧柜16固定相连，第二螺母19的外壁固定安装有第二连接片20，第二连接片20的末端延伸至控制柜11的外部并与第二侧柜21固定相连；

第一锥齿轮12和第二锥齿轮17旋转可以带动第一螺纹杆13和第二螺纹杆18旋转，第一螺纹杆13和第二螺纹杆18旋转带动第一螺母14和第二螺母19移动，第一螺母14和第二螺母19移动通过第一连接片15和第二连接片20即可带动第一侧柜16和第二侧柜21移动；

当第一侧柜16和第二侧柜21相互远离时，即可带动第一侧架23和第二侧架24相互远离，第一侧架23和第二侧架24相互远离分别抵在隧道的两侧壁上，从而，能够有效的对隧道侧壁进行支护；

本实施例中，控制柜11的外壁上还开设有与第一连接片15和第二连接片20相对应的活动槽，便于第一连接片15和第二连接片20的移动；

如图3所示，竖筒2的内部形成有内腔3，内腔3内转动设置有转动杆4，转动杆4的一端转动设置在内腔3的内壁上，转动杆4的另一端延伸至竖筒2的外部并固定连接有转把5，设置在转动杆4与第一锥齿轮12和第二锥齿轮17之间的驱动机构，当通过转把5控制转动杆4旋转时，能够同步带动第一锥齿轮12和第二锥齿轮17旋转；

本实施例中，驱动机构包括主动轮6、从动轮7、竖轴8、固定轴承9和驱动齿轮10，转动杆4上固定安装有主动轮6，主动轮6的外壁啮合有从动轮7，从动轮7顶部的中心处固定安装有竖轴8，竖轴8的顶部固定安装有驱动齿轮10，驱动齿轮10与第一锥齿轮12和第二锥齿轮17相啮合；

对隧道进行支护时，把底板1固定在地面上，然后通过转把5驱动转动杆4旋转即可，转动杆4旋转带动主动轮6旋转，主动轮6旋转带动其外壁啮合的从动轮7旋转，从动轮7旋转通过竖轴8带动驱动齿轮10旋转，驱动齿轮10旋转通过其外壁啮合的第一锥齿轮12和第二锥齿轮17即可同时带动第一螺纹杆13和第二螺纹杆18旋转；

竖轴8的外壁还联结有固定轴承9，固定轴承9固定安装在内腔3的内壁上，通过固定轴承9固定住竖轴8的位置，使竖轴8的转动更加稳定；

如图2所示，第一侧架23和第二侧架24的内壁上均活动设置有滑动塞38，两个滑动塞38的顶部均固定安装有竖杆37，两个竖杆37的顶部均固定安装有弧形架36，设置在驱动齿轮10与两个弧形架36之间的联动机构，当两个弧形架36随第一侧架23和第二侧架24的移动而相互远离时，能够同步带动两个弧形架36逐渐升高；

本实施例中，联动机构包括丝杆25、顶筒26、丝母27、立柱28、顶柜29、滑杆31和连接筒35，驱动齿轮10顶部的中心处固定安装有丝杆25，丝杆25转动设置在顶筒26内，顶筒26固定安装在控制柜11的顶部，丝杆25的外壁螺纹连接有丝母27，丝母27的顶部固定安装有立柱28，立柱28的顶端延伸至顶筒26的外部并固定连接有顶柜29，顶柜29顶部的左右两侧均开设有滑槽30，两个滑槽30内均活动设置有滑杆31，两个滑杆31的顶端均设置有连接筒35，两个连接筒35分别固定安装在两个弧形架36相对的一端；

驱动齿轮10旋转时，还会带动丝杆25旋转，丝杆25旋转带动其外壁螺纹连接的丝母27上下移动，丝母27上下移动通过立柱28带动顶柜29上下移动，当第一侧架23和第二侧架24相互远离对隧道侧壁进行支护时，顶柜29也向上移动，顶柜29向上移动通过滑杆31和连接筒35顶起两个弧形架36，使两个弧形架36一方面能够跟随第一侧架23和第二侧架24的相互远离而相互远离，另一方面也能够逐渐升高，从而能够有效对隧道顶壁进行支护；

从而，通过转把5驱动转动杆4旋转时，一方面第一侧架23和第二侧架24能够相互远离对隧道侧壁进行支护，另一方面两个弧形架36也能够逐渐扩张和升高对隧道顶壁进行支护，从而达到了能够调整支护范围的效果，适用于不同大小的隧道；

如图7所示，两个滑杆31的底端均设置有滑轮32，滑轮32滑动设置在滑槽30的内底壁上，通过滑轮32的设置，能够使滑杆31在滑槽30内的移动更加的顺滑，减小摩擦力；

本实施例中，滑杆31的顶端固定安装有顶柱33，顶柱33活动设置在连接筒35内，顶柱33的顶部与连接筒35的内顶壁之间还设置有弹簧34，当弧形架36先顶在隧道的顶壁上，而第一侧架23和第二侧架24未抵在隧道的侧壁上时，通过滑杆31和顶柱33能够压缩弹簧34，有着一定的缓冲空间，进而使得弧形架36可以继续向上移动，直至第一侧架23和第二侧架24抵在隧道的侧壁上，达到自适应隧道大小的效果。

本发明的工作原理及使用流程：

对隧道进行支护时，把底板1固定在地面上，然后通过转把5驱动转动杆4旋转即可，转动杆4旋转带动主动轮6旋转，主动轮6旋转带动其外壁啮合的从动轮7旋转，从动轮7旋转通过竖轴8带动驱动齿轮10旋转，驱动齿轮10旋转通过其外壁啮合的第一锥齿轮12和第二锥齿轮17同时带动第一螺纹杆13和第二螺纹杆18旋转，第一螺纹杆13和第二螺纹杆18旋转带动第一螺母14和第二螺母19移动，第一螺母14和第二螺母19移动通过第一连接片15和第二连接片20即可带动第一侧柜16和第二侧柜21移动，当第一侧柜16和第二侧柜21相互远离时，即可带动第一侧架23和第二侧架24相互远离，第一侧架23和第二侧架24相互远离分别抵在隧道的两侧壁上，从而，能够有效的对隧道侧壁进行支护；

驱动齿轮10旋转时，还会带动丝杆25旋转，丝杆25旋转带动其外壁螺纹连接的丝母27上下移动，丝母27上下移动通过立柱28带动顶柜29上下移动，当第一侧架23和第二侧架24相互远离对隧道侧壁进行支护时，顶柜29也向上移动，顶柜29向上移动通过滑杆31和连接筒35顶起两个弧形架36，使两个弧形架36一方面能够跟随第一侧架23和第二侧架24的相互远离而相互远离，另一方面也能够逐渐升高，从而能够有效对隧道顶壁进行支护；

在本实施例中，通过转把5驱动转动杆4旋转时，一方面第一侧架23和第二侧架24能够相互远离对隧道侧壁进行支护，另一方面两个弧形架36也能够逐渐扩张和升高对隧道顶壁进行支护，从而达到了能够调整支护范围的效果，适用于不同大小的隧道。

Claims (9)

1.一种城市地下空间工程开挖支护装置，包括底板(1)，其特征在于：所述底板(1)的顶部固定安装有竖筒(2)，所述竖筒(2)的顶部固定安装有控制柜(11)，所述控制柜(11)的左右两端分别套设有第一侧柜(16)和第二侧柜(21)，所述第一侧柜(16)和第二侧柜(21)相背的一端通过连接板(22)分别可拆卸连接有第一侧架(23)和第二侧架(24)；

设置在控制柜(11)内的控制机构，能够使第一侧柜(16)和第二侧柜(21)在控制柜(11)上相互靠近或相互远离。

2.根据权利要求1所述的一种城市地下空间工程开挖支护装置，其特征在于：所述控制机构包括第一锥齿轮(12)、第一螺纹杆(13)、第一螺母(14)、第一连接片(15)、第二锥齿轮(17)、第二螺纹杆(18)、第二螺母(19)和第二连接片(20)，所述控制柜(11)内部的左右两侧分别转动设置有第一螺纹杆(13)和第二螺纹杆(18)，所述第一螺纹杆(13)和第二螺纹杆(18)相对的一端分别固定安装有第一锥齿轮(12)和第二锥齿轮(17)；

所述第一螺纹杆(13)和第二螺纹杆(18)的外壁分别螺纹连接有第一螺母(14)和第二螺母(19)，所述第一螺母(14)的外壁固定安装有第一连接片(15)，所述第一连接片(15)的末端延伸至控制柜(11)的外部并与第一侧柜(16)固定相连，所述第二螺母(19)的外壁固定安装有第二连接片(20)，所述第二连接片(20)的末端延伸至控制柜(11)的外部并与第二侧柜(21)固定相连。

3.根据权利要求2所述的一种城市地下空间工程开挖支护装置，其特征在于：所述竖筒(2)的内部形成有内腔(3)，所述内腔(3)内转动设置有转动杆(4)，所述转动杆(4)的一端转动设置在内腔(3)的内壁上，所述转动杆(4)的另一端延伸至竖筒(2)的外部并固定连接有转把(5)；

设置在转动杆(4)与第一锥齿轮(12)和第二锥齿轮(17)之间的驱动机构，当通过转把(5)控制转动杆(4)旋转时，能够同步带动第一锥齿轮(12)和第二锥齿轮(17)旋转。

4.根据权利要求3所述的一种城市地下空间工程开挖支护装置，其特征在于：所述驱动机构包括主动轮(6)、从动轮(7)、竖轴(8)、固定轴承(9)和驱动齿轮(10)，所述转动杆(4)上固定安装有主动轮(6)，所述主动轮(6)的外壁啮合有从动轮(7)，所述从动轮(7)顶部的中心处固定安装有竖轴(8)，所述竖轴(8)的顶部固定安装有驱动齿轮(10)，所述驱动齿轮(10)与第一锥齿轮(12)和第二锥齿轮(17)相啮合。

5.根据权利要求4所述的一种城市地下空间工程开挖支护装置，其特征在于：所述竖轴(8)的外壁还联结有固定轴承(9)，所述固定轴承(9)固定安装在内腔(3)的内壁上。

6.根据权利要求4所述的一种城市地下空间工程开挖支护装置，其特征在于：所述第一侧架(23)和第二侧架(24)的内壁上均活动设置有滑动塞(38)，两个所述滑动塞(38)的顶部均固定安装有竖杆(37)，两个所述竖杆(37)的顶部均固定安装有弧形架(36)；

设置在驱动齿轮(10)与两个弧形架(36)之间的联动机构，当两个弧形架(36)随第一侧架(23)和第二侧架(24)的移动而相互远离时，能够同步带动两个弧形架(36)逐渐升高。

7.根据权利要求6所述的一种城市地下空间工程开挖支护装置，其特征在于：所述联动机构包括丝杆(25)、顶筒(26)、丝母(27)、立柱(28)、顶柜(29)、滑杆(31)和连接筒(35)，所述驱动齿轮(10)顶部的中心处固定安装有丝杆(25)，所述丝杆(25)转动设置在顶筒(26)内，所述顶筒(26)固定安装在控制柜(11)的顶部；

所述丝杆(25)的外壁螺纹连接有丝母(27)，所述丝母(27)的顶部固定安装有立柱(28)，所述立柱(28)的顶端延伸至顶筒(26)的外部并固定连接有顶柜(29)，所述顶柜(29)顶部的左右两侧均开设有滑槽(30)；

两个所述滑槽(30)内均活动设置有滑杆(31)，两个所述滑杆(31)的顶端均设置有连接筒(35)，两个所述连接筒(35)分别固定安装在两个弧形架(36)相对的一端。

8.根据权利要求7所述的一种城市地下空间工程开挖支护装置，其特征在于：两个所述滑杆(31)的底端均设置有滑轮(32)，所述滑轮(32)滑动设置在滑槽(30)的内底壁上。

9.根据权利要求7所述的一种城市地下空间工程开挖支护装置，其特征在于：所述滑杆(31)的顶端固定安装有顶柱(33)，所述顶柱(33)活动设置在连接筒(35)内，所述顶柱(33)的顶部与连接筒(35)的内顶壁之间还设置有弹簧(34)。

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