CN116025385A - 一种隧道支护装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于隧道施工技术领域，特别是涉及一种隧道支护装置。本发明的隧道支护装置主要包括移动平台、钢丝网铺设机构和钢丝网固定机构，钢丝网铺设机构将钢丝网均匀铺设在隧道壁上，钢丝网固定机构将钢丝网固定在隧道壁上；钢丝网固定机构包括第二支撑组件和固定组件，固定组件包括固定钉发射器，固定钉发射器发射固定钉以将钢丝网固定在隧道壁上。本发明的隧道支护装置采用移动平台带动钢丝网铺设机构和钢丝网固定机构在隧道壁上对钢丝网进行同步铺设和固定，大大提高了施工安全性和施工效率，同时能够有效保证施工质量。

Description

一种隧道支护装置

技术领域

本发明属于隧道施工技术领域，特别是涉及一种隧道支护装置。

背景技术

目前，在隧道施工过程中，在隧道初步开挖成形后，需要对隧道进行初期支护和二次衬砌以加固隧道，从而保证进一步的隧道永久定型施工。其中，初期支护施工主要包括喷射混凝土、打入锚杆、铺设钢丝网、架设钢架支撑结构等过程。现有的隧道施工技术，在铺设钢丝网时，往往是先搭设脚手架，然后采用人工在隧道壁上铺设并固定钢丝网，以确保隧道壁的一体化，提高其承力性能。

但是，这种现有的钢丝网铺设方式操作较为复杂，需要大量工人配合施工，并且耗时较长，而工人在尚未进行完全可靠加固的隧道内施工，危险性较高，施工时间较长又会延长工人在隧道内滞留时间，在工程繁琐、工期较长的同时也难以保证工人的人身安全。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术所存在的问题，提供一种隧道支护装置，以解决现有的隧道施工技术中钢丝网铺设操作复杂、耗时较长且危险系数较高的问题。

上述目的通过下述技术方案实现：一种隧道支护装置，包括移动平台、钢丝网铺设机构和钢丝网固定机构，钢丝网铺设机构和钢丝网固定机构设置在所述移动平台上，所述钢丝网铺设机构能够将钢丝网均匀铺设在隧道壁上，所述钢丝网固定机构能够将所述钢丝网铺设机构铺设的钢丝网固定在隧道壁上；所述钢丝网铺设机构包括第一支撑组件和铺设组件，所述第一支撑组件包括第一支撑臂，所述铺设组件设置在所述第一支撑臂远离所述移动平台的一端，所述铺设组件包括铺设轴，钢丝网缠绕设置在所述铺设轴上，所述第一支撑组件能够将所述铺设组件顶压在隧道壁上；所述钢丝网固定机构包括第二支撑组件和固定组件，所述第二支撑组件包括第二支撑臂，所述固定组件设置在所述二支撑臂远离所述移动平台的一端，所述固定组件包括固定钉发射器，固定钉发射器能够发射固定钉以将钢丝网固定在隧道壁上。

进一步地，所述第一支撑组件和第二支撑组件铰接设置在所述移动平台上，在使用时，所述第一支撑臂将所述铺设轴上的钢丝网顶压在隧道壁的表面之后，所述第一支撑组件能够带动所述铺设组件相对于隧道壁的表面移动以铺设钢丝网，所述第二支撑组件能够带动所述固定钉发射器摆动以固定钢丝网。

进一步地，还包括驱动机构，所述第一支撑组件和第二支撑组件以同一根铰接轴与所述移动平台铰接，所述驱动机构通过齿轮驱动所述铰接轴转动，在钢丝网的铺设方向上，所述第二支撑组件设置在所述第一支撑组件的后侧。

进一步地，所述第一支撑组件还包括第一支撑筒和顶压弹簧，所述顶压弹簧和第一支撑臂均导向装配在所述第一支撑筒内，所述顶压弹簧能够顶推所述第一支撑臂沿第一支撑筒导向移动，以将所述铺设组件弹性顶压在隧道壁上。

进一步地，所述第一支撑组件还包括第一调节件，所述顶压弹簧的远离所述第一支撑臂的一端设置在所述第一调节件上，所述第一调节件导向装配在所述第一支撑筒内，所述第一调节件在第一支撑筒内的位置能够移动调节并锁定。

进一步地，所述第二支撑组件还包括第二支撑筒，所述第二支撑臂导向装配在所述第二支撑筒内，所述第二支撑臂在所述第二支撑筒内导向移动以调节所述固定组件的位置。

进一步地，所述第二支撑组件还包括第二调节件和推力弹簧，第二调节件和推力弹簧均装配在所述第二支撑筒内，所述推力弹簧支撑在所述第二调节件和第二支撑臂之间，所述第二调节件在第二支撑筒内的位置能够移动调节并锁定，以通过所述推力弹簧弹性顶推所述固定组件辅助支撑钢丝网。

进一步地，所述固定钉发射器包括固定钉储存槽、射钉通道、射钉推板以及装填推板，所述射钉推板设置在所述射钉通道内以用于推动发射固定钉，所述装填推板能够将固定钉储存槽内的固定钉推入射钉通道内。

进一步地，所述射钉推板与所述装填推板通过传动齿条、配合齿轮联动设置，所述配合齿轮转动装配在所述固定组件上，所述传动齿条与所述配合齿轮啮合，所述配合齿轮与所述装填推板啮合，定义固定钉的发射方向为第一方向，所述射钉推板蓄力时在第一方向上移动，所述射钉推板在第一方向上移动蓄力时能够带动所述传动齿条沿第二方向平移，进而通过所述配合齿轮带动所述装填推板移动，从而推动固定钉移入所述射钉通道。

进一步地，所述移动平台上还设有多个伸缩脚撑，所述伸缩脚撑能够支撑在地面或隧道壁上以固定所述移动平台的位置。

本发明的有益效果是：本发明所提供的隧道支护装置将钢丝网铺设机构和钢丝网固定机构集成设置在移动平台上，利用移动平台带动钢丝网铺设机构和钢丝网固定机构移动以对隧道壁进行钢丝网铺设和固定，大大降低了人工铺设钢丝网存在的风险，且铺设所需操作简单，能够有效地提高钢丝网铺设效率，缩短施工所需时间。同时，钢丝网铺设机构的铺设组件和钢丝网固定机构的固定组件弹性顶压在隧道壁上，能够根据隧道壁的形状自适应伸缩调节长度，通用性强，能够有效保证钢丝网的铺设质量。并且，铺设组件和固定组件共同配合顶推支撑钢丝网，便于钢丝网的固定，使钢丝网在铺设时更加贴合隧道壁面，保证铺设钢丝网的牢固可靠。

附图说明

图1为本发明一实施例的隧道支护装置的立体图；

图2为图1的侧视图；

图3为钢丝网铺设机构和钢丝网固定机构的配合结构示意图；

图4为本发明的隧道支护装置的固定组件的结构剖视图；

图5为本发明的传动齿条、配合齿轮和装填推板的配合结构示意图。

其中：100、移动平台；110、车轮；120、伸缩脚撑；130、铰接轴；140、驱动电机；150、驱动齿轮；200、第一支撑筒；210、顶压弹簧；220、第一支撑臂；230、第一调节件；240、铺设轴；300、第二支撑筒；310、推力弹簧；320、第二支撑臂；330、第二调节件；340、固定钉发射器；341、固定钉储存槽；342、射钉通道；343、射钉推板；344、装填推板；345、传动齿条；346、配合齿轮；347、钉槽盖板；348、复位弹簧；349、射钉气缸。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本文中为组件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合说明书附图及具体实施方式，对本发明的隧道支护装置进行详细说明。

本发明的隧道支护装置的实施例一：参照图1至图5所示，本发明的隧道支护装置包括移动平台100、钢丝网铺设机构和钢丝网固定机构，钢丝网铺设机构和钢丝网固定机构以同一根铰接轴130铰接设置在移动平台100上以便于摆动铺设和固定钢丝网。移动平台100上还设置有驱动机构。驱动机构包括驱动电机140和驱动齿轮150，驱动电机140通过驱动齿轮150与铰接轴130啮合传动，以带动钢丝网铺设机构和钢丝网固定机构同步摆动。在钢丝网的铺设方向上，钢丝网固定机构设置在钢丝网铺设机构的后侧，钢丝网固定机构在钢丝网铺设机构铺设好钢丝网后对钢丝网进行间隔固定。

此外，移动平台100上设置有车轮110，以带动钢丝网铺设机构和钢丝网固定机构自由移动，移动平台100的侧面还设置有伸缩脚撑120，在钢丝网铺设机构和钢丝网固定机构铺设钢丝网的过程中，通过调节伸缩脚撑120能够使移动平台100平稳可靠地支撑固定在地面或隧道壁上，从而便于钢丝网的铺设。

进一步地，钢丝网铺设机构包括第一支撑组件和铺设组件，第一支撑组件包括第一支撑筒200、顶压弹簧210、第一调节件230以及第一支撑臂220，顶压弹簧210、第一调节件230和第一支撑臂220均导向装配在第一支撑筒200内，顶压弹簧210支撑在第一调节件230和第一支撑臂220之间，以顶推第一支撑臂220将铺设组件弹性顶压在隧道壁上，便于铺设钢丝网。

第一调节件230能够在第一支撑筒200内自由导向移动调节并锁定自身位置，第一调节件230通过调节自身位置推动顶压弹簧210整体移动，以改变第一支撑臂220能够伸出第一支撑筒200的长度，进而便于根据隧道壁的实际工况对第一支撑臂220顶推铺设组件的力度和长度进行调节，以保证钢丝网的铺设效率和施工质量。其中，第一调节件230的具体结构为现有技术中常规的位置调节锁定结构设置，此处不再做多余赘述。

铺设组件设置在第一支撑臂220远离移动平台100的一端，铺设组件包括铺设轴240，钢丝网缠绕设置在铺设轴240上形成钢丝网卷，在铺设施工时，第一支撑臂220将铺设组件弹性顶压在隧道壁上，随着第一支撑组件的摆动，铺设轴240上的钢丝网卷沿着隧道壁行走并将钢丝网均匀铺设在隧道壁上。

进一步地，钢丝网固定机构包括第二支撑组件和固定组件，第二支撑组件包括第二支撑筒300、推力弹簧310、第二调节件330以及第二支撑臂320，推力弹簧310、第二调节件330和第二支撑臂320均导向装配在第二支撑筒300内，推力弹簧310支撑在第二调节件330和第二支撑臂320之间，推力弹簧310通过顶推第一支撑臂220将固定组件弹性顶压在隧道壁上，以配合铺设组件对已经铺设在隧道壁上的钢丝网进行辅助支撑，便于固定钢丝网，保证钢丝网的铺设质量和施工安全性，同时，提高施工效率。

另外，与第一调节件230的结构基本相同，第二调节件330也能够在第二支撑筒300内自由导向移动调节并锁定自身位置，第二调节件330通过调节自身位置推动顶压弹簧210整体移动，以改变第二支撑臂320能够伸出第二支撑筒300的长度，进而便于根据隧道壁的实际工况对第二支撑臂320顶推固定组件的力度和长度进行调节，以适应隧道壁的实际施工工况。

参照图4和图5所示，固定组件主要包括固定钉发射器340，固定钉发射器340包括固定钉储存槽341、射钉通道342、射钉气缸349、射钉推板343以及装填推板344，固定钉储存槽341与射钉通道342并列设置并相互连通，装填推板344用于将固定钉储存槽341内的固定钉推入射钉通道342内，实现固定钉的自动装填，射钉推板343设置在射钉通道342内，射钉气缸349驱动射钉推板343在射钉通道342内导向移动以蓄力并推动固定钉快速发射，以对钢丝网进行固定。

具体地，射钉推板343与装填推板344通过传动齿条345和配合齿轮346联动设置，配合齿轮346转动装配在固定组件上，传动齿条345与配合齿轮346啮合，配合齿轮346与装填推板344啮合，定义固定钉的发射方向为第一方向，射钉推板343蓄力时在第一方向上移动，射钉推板343在第一方向上移动蓄力时能够带动传动齿条345沿第二方向平移，传动齿条345平移带动配合齿轮346转动，进而带动装填推板344移动，从而推动固定钉储存槽341内的固定钉移入射钉通道342。

传动齿条345上还连接有复位弹簧348，当射钉推板343推动固定钉发射后，复位弹簧348能够拉动传动齿条345复位，进而带动装填推板344复位，从而便于射钉推板343下一次蓄力时的固定钉装填。固定钉储存槽341还设有钉槽盖板347，钉槽盖板347可拆安装在固定钉储存槽341的装入口位置，以用于封闭固定钉储存槽341，同时钉槽盖板347上设有装填弹簧(图中未示出)，装填弹簧向下顶推固定钉储存槽341内的固定钉，在装填推板344推动最下方的固定钉移入射钉通道342后，装填弹簧能够推动剩余的固定钉向下移动，以便于装填推板344进行下一次装填，提高施工效率。

下面以本实施例的隧道支护装置的使用过程为例，结合图1至图5所示，对本发明的上述隧道支护装置进一步描述。

在钢丝网铺设施工时，第一步，先将需要铺设的钢丝网装配至铺设轴240上，固定钉装入固定钉储存槽341；第二步，施工人员通过远程遥控等方式使移动平台100移动至施工位置，然后放出伸缩脚撑120支撑在地面或者隧道壁上，以固定移动平台100的位置，防止其在施工过程中移动；第三步，驱动电机140带动钢丝网铺设机构和钢丝网固定机构摆动，对应初始铺设位置，然后调节第一调节件230和第二调节件330，使铺设组件和固定组件以合适的力顶压在隧道壁上，钢丝网固定机构对在初始位置对钢丝网进行固定；第四步，随着钢丝网铺设机构和钢丝网固定机构的摆动，钢丝网均匀铺设在隧道壁上，射钉气缸349驱动射钉推板343往复移动，发射固定钉对钢丝网进行固定，装填推板344配合射钉推板343的往复行程装填固定钉；第五步，最后，钢丝网固定机构对钢丝网铺设的终点进行固定，钢丝网铺设施工施工完成。

当然，本发明的隧道支护装置不仅限于上述的实施方式，下列提供几种与上述实施例中的隧道支护装置不同的其它实施方式。

在本发明的隧道支护装置的其它实施例中，与上述实施例不同的是：移动平台可以不设置车轮，而是根据施工地形，采用履带或机械腿等方式移动。

在本发明的隧道支护装置的其它实施例中，与上述实施例不同的是：第二支撑组件可以不采用伸缩杆结构设置，而是采用固定长度，固定组件不再顶压钢丝网和隧道壁，仅实现发射固定钉进行固定的功能即可。

在本发明的隧道支护装置的其它实施例中，与上述实施例不同的是：第一支撑组件和第二支撑组件可以采用多节活动结构组成的活动机械臂，以提高其适应性，便于各种工况的隧道施工。

在本发明的隧道支护装置的其它实施例中，与上述实施例不同的是：固定组件也可以采用现有技术中的其它常规结构设置，例如常见的射钉枪、钢管打桩机等类似结构。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，上述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，也可以做出若干变形和改进，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种隧道支护装置，其特征在于：包括移动平台、钢丝网铺设机构和钢丝网固定机构，钢丝网铺设机构和钢丝网固定机构设置在所述移动平台上，所述钢丝网铺设机构能够将钢丝网均匀铺设在隧道壁上，所述钢丝网固定机构能够将所述钢丝网铺设机构铺设的钢丝网固定在隧道壁上；

所述钢丝网铺设机构包括第一支撑组件和铺设组件，所述第一支撑组件包括第一支撑臂，所述铺设组件设置在所述第一支撑臂远离所述移动平台的一端，所述铺设组件包括铺设轴，钢丝网缠绕设置在所述铺设轴上，所述第一支撑组件能够将所述铺设组件顶压在隧道壁上；

所述钢丝网固定机构包括第二支撑组件和固定组件，所述第二支撑组件包括第二支撑臂，所述固定组件设置在所述二支撑臂远离所述移动平台的一端，所述固定组件包括固定钉发射器，固定钉发射器能够发射固定钉以将钢丝网固定在隧道壁上。

2.根据权利要求1所述的隧道支护装置，其特征在于，所述第一支撑组件和第二支撑组件铰接设置在所述移动平台上，在使用时，所述第一支撑臂将所述铺设轴上的钢丝网顶压在隧道壁的表面之后，所述第一支撑组件能够带动所述铺设组件相对于隧道壁的表面移动以铺设钢丝网，所述第二支撑组件能够带动所述固定钉发射器摆动以固定钢丝网。

3.根据权利要求2所述的隧道支护装置，其特征在于，还包括驱动机构，所述第一支撑组件和第二支撑组件以同一根铰接轴与所述移动平台铰接，所述驱动机构通过齿轮驱动所述铰接轴转动，在钢丝网的铺设方向上，所述第二支撑组件设置在所述第一支撑组件的后侧。

4.根据权利要求2所述的隧道支护装置，其特征在于，所述第一支撑组件还包括第一支撑筒和顶压弹簧，所述顶压弹簧和第一支撑臂均导向装配在所述第一支撑筒内，所述顶压弹簧能够顶推所述第一支撑臂沿第一支撑筒导向移动，以将所述铺设组件弹性顶压在隧道壁上。

5.根据权利要求4所述的隧道支护装置，其特征在于，所述第一支撑组件还包括第一调节件，所述顶压弹簧的远离所述第一支撑臂的一端设置在所述第一调节件上，所述第一调节件导向装配在所述第一支撑筒内，所述第一调节件在第一支撑筒内的位置能够移动调节并锁定。

6.根据权利要求1或2所述的隧道支护装置，其特征在于，所述第二支撑组件还包括第二支撑筒，所述第二支撑臂导向装配在所述第二支撑筒内，所述第二支撑臂在所述第二支撑筒内导向移动以调节所述固定组件的位置。

7.根据权利要求6所述的隧道支护装置，其特征在于，所述第二支撑组件还包括第二调节件和推力弹簧，第二调节件和推力弹簧均装配在所述第二支撑筒内，所述推力弹簧支撑在所述第二调节件和第二支撑臂之间，所述第二调节件在第二支撑筒内的位置能够移动调节并锁定，以通过所述推力弹簧弹性顶推所述固定组件辅助支撑钢丝网。

8.根据权利要求1所述的隧道支护装置，其特征在于，所述固定钉发射器包括固定钉储存槽、射钉通道、射钉推板以及装填推板，所述射钉推板设置在所述射钉通道内以用于推动发射固定钉，所述装填推板能够将固定钉储存槽内的固定钉推入射钉通道内。

9.根据权利要求8所述的隧道支护装置，其特征在于，所述射钉推板与所述装填推板通过传动齿条、配合齿轮联动设置，所述配合齿轮转动装配在所述固定组件上，所述传动齿条与所述配合齿轮啮合，所述配合齿轮与所述装填推板啮合，定义固定钉的发射方向为第一方向，所述射钉推板蓄力时在第一方向上移动，所述射钉推板在第一方向上移动蓄力时能够带动所述传动齿条沿第二方向平移，进而通过所述配合齿轮带动所述装填推板移动，从而推动固定钉移入所述射钉通道。

10.根据权利要求1所述的隧道支护装置，其特征在于，所述移动平台上还设有多个伸缩脚撑，所述伸缩脚撑能够支撑在地面或隧道壁上以固定所述移动平台的位置。

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