CN209145637U - 一种隧道斜井修建过程中的防溜墩装置 - Google Patents

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刘瑞辉
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Abstract

本实用新型公开了一种隧道斜井修建过程中的防溜墩装置,包括刚性支护装置,刚性支护装置底部设有用于移动的可伸缩的滑动装置;刚性支护装置一端设有柔性支护装置,柔性支护装置设有由第一液压系统驱动的阻拦装置。该装置具有缓冲效果好、移动方便、安全度高、机械化程度和重复利用率高的特点,适用于隧道斜井施工过程中的防碰撞保护;由于设有液压系统驱动的阻拦装置,可以减缓作业车离开时柔性支护的反弹,进一步保证了装置的安全性,减少因碰撞造成的经济损失和工期延误。

Description

一种隧道斜井修建过程中的防溜墩装置
技术领域
本实用新型属于隧道斜井施工领域,尤其是一种隧道斜井修建过程中的防溜墩装置。
背景技术
随着我国经济和科技水平的不断发展和提升,我国公路建设也迅速发展,长度超过3km的特长公路隧道大量出现,其中超过10km以上的公路隧道也大量出现,秦岭终南山公路隧道单洞长18.02km、西山特长隧道长13.6km、陕西包家山隧道长11.2km和在建的木寨岭公路隧道15km,我国已经成为世界上隧道数量最多、发展速度最快、地质条件与施工环境最复杂、隧道结构形式多样的国家。
特长公路隧道的大量的出现,使特长隧道的斜竖井被大量设计和修建,我国目前在建的长15km木寨岭隧道,在修建过程中就开挖了三条斜井隧道,每条斜井隧道长度为1.7km左右。斜井隧道的修建可以将特长隧道划分为多个区段,增加主隧道开挖工作面,将原来的两个工作面开挖变成了多个工作面一起开挖,从而加快了施工进度,施工完后斜井隧道还可以作为通风井和救援通道使用,从而斜井隧道在特长隧道的修建中也越来越重视。
斜井隧道的修建由于坡度大,开挖断面小和施工长度长,常常使斜井隧道的修建工作变的十分困难,如木寨岭隧道的三个斜井坡度都达到了7°。斜井隧道修建时大型作业车在斜井内不能掉头,进入工作面时常常只能已倒车进入,而大型的混凝土罐装车、大型出渣车,这些作业车由于重量较大,在长时间的倒车过程中时常会因为刹车的过渡的损耗和发热,使作业车与隧道二衬墙壁或工作人员发生碰撞,造成的巨大冲击力使二衬的损坏和人员伤亡。
另一方面斜井隧道修建时,因灰尘大,光线暗等原因,使作业车驾驶员时常因视线不足问题,发生碰撞,造成冲击力使斜井隧道内停放的重要机械和工作设备受损,造成不必要的经济损失和工期的延误;同时斜井隧道内临时员工休息区和重要设备的安全因缺乏有效的保护,使其安全无法得到有效保障。
现有的大部分隧道斜井一般不设置或设置的防溜墩装置比较简陋,其由两个大橡胶轮胎提供柔性支护和后面的用四块钢板焊接起来,然后往里面填充大量的沙子来提供刚性支护,这其中存在着很大的隐患,因为该装置的橡胶轮胎在冲击力过大的时候会被压扁,不能起到很好的柔性支护作用。同时该装置不方便移动,一旦在斜井内某处安置好后,就不能随意的变换位置,不能充分发挥其在隧道斜井施工过程中的作用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点,提供一种隧道斜井修建过程中的防溜墩装置。
为达到上述目的,本实用新型采用以下技术方案予以实现:
一种隧道斜井修建过程中的防溜墩装置,包括刚性支护装置,刚性支护装置底部设有用于移动的可伸缩的滑动装置;刚性支护装置一端设有柔性支护装置,柔性支护装置连接有由第一液压系统驱动的阻拦装置。
进一步的,刚性支护装置的另一端设有由第二液压系统驱动的液压支架。
进一步的,刚性支护装置底部设有增大阻力板。
进一步的,刚性支护装置内部设有增重箱体。
进一步的,柔性支护装置包括弹簧和弹性板;弹簧一端连接刚性支护装置,另一端连接弹性板。
进一步的,还包括设在柔性支护装置与刚性支护装置之间预设位置的红外激光启动装置;当柔性支护装置的变形量大于等于预设值时,红外激光启动装置能够启动第一液压系统驱动的阻拦装置向弹簧受压缩的方向移动预设位移值。
进一步的,阻拦装置和刚性支护装置之间设有导轨。
与现有技术相比,本实用新型具有以下有益效果:
本实用新型提供的一种基于隧道斜井修建过程中的防溜墩装置,包括柔性支护、刚性支护作用系统及动力装置,具有缓冲效果好、移动方便、安全度高、机械化程度和重复利用率高的特点,适用于隧道斜井施工过程中的防碰撞保护;由于设有液压系统驱动的阻拦装置,可以减缓作业车离开时柔性支护的反弹,进一步保证了装置的安全性,减少因碰撞造成的经济损失和工期延误。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图;
图2为本实用新型的斜井中布局示意图;
图3为本实用新型结构的侧视图;
图4为本实用新型阻拦装置局部示意图。
其中:1-柔性支护装置;2-刚性支护装置;3-导轨;4-红外激光启动装置;5-阻拦装置;6-1-第一液压支柱;6-2-液压支架;7-可伸缩的滑动装置;8-增重箱体;9-增大阻力板;01-隧道斜井;02-防溜墩装置;03-机电设备。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型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实用新型一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,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,都应当属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是,本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述:
参见图1,图1为本实用新型的整体结构示意图,一种隧道斜井施工过程中的防溜墩装置,在作业车碰撞防溜墩时,利用柔性支护装置1压缩减缓碰撞产生的冲击力和与之相连的刚性支护装置2共同承担产生的巨大冲击力,从而减少冲击力对作业车和隧道斜井二衬的损害,从而达到隧道斜井施工过程中的防碰撞的保护作用。
刚性支护装置2底部设有可伸缩的滑动装置7,能够将防溜墩装置整体移动至任意地方,当需要固定时,将可伸缩的滑动装置7缩进刚性支护装置2内部达到固定的目的。
刚性支护装置2内部设有增重箱体8,增大整个装置的重量,从而增大惯性,更好的抵抗外力冲击。
刚性支护装置2底部设有增大阻力板9,增大与地面的摩擦力,防止打滑。
刚性支护装置2后端设有液压支架6-2,液压支架6-2由第二液压系统驱动,液压支架与在地面的投影、在刚性支护装置2上的投影组成三角形,由于三角形的力学性质稳定,能够刚性支护装置2提供支撑。
柔性支护装置1中包括弹簧和弹性板,当受到外界的作业车撞击时,两者会发生形变。与弹簧的形变相比,弹性板的形变可以小到忽略。弹簧的选择原则如下:
冲击力是指冲撞事故的0.2~0.3秒的持续时间的平均冲击力,在冲撞过程中会出现峰值冲击力,约为平均冲击力的2~3倍。
冲击力计算公式:Ft=mv (1)
其中:F-冲击力;t-作用时间;m-质量;v-速度。
以隧道斜井修建过程中的混凝土灌浆车为例,其车身自重为16t,C30喷射混凝土的容重为2.4t/m3,装载的12m3混凝土重28.8t,冲撞时间已0.2s计算,其作业车碰撞产生的冲击力为2464kN,峰值冲击力达到5000kN,力量十分巨大。
根据胡克定律公式:F=kx (2)
其中:k-弹性系数;x-弹性形变;根据胡克定律和设置的弹性形变量,从而选择合适的弹性系数的弹簧,来提供有效的柔性支护作用。
柔性支护装置1前端设有阻拦装置5,阻拦装置5由第一液压系统驱动和红外激光启动装置4驱动,阻拦装置5与刚性支护装置2之间设有导轨3,当非线性弹簧收缩达到预设值10cm时,弹簧板将红外激光启动装置4的红外信号阻断,则启动第一液压系统驱动阻拦装置5,第一液压柱将推动阻拦装置5向弹簧压缩方向移动,阻挡非线性弹簧的回弹,防止回弹对作业车和人员造成二次伤害。
参见图2,图2为一种隧道斜井施工过程中的防溜墩装置,布置在隧道斜井01一侧,靠着隧道斜井01的二衬内轮廓。
参见图3,图3为本实用新型结构的侧视图,由图中可知,刚性支护装置2内部设有增重箱体8,刚性支护装置2端面上悬设有液压支柱6-2,当需要支撑时,第二液压系统驱动液压支柱6-2,最后液压支柱6-2与地面呈预设角度支撑。
参见图4,图4为本实用新型阻拦装置局部示意图,由图中可以看出阻拦装置5由液压柱驱动,当弹簧的变形量超过预设值时,红外激光启动装置4能够启动第一液压系统,液压柱带动阻拦块向弹簧压缩方向运动。通过这样的操作,阻挡非线性弹簧的回弹,从而减少对作业车和人员造成二次伤害。
一种隧道斜井修建过程中的防溜墩装置的工作方法,包括以下步骤:
1)防溜墩装置02靠自身的动力装置到达指定位置后,将可伸缩的滑动装置7收缩到刚性支护装置2内部,防溜墩装置下部安装的增大阻力板10和隧道路面紧贴;
2)启动第二液压系统驱动液压支架6-2,使其紧紧支撑到隧道路面上,为防溜墩装置提供支撑力,防止因碰撞时冲击力过大,造成装置的后移,使其作用效果不明显,达不到理想的防碰撞保护作用;
3)当冲击力碰撞使柔性支护装置1的弹簧压缩超过10cm时,红外线激光启动装置4就会传递信号给第一液压系统,阻拦装置5在第一液压系统的动力下,沿着导轨3向柔性支护收缩方向移动,到达指定位置后固定到柔性支护的前端;防止因作业车03碰撞产生的冲击力在消失后,因柔性支护装置1的回弹,给作业车和司机造成二次伤害。
随着隧道斜井的开挖和掘进,斜井内布置的重要机电设备和大型机械就会往前移动,而此时以前布置的橡胶轮胎与堆满沙子的铁皮箱子的防护装置就不能的方便拆卸和移动,从而起不到对设备的保护作用,同时堆放的装置还造成资源的浪费。而本实用新型的防溜墩装置有动力装置,能够随着隧道斜井开挖和设备的移动进行位置的变换,从而实现对机电设备和大型机械的保护,充分发挥其防碰撞保护的作用。
以上内容仅为说明本实用新型的技术思想,不能以此限定本实用新型的保护范围,凡是按照本实用新型提出的技术思想,在技术方案基础上所做的任何改动,均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种隧道斜井修建过程中的防溜墩装置,其特征在于,包括刚性支护装置(2),刚性支护装置(2)底部设有用于移动的可伸缩的滑动装置(7);刚性支护装置(2)一端设有柔性支护装置(1),柔性支护装置(1)连接有由第一液压系统驱动的阻拦装置(5)。
2.根据权利要求1所述的隧道斜井修建过程中的防溜墩装置,其特征在于,刚性支护装置(2)的另一端设有由第二液压系统驱动的液压支架(6-2)。
3.根据权利要求1所述的隧道斜井修建过程中的防溜墩装置,其特征在于,刚性支护装置(2)底部设有增大阻力板(9)。
4.根据权利要求1所述的隧道斜井修建过程中的防溜墩装置,其特征在于,刚性支护装置(2)内部设有增重箱体(8)。
5.根据权利要求1所述的隧道斜井修建过程中的防溜墩装置,其特征在于,柔性支护装置(1)包括弹簧和弹性板;弹簧一端连接刚性支护装置(2),另一端连接弹性板。
6.根据权利要求1所述的隧道斜井修建过程中的防溜墩装置,其特征在于,还包括设在柔性支护装置(1)与刚性支护装置(2)之间预设位置的红外激光启动装置(4);当柔性支护装置(1)的变形量大于等于预设值时,红外激光启动装置(4)能够启动第一液压系统驱动的阻拦装置(5)向弹簧受压缩的方向移动预设位移值。
7.根据权利要求1所述的隧道斜井修建过程中的防溜墩装置,其特征在于,阻拦装置(5)和刚性支护装置(2)之间设有导轨(3)。
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