CN212054740U

CN212054740U - 黄土隧道施工辅助装置

Info

Publication number: CN212054740U
Application number: CN202020778020.2U
Authority: CN
Inventors: 何十美; 马天昌; 常艳花; 朴占华; 郝玉峰; 卫守峰; 赵辉; 郭建强; 石先火; 刘宏宇; 宋战平; 张玉伟
Original assignee: Xian University of Architecture and Technology; Fifth Engineering Co Ltd of China Railway Construction Bridge Engineering Bureau Group Co Ltd; Sixth Engineering Co Ltd of China Railway Construction Bridge Engineering Bureau Group Co Ltd
Current assignee: Xian University of Architecture and Technology; Fifth Engineering Co Ltd of China Railway Construction Bridge Engineering Bureau Group Co Ltd; Sixth Engineering Co Ltd of China Railway Construction Bridge Engineering Bureau Group Co Ltd; 5th Engineering Co Ltd of MBEC
Priority date: 2020-05-12
Filing date: 2020-05-12
Publication date: 2020-12-01
Anticipated expiration: 2030-05-12

Abstract

本实用新型公开了一种黄土隧道施工辅助装置，涉及隧道施工辅助设备技术领域，包括支撑架和支撑板；所述支撑架包括架体和连接在所述架体上的若干支撑杆；多个所述支撑杆呈射线状连接所述架体；所述支撑板包括壳体、活动板和气囊；所述气囊设置在所述壳体和所述活动板之间，且两侧与所述壳体和所述活动板连接；所述壳体一端连接所述支撑杆远离所述架体的一端，另一端设置有开口；所述活动板滑动安装在所述开口处；所述气囊通过供气管道连接气泵；所述活动板为弧形板。本实用新型采用充气气囊推动活动板压紧黄土隧道的隔水层，由于气囊的充气均匀，使活动板受到的支撑力均匀，进而使隔水层在活动板与初期支护层接触的位置受力均匀。

Description

黄土隧道施工辅助装置

技术领域

本实用新型涉及隧道施工辅助设备技术领域，具体涉及黄土隧道施工辅助装置。

背景技术

我国西北地区分布有大范围的黄土，随着西北地区的发展，在黄土地层中修建的隧道也越来越多。黄土具有水敏性，在干燥状态下强度很高，但在自重或附加应力的作用下遇水浸湿强度便会立刻下降。隧道开挖后施作的初期支护目前常采用喷射混凝土，喷射混凝土的施工方法主要有干喷法、湿喷法和潮喷法。干喷法是将水泥、骨料、速凝剂按比例搅拌均匀，然后进入喷射机内经压缩空气送到喷枪，在喷头处与高压水混合喷射到工作面上。湿喷法是将水泥、骨料与水按比例搅拌均匀，用喷射机压送至喷头添加速凝剂喷射到工作面上。潮喷法是先在骨料中加入少量水，使之呈潮湿状，进入喷射机在喷头处再补充足量的水并掺入速凝剂，喷射到工作面上。但无论使用哪种方法进行喷射混凝土的施工，隧道周围的地层都不可避免的会有水渗入，对周围黄土地层的承载能力造成影响，可能会对支护结构有更高的强度需求或者引起不安全事故的发生，因此黄土隧道施工方面尚存在可优化的方面。

为了提高黄土隧道施工的防水效果，在隧道初期支护的外层常常设置一层隔水层，以实现隧道防水。为了将隔水层与初期支护连接牢固，在铺设隔水层时常设置支撑装置，使隔水层与初期支护贴紧连接。现有的支撑装置大多采用若干支撑杆多点支撑或者支撑杆上连接弧形的支撑板实现支撑，隔水层受力不均匀，影响隔水层固定。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种黄土隧道施工辅助装置，解决了现有支撑装置对隔水层的支撑力不均匀的问题。

本申请实施例通过下述技术方案实现：所述黄土隧道施工辅助装置，包括支撑架和支撑板；所述支撑架包括架体和连接在所述架体上的若干支撑杆；多个所述支撑杆呈射线状连接所述架体；所述支撑板包括壳体、活动板和气囊；所述气囊设置在所述壳体和所述活动板之间，且两侧与所述壳体和所述活动板连接；所述壳体一端连接所述支撑杆远离所述架体的一端，另一端设置有开口；所述活动板滑动安装在所述开口处；所述气囊通过供气管道连接气泵；所述活动板为弧形板。

上述技术方案中，采用充气气囊推动活动板压紧黄土隧道的隔水层，由于气囊的充气均匀，使活动板受到的支撑力均匀，进而使隔水层在活动板与初期支护层接触的位置受力均匀；同时，上述活动板的弧形曲率与黄土隧道隔水层的内表面曲率相同或相近，增大活动板与隧道隔水层的接触面积，使隔水层的受力面积更大、受力更加均匀，使隔水层与初期支护的均匀压紧，提高隔水层的隔水效果。此外，由于气囊与活动板和壳体均连接，气囊充气则活动板被推出；气囊气体放出，则活动板在负压作用下回到壳体内，也无需其他弹簧或者伸缩件来带动活动板的复位，简化支撑板的结构。

进一步地，所述活动板的至少两侧面设置有滑动槽；所述壳体的内侧壁上设置有与所述滑动槽相配合的滑动条；所述滑动条嵌入所述滑动槽内。

进一步地，所述壳体远离所述活动板的外侧面设置有铰接头，所述壳体通过所述铰接头与所述支撑杆转动连接。

进一步地，所述支撑杆为伸缩杆，使支撑杆可伸缩，推动支撑板向隔水层靠近或者远离，使其更适用于不同的隧道内径。所述支撑杆可以为机械伸缩杆或者气动伸缩杆或者液压伸缩杆或者电动伸缩杆。

进一步地，所述支撑杆为气动伸缩杆；所述气动伸缩杆远离所述支撑架的一端设置有气压阀组；所述供气管道一端连接所述气压阀组，另一端穿过所述壳体连接所述气囊；所述气动伸缩杆远离所述气压阀组的一端连接所述气泵。

进一步地，所述气压阀组包括第一单向阀、第二单向阀、充气管道和回气管道；所述第一单向阀安装在充气管道上；所述第二单向阀安装在回气管道上；所述充气管道一端连接所述气囊，另一端连接所述气动伸缩杆；所述回气管道一端连接所述气囊，另一端连接气动伸缩杆；所述充气管道内的气流从所述气动伸缩杆流向所述气囊；所述回气管道内的气流从所述气囊流向所述气动伸缩杆。

进一步地，所述架体包括底板、弧形外架和若干加强杆连接而成的加强架；所述弧形外架与所述隧道内侧壁形状相匹配，且所述弧形外架的两端连接所述底板；所述加强架连接所述弧形外架和底板；所述架体下方还设置有行走组件。

进一步地，所述行走组件包括至少三个行走座架和多个安装在所述行走座架上的转动轮；每个所述行走座架上都安装有多个转动轮；所述行走座架固定在底板的下方，且所述行走座架远离所述底板的一面设置为与隧道底面相互平行的倾斜面或者平面或者弧形面；所述转动轮安装在所述倾斜面上或者所述平面上或者弧形面上。

进一步地，所述行走座架远离所述底板的一面上对应所述转动轮设置有导向槽；所述导向槽内设置有沿所述导向槽延伸的压缩弹簧；所述压缩弹簧一端连接所述导向槽，另一端连接所述转动轮的安装板。

进一步地，所述装置包括多个支撑单体，每个所述单体包括支撑架和安装在支撑架上的多个支撑板；多个所述支撑单体之间通过连接轴连接。

本申请实施例与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本申请实施例所提供的黄土隧道施工辅助装置，采用充气气囊推动活动板压紧黄土隧道的隔水层，由于气囊的充气均匀，使活动板受到的支撑力均匀，进而使隔水层在活动板与初期支护层接触的位置受力均匀；同时，上述活动板的弧形曲率与黄土隧道隔水层的内表面曲率相同或相近，增大活动板与隧道隔水层的接触面积，使隔水层的受力面积更大、受力更加均匀，使隔水层与初期支护的均匀压紧，提高隔水层的隔水效果。此外，由于气囊与活动板和壳体均连接，气囊充气则活动板被推出；气囊气体放出，则活动板在负压作用下回到壳体内，也无需其他弹簧或者伸缩件来带动活动板的复位，简化支撑板的结构。

附图说明

图1为本申请中一些实施例的结构示意图；

图2为本申请中一些实施例的支撑板的分解结构示意图；

图3为本申请中一些实施例的行走组件结构示意图；

其中：11—架体，111—底板，112—弧形外架，113—加强架，12—支撑杆，2—支撑板，21—壳体，211—滑动条，22—活动板，221—滑动槽，23—气囊， 3—行走组件，31—行走座架，311—导向槽，312—压缩弹簧，32—转动轮。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

现有技术中为了提高黄土隧道施工的防水效果，在隧道初期支护的外层常常设置一层隔水层，以实现隧道防水。为了将隔水层与初期支护连接牢固，在铺设隔水层时常设置支撑装置，使隔水层与初期支护贴紧连接。现有的支撑装置大多采用若干支撑杆12多点支撑或者支撑杆12上连接弧形的支撑板2实现支撑，隔水层受力不均匀，影响隔水层固定。

为了解决上述技术问题，本申请的实用新型人提供了一种黄土隧道施工辅助装置，参阅图1、图2，包括支撑架和支撑板2；所述支撑架包括架体11和连接在所述架体11上的若干支撑杆12；多个所述支撑杆12呈射线状连接所述架体11；所述支撑板2包括壳体21、活动板22和气囊23；所述气囊23设置在所述壳体21和所述活动板22之间，且两侧与所述壳体21和所述活动板22连接；所述壳体21一端连接所述支撑杆12远离所述架体11的一端，另一端设置有开口；所述活动板22滑动安装在所述开口处；所述气囊23通过供气管道连接气泵；所述活动板22为弧形板。

采用充气气囊23推动活动板22压紧黄土隧道的隔水层，由于气囊23的充气均匀，使活动板22受到的支撑力均匀，进而使隔水层在活动板22与初期支护层接触的位置受力均匀；同时，上述活动板22的弧形曲率与黄土隧道隔水层的内表面曲率相同或相近，增大活动板22与隧道隔水层的接触面积，使隔水层的受力面积更大、受力更加均匀，使隔水层与初期支护的均匀压紧，提高隔水层的隔水效果。此外，由于气囊23与活动板22和壳体21均连接，气囊23充气则活动板22被推出；气囊23气体放出，则活动板22在负压作用下回到壳体21内，也无需其他弹簧或者伸缩件来带动活动板22的复位，简化支撑板2的结构。

在一些实施例中，所述活动板22的至少两侧面设置有滑动槽221；所述壳体21的内侧壁上设置有与所述滑动槽221相配合的滑动条211；所述滑动条211嵌入所述滑动槽221内。

需要说明的，所述活动板22通过相互嵌套的滑动槽221和滑动条211沿所述壳体21内表面滑动，使活动板22均匀被气囊23推动至压紧隔水层，实现隔水层的受力均匀，避免活动板22在被推出过程中发生倾斜。

可选地，所述滑动槽221可以为U型槽、T型槽、燕尾槽或者其他不同形状；所述滑动条211为与滑动槽221相匹配的U型条、T型销、燕尾销或者其他不同形状；优选地，所述滑动槽221为T型槽或者燕尾槽；所述滑动条211为T型销或者燕尾销，使活动板22在滑动过程中不会脱出，达到更好的限位效果。

在一些实施例中，所述壳体21远离所述活动板22的外侧面设置有铰接头，所述壳体21通过所述铰接头与所述支撑杆12转动连接。

需要说明的，所述壳体21与支撑杆12相互铰接，实现支撑板2可发生转动，使其更好的贴合在隔水层上。优选地，所述铰接头为球形铰接；使其不限制支撑板2的转动方向，实现各个方位的转动调整；优选地，所述铰接头的转动角度有限制，因为通常支撑板2的转动角度并不大，仅仅需要微调，因此过大的转动角度反而不利于最开始对准压紧。

在一些实施例中，所述支撑杆12为伸缩杆，使支撑杆12可伸缩，推动支撑板2向隔水层靠近或者远离，使其更适用于不同的隧道内径。所述支撑杆12可以为机械伸缩杆或者气动伸缩杆或者液压伸缩杆或者电动伸缩杆。

在一些实施例中，所述支撑杆12为气动伸缩杆；所述气动伸缩杆远离所述支撑架的一端设置有气压阀组；所述供气管道一端连接所述气压阀组，另一端穿过所述壳体21连接所述气囊23；所述气动伸缩杆远离所述气压阀组的一端连接所述气泵。

在本实施例中，采用一个或者一组气泵就可以实现气动伸缩杆伸缩和气囊23的充放，简化了整个装置的设备，同时简化控制步骤。同时，在压紧支撑隔水层时，通常先将延长伸缩杆，将支撑板2送至接近隔水层或接触隔水层的位置，然后使气囊23充气，使活动板22压紧隔水层，由此可见，伸缩杆和气囊23的填充有一个先后过程，因此，采用气压阀组控制气囊23的充气和放气，可以实现支撑杆12的和气囊23充放气的先后控制。

在一些实施例中，所述气压阀组包括第一单向阀、第二单向阀、充气管道和回气管道；所述第一单向阀安装在充气管道上；所述第二单向阀安装在回气管道上；所述充气管道一端连接所述气囊23，另一端连接所述气动伸缩杆；所述回气管道一端连接所述气囊23，另一端连接气动伸缩杆；所述充气管道内的气流从所述气动伸缩杆流向所述气囊23；所述回气管道内的气流从所述气囊23流向所述气动伸缩杆。

所述气囊23的充气和放气采用不同的管道以及设置在管道上的单向阀实现，通过控制单向阀的开启气压，即可实现气动伸缩杆和气囊23的前后充气或放气。

在一些实施例中，所述架体11包括底板111、弧形外架112和若干加强杆连接而成的加强架113；所述弧形外架112与所述隧道内侧壁形状相匹配，且所述弧形外架112的两端连接所述底板111；所述加强架113连接所述弧形外架112和底板111；所述架体11下方还设置有行走组件3。

加强架113用于加强整个支撑架的强度，使弧形外架112受力强度更好。同时，支撑所述支撑杆12的采用弧形外架112，缩短支撑杆12的长度，同时使每个支撑杆12的长度近似，使每个支撑杆12在支撑支撑板2压紧隔水层时，其受力均匀，进而使整个装置受力均匀。

需要说明的是，加强架113包括多个加强杆连接而成的矩形框架和设置在矩形框架中的三角加强筋，使整个加强架113更加稳定，受力效果更好。

在一些实施例中，所述行走组件3包括至少三个行走座架31和多个安装在所述行走座架31上的转动轮32；每个所述行走座架31上都安装有多个转动轮32；所述行走座架31固定在底板111的下方，且所述行走座架31远离所述底板111的一面设置为与隧道底面相互平行的倾斜面或者平面或者弧形面；所述转动轮32安装在所述倾斜面上或者所述平面上或者弧形面上。

在一些实施例中，三个行走座架31均匀设置在底板111上，根据隧道底面的不同地表可设置为不同的结构，使行走组件3与隧道底面更加贴合，进而使整个装置在行走过程中或者压紧过程中稳定性更好。

在一些实施例中，参阅图3，所述行走座架31远离所述底板111的一面上对应所述转动轮32设置有导向槽311；所述导向槽311内设置有沿所述导向槽311延伸的压缩弹簧312；所述压缩弹簧312一端连接所述导向槽311，另一端连接所述转动轮32的安装板。

在一些实施例中，转动轮32通过压缩弹簧312和导向槽311可升降安装在行走座架31下表面，使其更加适合隧道施工过程中不平整的地面，增大转动轮32与隧道底面的接触面，使其更加稳定，不易倾斜。

在一些实施例中，所述装置包括多个支撑单体，每个所述单体包括支撑架和安装在支撑架上的多个支撑板2；多个所述支撑单体之间通过连接轴连接。

所述支撑单体多个联用，实现多段施工位置同时进行压紧隔水层，使初期防护工艺和隔水层铺设可同时进行，从而节省一定的工期。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.黄土隧道施工辅助装置，其特征在于，包括：

支撑架，包括架体和连接在所述架体上的若干支撑杆；多个所述支撑杆呈射线状连接所述架体；

支撑板，包括壳体、活动板和气囊；所述气囊设置在所述壳体和所述活动板之间，且两侧与所述壳体和所述活动板连接；所述壳体一端连接所述支撑杆远离所述架体的一端，另一端设置有开口；所述活动板滑动安装在所述开口处；所述气囊通过供气管道连接气泵；

所述活动板为弧形板。

2.根据权利要求1所述的黄土隧道施工辅助装置，其特征在于：所述活动板的至少两侧面设置有滑动槽；所述壳体的内侧壁上设置有与所述滑动槽相配合的滑动条；所述滑动条嵌入所述滑动槽内。

3.根据权利要求2所述的黄土隧道施工辅助装置，其特征在于：所述壳体远离所述活动板的外侧面设置有铰接头，所述壳体通过所述铰接头与所述支撑杆转动连接。

4.根据权利要求1~3任一项所述的黄土隧道施工辅助装置，其特征在于：所述支撑杆为伸缩杆。

5.根据权利要求4所述的黄土隧道施工辅助装置，其特征在于：所述支撑杆为气动伸缩杆；所述气动伸缩杆远离所述支撑架的一端设置有气压阀组；所述供气管道一端连接所述气压阀组，另一端穿过所述壳体连接所述气囊；所述气动伸缩杆远离所述气压阀组的一端连接所述气泵。

6.根据权利要求5所述的黄土隧道施工辅助装置，其特征在于，所述气压阀组包括第一单向阀、第二单向阀、充气管道和回气管道；所述第一单向阀安装在充气管道上；所述第二单向阀安装在回气管道上；所述充气管道一端连接所述气囊，另一端连接所述气动伸缩杆；所述回气管道一端连接所述气囊，另一端连接气动伸缩杆；所述充气管道内的气流从所述气动伸缩杆流向所述气囊；所述回气管道内的气流从所述气囊流向所述气动伸缩杆。

7.根据权利要求1~3、5、6任一项所述的黄土隧道施工辅助装置，其特征在于：所述架体包括底板、弧形外架和若干加强杆连接而成的加强架；所述弧形外架与所述隧道内侧壁形状相匹配，且所述弧形外架的两端连接所述底板；所述加强架连接所述弧形外架和底板；所述架体下方还设置有行走组件。

8.根据权利要求7所述的黄土隧道施工辅助装置，其特征在于：所述行走组件包括至少三个行走座架和多个安装在所述行走座架上的转动轮；每个所述行走座架上都安装有多个转动轮；所述行走座架固定在底板的下方，且所述行走座架远离所述底板的一面设置为与隧道底面相互平行的倾斜面或者平面或者弧形面；所述转动轮安装在所述倾斜面上或者所述平面上或者弧形面上。

9.根据权利要求8所述的黄土隧道施工辅助装置，其特征在于：所述行走座架远离所述底板的一面上对应所述转动轮设置有导向槽；所述导向槽内设置有沿所述导向槽延伸的压缩弹簧；所述压缩弹簧一端连接所述导向槽，另一端连接所述转动轮的安装板。

10.根据权利要求1~3、5、6、8、9任一项所述的黄土隧道施工辅助装置，其特征在于：包括多个支撑单体，每个所述单体包括支撑架和安装在支撑架上的多个支撑板；多个所述支撑单体之间通过连接轴连接。