CN217681816U - 一种隧道扩挖移动式保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种隧道扩挖移动式保护装置，包括前架体和后架体，前架体和后架体均具有车辆进出口，前架体与后架体的前端连接，后架体的后端设有第一升降驱动件，第一升降驱动件与升降平台连接，前架体的顶面和侧面覆盖有防护壁，后架体的顶面设置有工作平台，前架体和后架体的底部均安装有第一行走机构，采用本实用新型的保护装置降低了隧道扩挖对交通的影响。

Description

一种隧道扩挖移动式保护装置

技术领域

本实用新型涉及隧道施工设备技术领域，具体涉及一种隧道扩挖移动式保护装置。

背景技术

这里的陈述仅提供与本实用新型相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

目前，随着交通量不断的增加，早期修建的隧道越来越不能满足日益增加的交通需求，因此大量早期隧道需要扩大其横截面来消除交通堵塞的问题，发明人发现，现阶段，扩挖隧道绝大部分都是通过封闭交通的情况下进行的，尤其是中长隧道，施工周期长，对于附近没有其他路线通行的造成了极大的不便。同时扩挖采取的方式主要是爆破开挖和机械开挖两种，尤其是爆破开挖，现有的方法无法在短时间内恢复交通，对社会的正常运作带来了极大的影响。

实用新型内容

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种隧道扩挖移动式保护装置，降低了隧道扩挖对交通的影响。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型的实施例提供了一种隧道扩挖移动式保护装置，包括前架体和后架体，前架体和后架体均具有车辆进出口，前架体与后架体的前端连接，后架体的后端设有第一升降驱动件，第一升降驱动件与升降平台连接，前架体的顶面和侧面覆盖有防护壁，后架体的顶面设置有工作平台，前架体和后架体的底部均安装有第一行走机构。

可选的，所述防护壁包括钢板，所述钢板铺设在前架体表面，钢板表面铺设有防爆垫，防爆垫表面铺设有纤维薄膜。

可选的，所述前架体和后架体的连接位置处设置有集尘设备。

可选的，所述前架体和后架体均包括多个支架，多个支架通过纵向连接梁连接为一个整体。

可选的，所述支架包括横梁机构，所述横梁机构的一端与第一立柱的顶端连接，横梁机构的另一端与第二立柱的顶端连接。

可选的，前架体中，相邻的第一立柱之间设有斜支撑，相邻的第二立柱之间设有斜支撑。

可选的，所述横梁机构包括横梁滑套，所述横梁滑套内设有水平设置的第一直线运动驱动件和第二直线运动驱动件，所述第一直线运动驱动件的运动部通过第一滑动梁与第一立柱的顶端连接，第二直线运动驱动件的运动部通过第二滑动梁与第二立柱的顶端连接。

可选的，所述第一立柱和第二立柱均设有第二升降驱动件，所述第二升降驱动件与第二行走机构连接，第二行走机构的行走方向与第一行走机构的行走方向相互垂直。

可选的，所述前台架中的第一滑动梁和第二滑动梁的端面与水平面呈设定夹角，且远离前台架中心一端的高度小于另一端的高度。

可选的，所述前架体前端可拆卸的连接有分隔板，所述后架体的后端可拆卸的连接有分隔板。

上述本实用新型的有益效果如下：

1.本实用新型的保护装置，前台架和后台架底部安装有第一行走机构，能够沿隧道纵向行进，相对于传统的固定式保护装置，无需全线安装，全线加强，只需要将保护装置移动至爆破位置即可，可以针对性的进行加护，大大节约了施工成本，同时提高了施工效率，由于前架体和后架体均具有车辆进出口，使得前架体和后架体允许交通通行，所以不会妨碍隧道内交通的通行，同时前架体和后架体具有一定的保护作用，施工时，只需要在爆破前后的设定时间范围内停止交通通行，其余时间交通可正常通行，与传统的隧道扩挖整个施工周期均对交通封闭相比，降低了对交通正常通行的影响。

2.本实用新型的保护装置，前架体设置有斜支撑，并具有防护壁，保证了前架体1受爆破冲击的承载能力，使整个保护装置具有足够的结构强度，进而保证了施工过程的安全。

3.本实用新型的保护装置，具有第一升降驱动件、升降平台和工作平台，方便将爆破施工设备运动至工作平台，利用工作平台可进行装药等施工工序，施工方便快捷。

4.本实用新型的保护装置，通过第一直线驱动件、第二直线驱动件及第二行走机构能够调节前架体和后架体的宽度，从而改变通行车辆通道的宽度，满足了不同情况下交通通行的需求，降低了扩挖施工对交通通行的影响。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1是本实用新型实施例1整体结构主视图；

图2是本实用新型实施例1前架体断面图；

图3是本实用新型实施例1后架体断面图；

图4是本实用新型实施例1分隔板结构示意图；

其中，1.前架体，2.后架体，3.第一立柱，4.第二立柱，5.纵向连接梁，6.第一行走机构，7.第一导轨，8.横梁滑套，9.第一宽度调节油缸，10.第一滑动梁，11.第二宽度调节油缸，12.第二滑动梁，13.第二升降油缸，14.第二行走机构，15.防护壁，16.斜支撑，17.第一升降油缸，18.升降平台，19.工作平台，20.集尘器，21.橡胶管，22.原隧道，23.掌子面，24.分隔板，24-1.防爆垫，24-2.门板，24-3.增强纤维片，25.上方通道，26.两侧施工通道，27.新隧道，28.钻孔，29.横向支撑。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供了一种隧道扩挖移动式保护装置，如图1-图4所示，包括前架体1和后架体2，所述前架体1的后端与后架体2的前端固定，形成一个整体式架体结构。本实施例中，所述前架体1和后架体2均具有车辆进出口，使得前架体和后架体内部具有用于交通通行的空间，使得隧道扩挖施工时，降低了对交通通行的影响。

所述前架体1和后架体2均包括多个平行设置的支架，所述支架包括横梁机构，所述横梁机构的一端与第一立柱3的顶端固定，横梁机构的另一端与第二立柱4的顶端固定，横梁机构、第一立柱3和第二立柱4共同构成门型结构。

前架体1的多个第一立柱3通过多个纵向连接梁5连接成为一个整体，多个第二立柱4通过多个纵向连接梁5连接成为一个整体，所述后架体2的多个第一立柱3通过多个纵向连接梁5连接成为一个整体，多个第二立柱4通过多个纵向连接梁5连接成为一个整体，前架体1和后架体2也通过纵向连接梁5连接成为一个整体的架体结构。

隧道内的车辆能够再第一立柱3和、第二立柱4和横梁机构之间的空间进行正常的交通通行。

第一立柱3和第二立柱4底端所连接的纵向连接梁5安装有第一行走机构6，前架体1和后架体2能够通过第一行走机构6沿隧道的纵向运动。

所述第一行走机构6包括第一行走轮，第一行走轮的轴线与隧道的纵向垂直，第一行走轮能够与安装在隧道内的第一导轨7配合，第一导轨7沿隧道纵向设置，所述第一行走轮与安装在纵向连接梁5上的行走驱动机构连接，行走驱动机构包括电机和减速机，电机、减速机安装在纵向连接梁5上，减速机的输出轴与第一行走轮连接。

第一立柱3和第二立柱4底端的纵向连接梁5至少设置两个第一行走机构6，可以理解的是，第一行走机构6的数量可根据实际需要进行设置。

电机能够带动第一行走轮转动，进而带动前架体1和后架体2沿第一导轨7行进，即沿隧道纵向行进。

进一步的，为了实现交通通行量的调节，所述横梁机构包括横梁滑套8，所述横梁滑套8采用空心梁，横梁滑套8内设置有第一直线驱动件和第二直线驱动件，所述第一直线驱动件和第二直线驱动件轴线水平设置且相对于横梁滑套8的中心对称设置。

所述第一直线驱动件和第二直线驱动件采用能够输出直线运动的设备，例如气缸、油缸或直线电机等，本实施例中，所述第一直线驱动件采用第一宽度调节油缸9，所述第一宽度调节油缸9的缸体与横梁滑套8固定，所述第一宽度调节油缸9的活塞杆与第一滑动梁10固定连接，所述第一滑动梁10与横梁滑套8滑动连接，第一宽度调节油缸9能够带动第一滑动梁10沿水平方向运动，所述第二直线驱动件采用第二宽度调节油缸11，所述第二宽度调节油缸11的缸体与横梁滑套8固定，第二宽度调节油缸11的活塞杆与第二滑动梁12固定连接，所述第二滑动梁12与横梁滑套8滑动连接，所述第一滑动梁10与第一立柱3的顶端固定连接，所述第二滑动梁12与第二立柱4的顶端固定连接。

设定的支架的所述第一立柱3和第二立柱4均安装有第二升降驱动件，第二升降驱动件的轴线竖向设置，所述第二升降驱动件采用能够输出竖向直线运动的设备例如气缸或油缸或直线电机等，本实施例中，所述第二升降驱动件采用第二升降油缸13，以第一立柱3上的第二升降油缸13为例进行说明，所述第二升降油缸13的缸体固定在第一立柱3上，所述第二升降油缸13的活塞杆与第二行走机构14连接，所述第二行走机构14采用第二行走轮，所述第二行走轮的轴线与第一行走轮的轴线垂直，所述隧道内铺设有与第二行走轮相匹配的第二导轨，所述第二导轨垂直与第一导轨7设置，本实施例中，当前架体1和后架体2运动至安装有第二升降驱动见的支架与第二导轨对齐时，第二升降油缸13工作，使得第二行走轮与第二导轨接触，同时第一行走轮脱离第一导轨7，第一宽度调节油缸9和第二宽度调节油缸11工作，通过第二行走轮带动第一立柱3和第二立柱4沿第二导轨运动，进而调节第一立柱3和第二立柱4之间的距离，实现了第一立柱3和第二立柱4之间交通通行量的调节。

本实施例的保护装置使用时，所述前架体1用于运动至原隧道22内部，因此会承受爆破产生的爆破荷载，因此，在前架体1的顶面和两个外侧面设置防护壁15，所述防护壁15包括钢板，第一立柱3的外侧面固定有钢板，第二立柱4的外侧面固定有钢板，所述横梁滑套8的上表面固定有钢板，所述第一滑动梁10和第二滑动梁12的外端端部设置有钢板，所述钢板表面铺设有防爆垫，所述防爆垫表面铺设有纤维薄膜，所述防爆垫由合成橡胶纤维编织而成，纤维薄膜采用芳香族聚酰胺织布制成，具有很高的抗冲击性，因此即使在爆破时被飞石击中也几乎不会对其造成损伤，通过叠加这些柔性结构的薄膜和垫层，几乎可以避免爆破时的冲击和飞溅物对前架体和后架体的影响。

进一步的，为了更好的让防爆垫承受爆破带来的冲击力，所述第一滑动梁10和第二滑动梁12的外侧端面均为倾斜面，进行倒角处理，即第一滑动梁10和第二滑动梁12端面靠近前架体1中心一端的高度大于另一端的高度。

进一步的，为了提高前架体1受爆破产生冲击力的承载能力，前架体1的相邻第一立柱3之间设有斜支撑16，相邻第二立柱4之间设有斜支撑16。

由于所述后架体2不承受爆破产生的冲击荷载，所以后架体2无需设置防护壁15。

所述后架体2前端与前架体1固定，其后端固定有第一升降驱动件，第一升降驱动件的轴线竖向设置，所述第一升降驱动件采用气缸或油缸或直线电机等能够输出直线运动的设备，本实施例中，所述第一升降驱动件采用第一升降油缸17，所述第一升降油缸17固定在后架体2后端安装的油缸座上，第一升降油缸17的活塞杆与升降平台18连接。

本实施例中，所述后架体2位于后端的第一立柱3和第二立柱4均固定有第一升降油缸17，所述升降平台18采用门型结构，包括与第一升降油缸17的活塞杆固定的第一平台部及设置在两个第一平台部之间的第二平台部，所述第二平台部采用伸缩板结构。

当需要交通正常通行时，第一升降油缸17带动升降平台运动至后架体顶部位置，留出交通通行的通道。所述第二平台部采用现有的伸缩板结构，满足第一立柱和第二立柱之间距离变化的需求。

进一步的，为了提高升降平台18升降的稳定型，所述第一升降油缸17设置多个。且升降平台的第一平台部与后架体后端设置的竖板通过滑槽滑动连接，所述后架体后端的第一立柱和第二立柱均固定有竖板。

所述后架体2的顶面设置有工作平台19，所述工作平台19固定在后架体2的横梁滑套8上。

本实施例中，为了避免施工过程对隧道内的环境污染，所述后架体2和前架体1交界位置处设置有集尘器20，所述集尘器20采用过滤式集尘器，所述过滤式集尘器采用现有设备即可，由风机、过滤箱、以及反喷机构等组成，集尘器20设置在后架体2靠近前架体1的端部，且设置在后架体2的顶部位置，为了提高除尘效率，缩短由爆破产生的灰尘带来的封闭道路时间，所述集尘器20连接有多个橡胶管21作为导向管，所述橡胶管21一端与集尘器20连接，另一端延伸至前架体1，并与前架体1固定。

本实施例的保护装置使用时，整个保护装置由第一行走机构6带动沿隧道纵向方向行进，所述前架体1进入原隧道22部分，钻机等施工设备进入后架体2后端的升降平台18，第一升降油缸17带动升降平台18起升，对钻机等施工设备进行提升，钻机等施工设备运至后架体2顶面的工作平台19。对隧道待扩挖部分的顶部的掌子面23部分进行钻孔28，待扩挖部分侧部的掌子面23高度较低的部分无需在工作平台19上利用钻机施工，可在隧道地面上利用钻机施工。

钻孔28施工完毕后借助作业车进行装药，装药过程中控制好装药量，装药完成后，撤出钻机等相关的施工机械，在后架体2的后端安装分隔板24，在前台架前端安装分隔板24，所述分隔板24包括依次设置的防爆垫24-1、门板24-2和增强纤维片24-3，增强纤维片24-3靠近爆破侧设置，且增强纤维片设置两片，所述防爆垫24-1由合成橡胶纤维编织而成，增强纤维片采用芳香族聚酰胺织布制成，分隔板24施工完成后，进行爆破，形成扩挖的新隧道27部分。

后架体2的分隔板24利用门板24-2通过螺栓与其后端的横梁滑套8可拆卸固定连接，且分隔板24的高度能够使其贴住扩挖后隧道的顶部衬砌，前架体1的分隔板24利用门板24-2通过螺栓与横梁滑套8可拆卸固定连接，且分隔板24的高度能够使其贴住原隧道22的顶部衬砌。分隔板能够将围合住爆破空间。前架体上的分隔板24用于用以封闭隧道围岩和前台架之间的剖面，以削减对后架体2的冲击，后架体上的分隔板24作用略有不同，主要拦截前方分隔板未能拦截的碎石、灰尘，以及减少噪音，所以可在其内部填充玻璃棉，爆破的影响不会超出由分隔板分隔的范围。

施工期间无需长时间封闭道路，每进尺仅全面限制通行大约20分钟，以完成爆破作业以及通过集尘器20清理隧道内的灰尘，爆破作业完成后即可解除对道路的封闭，允许一般车辆进入交通车辆通道通行,于此同时运输机械从前架体1和后架体2两侧施工通道26进入拉出碎石，前架体1和后架体2上方的上方通道25设置机械对碎石进行分拣并及时清理，碎石清理完毕后喷涂混凝土使其稳定，随后搭建钢支撑，钢丝网并进行二次喷涂。可选的加入其他措施使其更加稳定，完成本循环操作后，通过下方的第一行走机构6进入到下一循环。

爆破施工时，还可以在前架体1的第一立柱3和第二立柱4之间设置横向支撑29，横向支撑与第一立柱3和第二立柱4可拆卸连接，用于进一步增强前架体1的强度。

车辆到达高峰时，当前单车道无法满足交通需求，暂停施工，所有施工机械驶出通道，首先通过第一行走机构6使得第二行走机构14进入预先铺设的第二导轨中，第二升降油缸13工作，使得第二行走机构14与第二导轨接触，第二行走轮受力，抬起第一导轨7上的第一行走轮，通过第一直线驱动件、第二直线驱动件提供动力进行第一立柱3和第二立柱4的张开移动，单车道变为双车道提高了交通容量，缓解了交通拥堵。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种隧道扩挖移动式保护装置，其特征在于，包括前架体和后架体，前架体和后架体均具有车辆进出口，前架体与后架体的前端连接，后架体的后端设有第一升降驱动件，第一升降驱动件与升降平台连接，前架体的顶面和侧面覆盖有防护壁，后架体的顶面设置有工作平台，前架体和后架体的底部均安装有第一行走机构。

2.如权利要求1所述的一种隧道扩挖移动式保护装置，其特征在于，所述防护壁包括钢板，所述钢板铺设在前架体表面，钢板表面铺设有防爆垫，防爆垫表面铺设有纤维薄膜。

3.如权利要求1所述的一种隧道扩挖移动式保护装置，其特征在于，所述前架体和后架体的连接位置处设置有集尘设备。

4.如权利要求1所述的一种隧道扩挖移动式保护装置，其特征在于，所述前架体和后架体均包括多个支架，多个支架通过纵向连接梁连接为一个整体。

5.如权利要求4所述的一种隧道扩挖移动式保护装置，其特征在于，所述支架包括横梁机构，所述横梁机构的一端与第一立柱的顶端连接，横梁机构的另一端与第二立柱的顶端连接。

6.如权利要求5所述的一种隧道扩挖移动式保护装置，其特征在于，前架体中，相邻的第一立柱之间设有斜支撑，相邻的第二立柱之间设有斜支撑。

7.如权利要求5所述的一种隧道扩挖移动式保护装置，其特征在于，所述横梁机构包括横梁滑套，所述横梁滑套内设有水平设置的第一直线运动驱动件和第二直线运动驱动件，所述第一直线运动驱动件的运动部通过第一滑动梁与第一立柱的顶端连接，第二直线运动驱动件的运动部通过第二滑动梁与第二立柱的顶端连接。

8.如权利要求7所述的一种隧道扩挖移动式保护装置，其特征在于，所述第一立柱和第二立柱均设有第二升降驱动件，所述第二升降驱动件与第二行走机构连接，第二行走机构的行走方向与第一行走机构的行走方向相互垂直。

9.如权利要求7所述的一种隧道扩挖移动式保护装置，其特征在于，所述前架体中的第一滑动梁和第二滑动梁的端面与水平面呈设定夹角，且远离前台架中心一端的高度小于另一端的高度。

10.如权利要求1所述的一种隧道扩挖移动式保护装置，其特征在于，所述前架体前端可拆卸的连接有分隔板，所述后架体的后端可拆卸的连接有分隔板。

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