隧道初期支護(hù)裝置及施工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種隧道初期支護(hù)裝置及施工方法，包括支撐臺(tái)車(chē)、模板以及氣囊組件，支撐臺(tái)車(chē)包括車(chē)架和設(shè)置在車(chē)架底部的走行機(jī)構(gòu)，車(chē)架包括多個(gè)沿車(chē)架長(zhǎng)度方向并排設(shè)置的門(mén)型支撐支架和用于連接門(mén)型支撐支架的連接梁，各門(mén)型支撐支架之間通過(guò)連接梁連接，走行機(jī)構(gòu)設(shè)置在位于車(chē)架長(zhǎng)度方向兩端的門(mén)型支撐支架的底部，模板為由多個(gè)弧形板段鉸接而成的拱形結(jié)構(gòu)，弧形板段上分布有若干注漿孔，模板罩在支撐臺(tái)車(chē)上方，模板與門(mén)型支撐支架之間設(shè)置有液壓伸縮桿，氣囊組件包括設(shè)置在各弧形板段側(cè)面的氣囊I和設(shè)置在位于模板下部的弧形板段底部的氣囊II。本發(fā)明能夠避免隧道初期支護(hù)噴射混凝土作業(yè)，減少環(huán)境污染，且可實(shí)現(xiàn)快速施工，提升隧道施工進(jìn)度。
【專利說(shuō)明】
隧道初期支護(hù)裝置及施工方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及隧道工程裝置領(lǐng)域，特別涉及一種隧道初期支護(hù)裝置及施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，鉆爆法隧道工程開(kāi)挖時(shí)，每一循環(huán)開(kāi)挖后，需在開(kāi)挖巖面施作初期支護(hù)噴射混凝土。現(xiàn)有技術(shù)中的施工方式，通常是采用混凝土噴射栗將預(yù)拌噴射料直接噴射在開(kāi)挖巖面上，由于一般噴射作業(yè)需要多次才能完成，這樣在噴射過(guò)程中，往往會(huì)產(chǎn)生大量粉塵，影響作業(yè)人員身體健康，而且噴射作業(yè)速度較為緩慢，影響隧道的施工進(jìn)度。
[0003]因此，急需開(kāi)發(fā)一種能夠避免隧道初期支護(hù)噴射混凝土作業(yè)，減少環(huán)境污染，且可實(shí)現(xiàn)快速施工，提升隧道施工進(jìn)度的隧道初期支護(hù)裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種隧道初期支護(hù)裝置及施工方法，能夠避免隧道初期支護(hù)噴射混凝土作業(yè)，減少環(huán)境污染，且可實(shí)現(xiàn)快速施工，提升隧道施工進(jìn)度。
[0005]本發(fā)明的隧道初期支護(hù)裝置，包括支撐臺(tái)車(chē)、模板以及氣囊組件，所述支撐臺(tái)車(chē)包括車(chē)架和設(shè)置在車(chē)架底部的走行機(jī)構(gòu)，所述車(chē)架包括多個(gè)沿車(chē)架長(zhǎng)度方向并排設(shè)置的門(mén)型支撐支架和用于連接門(mén)型支撐支架的連接梁，各門(mén)型支撐支架之間通過(guò)連接梁連接，所述走行機(jī)構(gòu)設(shè)置在位于車(chē)架長(zhǎng)度方向兩端的門(mén)型支撐支架的底部，所述模板為由多個(gè)弧形板段鉸接而成的拱形結(jié)構(gòu)，所述弧形板段上分布有若干注漿孔，所述模板罩在支撐臺(tái)車(chē)上方，所述模板與門(mén)型支撐支架之間設(shè)置有液壓伸縮桿，所述氣囊組件包括設(shè)置在各弧形板段側(cè)面的氣囊I和設(shè)置在位于模板下部的弧形板段底部的氣囊II。
[0006]進(jìn)一步，所述門(mén)型支撐支架包括上門(mén)型支架和下門(mén)型支架，上門(mén)型支架由對(duì)稱設(shè)置的立柱I和設(shè)置在兩立柱I之間的橫梁I組成，下門(mén)型支架由對(duì)稱設(shè)置的立柱I1、設(shè)置在兩立柱II之間的橫梁II以及設(shè)置在立柱II與橫梁II之間的斜支撐桿組成，所述上門(mén)型支架的立柱I焊接固定在下門(mén)型支架的橫梁II上。
[0007]進(jìn)一步，位于車(chē)架長(zhǎng)度方向兩端的門(mén)型支撐支架的各立柱II底部分別設(shè)置有走行機(jī)構(gòu)，所述走行機(jī)構(gòu)包括萬(wàn)向輪和用于固定車(chē)架位置的定位支撐腿，所述定位支撐腿頂部設(shè)有可沿立柱II縱向滑動(dòng)的滑套，所述滑套上設(shè)置有定位銷(xiāo)。
[0008]進(jìn)一步，所述模板包括位于模板上部的弧形板段1、位于模板中部且相互對(duì)稱的弧形板段II以及位于模板下部且相互對(duì)稱的弧形板段III，所述弧形板段I的兩端分別通過(guò)活動(dòng)鉸I與所對(duì)應(yīng)的弧形板段II的一端鉸接，各弧形板段II另一端分別通過(guò)活動(dòng)鉸II與所對(duì)應(yīng)的弧形板段III的一端鉸接。
[0009]進(jìn)一步，所述弧形板段1、弧形板段II和弧形板段III的兩側(cè)側(cè)面均設(shè)置有氣囊I，各弧形板段III的底部分別設(shè)置有氣囊II。
[0010]進(jìn)一步，所述弧形板段1、弧形板段II和弧形板段III上均分布有若干呈矩陣布置的注漿孔，各注漿孔之間的橫向間距和縱向間距均為I?2m。
[0011]進(jìn)一步，所述弧形板段1、弧形板段II和弧形板段III的內(nèi)弧面與門(mén)型支撐支架之間均設(shè)置有液壓伸縮桿。
[0012]進(jìn)一步，所述弧形板段1、弧形板段II和弧形板段III的外弧面上均設(shè)置有用于安裝支撐鋼架的H型支撐塊。
[0013]進(jìn)一步，所述車(chē)架的長(zhǎng)度為4?7m，各門(mén)型支撐支架之間的間距為I?1.5m。
[0014]本發(fā)明還公開(kāi)了一種隧道初期支護(hù)裝置的施工方法，包括以下步驟:
[0015]a.清除隧道爆破鉆渣，并測(cè)量放出隧道掌子面中線及標(biāo)高；
[0016]b.將支撐臺(tái)車(chē)移動(dòng)至掌子面位置，待支撐臺(tái)車(chē)就位后，通過(guò)定位支撐腿對(duì)支撐臺(tái)車(chē)位置進(jìn)行鎖定；
[0017]c.向氣囊組件中充氣，氣囊組件充氣后與模板和圍巖開(kāi)挖面之間形成封閉的注漿空間；
[0018]d.將注漿栗的栗管與模板上的注漿孔連通，通過(guò)注漿栗向注漿空間中注入砂漿，待氣囊組件與圍巖開(kāi)挖面之間的縫隙滲出砂漿時(shí)停止注漿；
[0019]e.當(dāng)注漿料凝固后，將氣囊組件放氣，并拆除模板，通過(guò)定位支撐腿對(duì)支撐臺(tái)車(chē)位置解鎖，將支撐臺(tái)車(chē)移動(dòng)至下一鉆進(jìn)位置，重復(fù)步驟a?d，直至完成所施工隧道的所有支護(hù)施工。
[0020]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明的隧道初期支護(hù)裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，能夠避免隧道初期支護(hù)噴射混凝土作業(yè)，減少環(huán)境污染，且可實(shí)現(xiàn)快速施工，提升隧道施工進(jìn)度，本發(fā)明的施工方法適用于隧道IV級(jí)及以上圍巖，可有效提高施工效率，縮短施工時(shí)間，保證施工質(zhì)量。
【附圖說(shuō)明】
[0021]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
[0022]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明支撐臺(tái)車(chē)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；
[0024]圖3為本發(fā)明弧形板段的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4為圖3的A向局部不意圖；
[0026]圖5為本發(fā)明支撐塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本發(fā)明支撐臺(tái)車(chē)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，圖3為本發(fā)明弧形板段的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為圖3的A向局部示意圖，圖5為本發(fā)明支撐塊的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示:本實(shí)施例的隧道初期支護(hù)裝置，包括支撐臺(tái)車(chē)、模板以及氣囊組件，所述支撐臺(tái)車(chē)包括車(chē)架和設(shè)置在車(chē)架底部的走行機(jī)構(gòu)，所述車(chē)架包括多個(gè)沿車(chē)架長(zhǎng)度方向并排設(shè)置的門(mén)型支撐支架和用于連接門(mén)型支撐支架的連接梁I，各門(mén)型支撐支架之間通過(guò)連接梁I連接，結(jié)構(gòu)牢靠，支撐強(qiáng)度高;所述走行機(jī)構(gòu)設(shè)置在位于車(chē)架長(zhǎng)度方向兩端的門(mén)型支撐支架的底部，便于支撐臺(tái)車(chē)移動(dòng)，使用方便;所述模板2為由多個(gè)弧形板段(弧形板段121、弧形板段1122和弧形板段III23)鉸接而成的拱形結(jié)構(gòu)，使其與隧道巖面結(jié)構(gòu)相適應(yīng)，更加便于施工，且各弧形板段之間采用鉸接固定，也便于對(duì)模板進(jìn)行調(diào)整和收起，所述弧形板段(弧形板段121、弧形板段1122和弧形板段III23)上分布有若干注漿孔3，用于連接注漿栗的栗管，便于注漿操作;所述模板2罩在支撐臺(tái)車(chē)上方，所述模板2與門(mén)型支撐支架之間設(shè)置有液壓伸縮桿4，通過(guò)液壓伸縮桿4實(shí)現(xiàn)對(duì)模板位置的調(diào)整，便于使用；所述氣囊組件包括設(shè)置在各弧形板段(弧形板段121、弧形板段1122和弧形板段III23)側(cè)面的氣囊15和設(shè)置在位于模板I下部的弧形板段(即弧形板段III23)底部的氣囊116，通過(guò)設(shè)置氣囊組件，使氣囊組件充氣后能夠與模板和圍巖開(kāi)挖面之間形成封閉的注漿空間，以供注漿，而注漿完成后，可通過(guò)對(duì)氣囊組件放氣，完成模板拆除，從而能夠有效避免隧道初期支護(hù)噴射混凝土作業(yè)，減少環(huán)境污染，且可實(shí)現(xiàn)快速施工，提升隧道施工進(jìn)度。
[0028]本實(shí)施例中，所述門(mén)型支撐支架包括上門(mén)型支架7和下門(mén)型支架8，上門(mén)型支架由對(duì)稱設(shè)置的立柱171和設(shè)置在兩立柱171之間的橫梁172組成，下門(mén)型支架8由對(duì)稱設(shè)置的立柱1181、設(shè)置在兩立柱1181之間的橫梁1182以及設(shè)置在立柱1181與橫梁1182之間的斜支撐桿83組成，所述上門(mén)型支架7的立柱171焊接固定在下門(mén)型支架8的橫梁1182上，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，整體強(qiáng)度高。本實(shí)施例的各門(mén)型支撐支架的上門(mén)型支架7的橫梁172之間通過(guò)上連接梁連接，各門(mén)型支撐支架的下門(mén)型支架8的橫梁1182之間通過(guò)中連接梁連接，各門(mén)型支撐支架的下門(mén)型支架8的立柱1181底部之間通過(guò)下連接梁連接，以保證門(mén)型支撐支架的支撐強(qiáng)度。
[0029]本實(shí)施例中，位于車(chē)架長(zhǎng)度方向兩端的門(mén)型支撐支架的各立柱1181底部分別設(shè)置有走行機(jī)構(gòu)，所述走行機(jī)構(gòu)包括萬(wàn)向輪9和用于固定車(chē)架位置的定位支撐腿10，所述定位支撐腿10頂部設(shè)有可沿立柱1181縱向滑動(dòng)的滑套11，所述滑套11上設(shè)置有定位銷(xiāo)12，通過(guò)松開(kāi)定位銷(xiāo)12，使滑套11能夠向上滑動(dòng)并帶動(dòng)定位支撐腿10上移，待定位支撐腿10上移到不會(huì)干涉萬(wàn)向輪9移動(dòng)的高度時(shí)，即可通過(guò)定位銷(xiāo)12將滑套11鎖定在立柱1181上，實(shí)現(xiàn)支撐臺(tái)車(chē)的移動(dòng)；當(dāng)支撐臺(tái)車(chē)移動(dòng)到位后，通過(guò)再次松開(kāi)定位銷(xiāo)12，使滑套11向下滑動(dòng)并帶動(dòng)定位支撐腿10下移，待定位支撐腿10完全落在地面上后，即可鎖緊定位銷(xiāo)，阻止萬(wàn)向輪9移動(dòng)，以固定支撐臺(tái)車(chē)的位置。
[0030]本實(shí)施例中，所述模板2包括位于模板2上部的弧形板段121、位于模板I中部且相互對(duì)稱的弧形板段1122以及位于模板I下部且相互對(duì)稱的弧形板段11123，所述弧形板段121的兩端分別通過(guò)活動(dòng)鉸I13a與所對(duì)應(yīng)的弧形板段1122的一端鉸接，各弧形板段1122另一端分別通過(guò)活動(dòng)鉸II13b與所對(duì)應(yīng)的弧形板段III23的一端鉸接，以便于對(duì)模板I進(jìn)行微調(diào)，更加便于使用，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工制作，成本低。
[0031]本實(shí)施例中，所述弧形板段121、弧形板段1122和弧形板段III23的兩側(cè)側(cè)面均設(shè)置有氣囊15，各弧形板段III3的底部分別設(shè)置有氣囊116，使氣囊15和氣囊116充氣后能夠與模板I和圍巖開(kāi)挖面之間形成封閉的注漿空間，以便于注漿操作。
[0032]本實(shí)施例中，所述弧形板段121、弧形板段1122和弧形板段III23上均分布有若干呈矩陣布置的注漿孔3，各注漿孔3之間的橫向間距和縱向間距均為I?2m，便于快速注漿，提高施工效率，且能夠有效避免隧道初期支護(hù)噴射混凝土作業(yè)，減少環(huán)境污染，利于環(huán)保。
[0033]本實(shí)施例中，所述弧形板段121、弧形板段1122和弧形板段III23的內(nèi)弧面與門(mén)型支撐支架之間均設(shè)置有液壓伸縮桿4，更加便于液壓伸縮桿4對(duì)模板I的位置進(jìn)行調(diào)整和控制，方便使用。
[0034]本實(shí)施例中，所述弧形板段121、弧形板段1122和弧形板段III23的外弧面上均設(shè)置有用于安裝支撐鋼架的H型支撐塊14，用于安放初期支護(hù)支撐鋼架，使支撐鋼架能夠預(yù)先安放在模板I上，并隨模板I 一起移動(dòng)就位。
[0035]本實(shí)施例中，所述車(chē)架的長(zhǎng)度為4?7m，各門(mén)型支撐支架之間的間距為I?1.5m，車(chē)架的長(zhǎng)度根據(jù)各門(mén)型支撐支架之間的間距進(jìn)行設(shè)定，而門(mén)型支撐支架的數(shù)量根據(jù)實(shí)際使用需要而定，以適應(yīng)所施工隧道的使用要求。
[0036]本發(fā)明還公開(kāi)了一種利用隧道初期支護(hù)裝置進(jìn)行隧道初期支護(hù)施工的施工方法，包括以下步驟:
[0037]a.清除隧道爆破鉆渣，并測(cè)量放出隧道掌子面中線及標(biāo)高；
[0038]b.將支撐臺(tái)車(chē)移動(dòng)至掌子面位置，待支撐臺(tái)車(chē)就位后，通過(guò)定位支撐腿10對(duì)支撐臺(tái)車(chē)位置進(jìn)行鎖定；
[0039]c.向氣囊組件中充氣，氣囊組件充氣后與模板2和圍巖開(kāi)挖面之間形成封閉的注漿空間；
[0040]d.將注漿栗的栗管與模板2上的注漿孔3連通，通過(guò)注漿栗向注漿空間中注入砂漿，待氣囊組件與圍巖開(kāi)挖面之間的縫隙滲出砂漿時(shí)停止注漿；
[0041]e.當(dāng)注漿料凝固后，將氣囊組件放氣，并拆除模板2，通過(guò)定位支撐腿10對(duì)支撐臺(tái)車(chē)位置解鎖，將支撐臺(tái)車(chē)移動(dòng)至下一鉆進(jìn)位置，重復(fù)步驟a?d，直至完成所施工隧道的所有支護(hù)施工;本施工方法適用于隧道IV級(jí)及以上圍巖，可有效提高施工效率，縮短施工時(shí)間，保證施工質(zhì)量。
[0042]最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種隧道初期支護(hù)裝置，其特征在于:包括支撐臺(tái)車(chē)、模板以及氣囊組件，所述支撐臺(tái)車(chē)包括車(chē)架和設(shè)置在車(chē)架底部的走行機(jī)構(gòu)，所述車(chē)架包括多個(gè)沿車(chē)架長(zhǎng)度方向并排設(shè)置的門(mén)型支撐支架和用于連接門(mén)型支撐支架的連接梁，各門(mén)型支撐支架之間通過(guò)連接梁連接，所述走行機(jī)構(gòu)設(shè)置在位于車(chē)架長(zhǎng)度方向兩端的門(mén)型支撐支架的底部，所述模板為由多個(gè)弧形板段鉸接而成的拱形結(jié)構(gòu)，所述弧形板段上分布有若干注漿孔，所述模板罩在支撐臺(tái)車(chē)上方，所述模板與門(mén)型支撐支架之間設(shè)置有液壓伸縮桿，所述氣囊組件包括設(shè)置在各弧形板段側(cè)面的氣囊I和設(shè)置在位于模板下部的弧形板段底部的氣囊II。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道初期支護(hù)裝置，其特征在于:所述門(mén)型支撐支架包括上門(mén)型支架和下門(mén)型支架，上門(mén)型支架由對(duì)稱設(shè)置的立柱I和設(shè)置在兩立柱I之間的橫梁I組成，下門(mén)型支架由對(duì)稱設(shè)置的立柱I1、設(shè)置在兩立柱II之間的橫梁II以及設(shè)置在立柱II與橫梁II之間的斜支撐桿組成，所述上門(mén)型支架的立柱I焊接固定在下門(mén)型支架的橫梁II上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的隧道初期支護(hù)裝置，其特征在于:位于車(chē)架長(zhǎng)度方向兩端的門(mén)型支撐支架的各立柱II底部分別設(shè)置有走行機(jī)構(gòu)，所述走行機(jī)構(gòu)包括萬(wàn)向輪和用于固定車(chē)架位置的定位支撐腿，所述定位支撐腿頂部設(shè)有可沿立柱II縱向滑動(dòng)的滑套，所述滑套上設(shè)置有定位銷(xiāo)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道初期支護(hù)裝置，其特征在于:所述模板包括位于模板上部的弧形板段1、位于模板中部且相互對(duì)稱的弧形板段II以及位于模板下部且相互對(duì)稱的弧形板段III，所述弧形板段I的兩端分別通過(guò)活動(dòng)鉸I與所對(duì)應(yīng)的弧形板段II的一端鉸接，各弧形板段II另一端分別通過(guò)活動(dòng)鉸II與所對(duì)應(yīng)的弧形板段III的一端鉸接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的隧道初期支護(hù)裝置，其特征在于:所述弧形板段1、弧形板段II和弧形板段III的兩側(cè)側(cè)面均設(shè)置有氣囊I，各弧形板段III的底部分別設(shè)置有氣囊II。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的隧道初期支護(hù)裝置，其特征在于:所述弧形板段1、弧形板段II和弧形板段III上均分布有若干呈矩陣布置的注漿孔，各注漿孔之間的橫向間距和縱向間距均為I?2m。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的隧道初期支護(hù)裝置，其特征在于:所述弧形板段1、弧形板段II和弧形板段III的內(nèi)弧面與門(mén)型支撐支架之間均設(shè)置有液壓伸縮桿。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的隧道初期支護(hù)裝置，其特征在于:所述弧形板段1、弧形板段II和弧形板段III的外弧面上均設(shè)置有用于安裝支撐鋼架的H型支撐塊。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道初期支護(hù)裝置，其特征在于:所述車(chē)架的長(zhǎng)度為4?7m，各門(mén)型支撐支架之間的間距為I?1.5m。10.—種利用權(quán)利要求1至9中任一權(quán)利要求所述的隧道初期支護(hù)裝置進(jìn)行隧道初期支護(hù)施工的施工方法，其特征在于包括以下步驟: a.清除隧道爆破鉆渣，并測(cè)量放出隧道掌子面中線及標(biāo)高； b.將支撐臺(tái)車(chē)移動(dòng)至掌子面位置，待支撐臺(tái)車(chē)就位后，通過(guò)定位支撐腿對(duì)支撐臺(tái)車(chē)位置進(jìn)行鎖定； c.向氣囊組件中充氣，氣囊組件充氣后與模板和圍巖開(kāi)挖面之間形成封閉的注漿空間； d.將注漿栗的栗管與模板上的注漿孔連通，通過(guò)注漿栗向注漿空間中注入砂漿，待氣囊組件與圍巖開(kāi)挖面之間的縫隙滲出砂漿時(shí)停止注漿；e.當(dāng)注漿料凝固后，將氣囊組件放氣，并拆除模板，通過(guò)定位支撐腿對(duì)支撐臺(tái)車(chē)位置解鎖，將支撐臺(tái)車(chē)移動(dòng)至下一鉆進(jìn)位置，重復(fù)步驟a?d，直至完成所施工隧道的所有支護(hù)施工。
【文檔編號(hào)】E21D11/10GK106089258SQ201610716126
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年8月24日
【發(fā)明人】王悅, 王清江
【申請(qǐng)人】重慶工商職業(yè)學(xué)院, 王清江