一种隧道支撑结构及其使用方法

文档序号:1885942 发布日期:2021-11-26 浏览:20次 >En<

阅读说明:本技术 一种隧道支撑结构及其使用方法 (Tunnel supporting structure and using method thereof ) 是由 顾鹏 杨忠良 毛敬国 于得水 杜金启 黄海江 于 2021-09-26 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种隧道支撑结构及其使用方法,其包括固定台,固定台上方设有定位板,固定台设有若干滚轮,固定台连接有两个立柱,两个立柱均与定位板固定连接,固定台设有驱动两个立柱上下移动的调节组件,定位板设有若干支撑组件,支撑组件包括第一支撑板、第二支撑板和横板,横板固定连接有第一弹性层。将固定台移动到隧道开挖点处,通过调节组件将定位板调节到靠近隧道顶部位置,使所有第一弹性层均与隧道顶部内壁紧密贴合,实现对隧道的支撑;随着隧道开挖的推进,先通过调节组件使第一弹性层与隧道顶部内壁分离,再通过滚轮使固定台随之进行移动,再对新的开挖点进行支撑,操作较为简单方便,有利于节省人力物力。(The invention discloses a tunnel supporting structure and a using method thereof, and the tunnel supporting structure comprises a fixed table, wherein a positioning plate is arranged above the fixed table, the fixed table is provided with a plurality of idler wheels, the fixed table is connected with two stand columns, the two stand columns are both fixedly connected with the positioning plate, the fixed table is provided with an adjusting assembly for driving the two stand columns to move up and down, the positioning plate is provided with a plurality of supporting assemblies, each supporting assembly comprises a first supporting plate, a second supporting plate and a transverse plate, and the transverse plate is fixedly connected with a first elastic layer. Moving the fixed station to a tunnel excavation point, adjusting the positioning plate to a position close to the top of the tunnel through the adjusting assembly, and enabling all the first elastic layers to be tightly attached to the inner wall of the top of the tunnel to support the tunnel; along with the propulsion of tunnel excavation, earlier make first elastic layer and tunnel top inner wall separation through adjusting part, rethread gyro wheel makes the fixed station remove thereupon, supports new excavation point again, and the operation is comparatively simple and convenient, is favorable to using manpower sparingly material resources.)

一种隧道支撑结构及其使用方法

技术领域

本发明涉及建筑工程领域,尤其是涉及一种隧道支撑结构及其使用方法。

背景技术

隧道是一种较为常见的交通设施,可供行人车辆通过,部分隧道还专用于火车、地铁等交通工具通行。隧道可分为交通隧道、水工隧道、市政隧道等。在隧道的建设开挖过程中,一般配套设置有支撑结构,以便防止围岩变形或者坍塌。

相关技术中,在隧道的建造过程中,可能发生塌方、土石松动等情况。为了控制围岩应力释放和变形,增加结构的安全性和强度,以便后续的施工,一般在开挖的隧道内采用初期支护进行支撑,初期支护一般采用钢拱架,将钢拱架固定在隧道拱形的内壁。

针对上述中的相关技术,发明人认为,隧道在开挖过程中使用初期支护进行支撑时,随着隧道开挖的进行,需要在靠近开挖点处不停的铺设初期支护,并且后期需要对初期支护进行拆卸,需要消耗较多的人力物力。

发明内容

为了节省人力物力,本申请提供一种隧道支撑结构及其使用方法。

第一方面,本申请提供一种隧道支撑结构,采用如下的技术方案:

一种隧道支撑结构,包括固定台,所述固定台上方设有定位板,固定台设有若干滚轮,固定台连接有两个立柱,两个立柱均与定位板固定连接,固定台设有驱动两个立柱上下移动的调节组件,定位板设有若干支撑组件,支撑组件包括第一支撑板、第二支撑板和横板,第一支撑板与第二支撑板交叉设置,第一支撑板上端部和第二支撑板上端部均与横板相连,横板固定连接有第一弹性层。

通过采用上述技术方案,将固定台移动到隧道开挖点处,通过调节组件将定位板调节到靠近隧道顶部位置,使所有第一弹性层均与隧道顶部内壁紧密贴合,实现对隧道的支撑;随着隧道开挖的推进,先通过调节组件使第一弹性层与隧道顶部内壁分离,再通过滚轮使固定台随之进行移动,再对新的开挖点进行支撑,操作较为简单方便,有利于节省人力物力。

可选的,所述第一支撑板与第二支撑板转动连接,横板下端面开设有第一滑槽,第一支撑板上端部和第二支撑板上端部均转动连接有第一滑块,第一滑块均与第一滑槽滑动连接,第一滑块连接有第一定位螺栓,第一滑槽内开设有若干与第一定位螺栓相适配的第一螺孔,定位板上端面开设有第二滑槽,第一支撑板下端部和第二支撑板下端部均转动连接有第二滑块,第二滑块均与第二滑槽滑动连接。

通过采用上述技术方案,支撑组件对隧道顶部内壁进行支撑时,通过转动第一支撑板和第二支撑板,对第一弹性层的高度进行,再通过第一定位螺栓对横板的位置进行固定,使第一弹性层与隧道顶部内壁贴合的较为紧密,有利于提高对隧道的支撑效果。

可选的,所述定位板设有若干辅助构件,辅助构件与支撑组件沿定位板长度方向交错设置,辅助构件包括螺纹杆和第二弹性层,螺纹杆穿过定位板且与定位板螺纹连接,第二弹性层与螺纹杆上端部固定连接。

通过采用上述技术方案,辅助构件的第二弹性层对隧道进行支撑,使得第二弹性层与隧道顶部内壁紧密贴合,有利于进一步提高对隧道的支撑效果。

可选的,所述定位板上端面固定连接有若干与螺纹杆相适配的弧形板,弧形板中部开设有与螺纹杆相适配的通孔,螺纹杆沿高度方向开设有若干互相平行的横孔,弧形板穿设有与横孔相适配的横杆,横杆与弧形板的一端滑动连接,横杆与弧形板的另一端螺纹连接。

通过采用上述技术方案,弧形板对螺纹杆起到限位支撑作用,防止螺纹杆在上下移动过程中发生偏移;横杆便于对螺纹杆的位置进行固定,防止螺纹杆发生转动,有利于保障第二弹性层对隧道的支撑效果。

可选的,所述调节组件包括电机、转轴、第一齿条、第二齿条、第一齿轮和第二齿轮,电机固设于固定台外壁,转轴位于固定台内部,电机输出轴与转轴固定连接,第一齿轮和第二齿轮固定连接于转轴的两端,第一齿条与其中一个立柱固定连接,第二齿条与另一个立柱固定连接,第一齿轮与第一齿条相啮合,第二齿轮与第二齿条相啮合。

通过采用上述技术方案,对定位板的高度进行调节时,电机输出轴转动带动转轴转动,转轴转动带动第一齿轮和第二齿轮转动,使得两个立柱同步上移或下移,实现对定位板高度的调节较为方便。

可选的,所述立柱背离转轴的一端沿高度方向开设有若干限位槽,固定台滑动连接有与限位槽相适配的垫块,垫块连接有第二定位螺栓。

通过采用上述技术方案,立柱位置固定后,垫块滑动至立柱相应高度位置的限位槽内,垫块对立柱进行限位支撑,便于减小对第一齿轮和第二齿轮造成的磨损。

可选的,所述固定台靠近滚轮处转动连接有连接杆,连接杆背离固定台的一端转动连接有定位盘,定位盘沿周向连接有若干地脚螺栓,连接杆中部固定连接有第三定位螺栓,固定台开设有与第三定位螺栓相适配的第三螺孔。

通过采用上述技术方案,转动连接杆使定位盘与地面贴合,再通过地脚螺栓将定位盘与地面固定,防止固定台发生移动,有利于保障对隧道的支撑效果。

可选的,所述滚轮下方设有与滚轮相适配的导轨,导轨包括若干导杆,相邻的导杆卡接。

通过采用上述技术方案,滚轮沿导轨进行移动,便于减小滚轮与底面之间的摩擦;滚轮在向前移动时,后端的导杆拆下并与滚轮移动方向一端的导杆卡接,操作较为省力方便,有利于节省物力。

第二方面,本申请提供一种隧道支撑结构的使用方法,采用如下的技术方案:

一种隧道支撑结构的使用方法,包括:操作人员通过移动滚轮,将隧道支撑结构移动到隧道的开挖点处,通过调节组件将定位板调节到靠近隧道顶部位置处,使第一弹性层均与隧道顶部内壁紧密贴合,实现隧道支撑结构对隧道的支撑;随着隧道开挖的推进,操作人员通过调节组件使定位板下移,使得第一弹性层与隧道顶部内壁分离,再通过移动滚轮,进而固定台随之进行移动,再将定位板上移,使第一弹性层再与隧道顶部内壁紧密贴合,实现对新的开挖点进行支撑。

综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:

1.将固定台移动到隧道开挖点处,通过调节组件将定位板调节到靠近隧道顶部位置,使所有第一弹性层均与隧道顶部内壁紧密贴合,实现对隧道的支撑;随着隧道开挖的推进,先通过调节组件使第一弹性层与隧道顶部内壁分离,再通过滚轮使固定台随之进行移动,再对新的开挖点进行支撑,操作较为简单方便,有利于节省人力物力;

2.支撑组件对隧道顶部内壁进行支撑时,通过转动第一支撑板和第二支撑板,对第一弹性层的高度进行,再通过第一定位螺栓对横板的位置进行固定,使第一弹性层与隧道顶部内壁贴合的较为紧密,有利于提高对隧道的支撑效果;

3.弧形板对螺纹杆起到限位支撑作用,防止螺纹杆在上下移动过程中发生偏移;横杆便于对螺纹杆的位置进行固定,防止螺纹杆发生转动,有利于保障第二弹性层对隧道的支撑效果。

附图说明

图1是本申请实施例一种隧道支撑结构的整体结构示意图。

图2旨在突显调节组件的结构示意图。

图3旨在突显垫块与限位槽的连接结构示意图。

图4旨在突显支撑组件的结构示意图。

图5旨在突显辅助构件的结构示意图。

附图标记说明:1、固定台;2、定位板;3、滚轮;4、立柱;5、调节组件;6、支撑组件;7、第一支撑板;8、第二支撑板;9、横板;10、第一弹性层;11、第一滑槽;12、第一滑块;13、第一定位螺栓;14、第一螺孔;15、第二滑槽;16、第二滑块;17、辅助构件;18、螺纹杆;19、第二弹性层;20、通孔;21、横孔;22、横杆;23、电机;24、转轴;25、第一齿条;26、第二齿条;27、第一齿轮;28、第二齿轮;29、限位槽;30、垫块;31、第二定位螺栓;32、连接杆;33、定位盘;34、地脚螺栓;35、第三定位螺栓;36、第三螺孔;37、导轨;38、导杆;39、弧形板。

具体实施方式

以下结合全部附图对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种隧道支撑结构。

实施例

参照图1,一种隧道支撑结构,包括固定台1,固定台1上方安装有定位板2,固定台1安装有四个滚轮3,固定台1连接有两个互相平行的立柱4,两个立柱4的上端部均与定位板2固定连接,隧道支撑结构在使用时,操作人员通过移动滚轮3,将隧道支撑结构移动到隧道的开挖点处。

参照图1,滚轮3下方安装有与滚轮3相适配的导轨37,操作人员通过滚轮3移动定位台时,滚轮3沿导轨37进行移动,减小滚轮3与底面之间的摩擦,操作较为省力便捷;导轨37包括多个导杆38,相邻的导杆38卡接,滚轮3在向前移动时,操作人员将后端的导杆38拆下并与滚轮3移动方向一端的导杆38卡接,实现滚轮3的持续移动,操作较为省力方便。

参照图1,固定台1靠近滚轮3处转动连接有连接杆32,连接杆32背离固定台1的一端转动连接有定位盘33,操作人员通过移动滚轮3,使得固定台1移动到开挖点处时,操作人员转动连接杆32,使得定位盘33与地面贴合,定位盘33沿周向连接有多个地脚螺栓34,操作人员再通过地脚螺栓34将定位盘33与地面固定,对滚轮3进行限位,防止对隧道进行支撑过程中固定台1发生移动。

参照图1,连接杆32中部固定连接有第三定位螺栓35,固定台1开设有与第三定位螺栓35相适配的第三螺孔36,固定台1在移动时,操作人员通过第三定位螺栓35将连接杆32与固定台1连接,防止定位盘33与底面摩擦,避免定位盘33影响固定台1的正常移动。

参照图1和图2,固定台1设有驱动两个立柱4上下移动的调节组件5,调节组件5包括电机23、转轴24、第一齿条25、第二齿条26、第一齿轮27和第二齿轮28,电机23固设于固定台1外壁,转轴24位于固定台1内部,电机23输出轴与转轴24固定连接,在对定位板2的高度位置进行调节时,操作人员启动电机23,电机23输出轴转动带动转轴24转动。

参照图1和图2,第一齿轮27和第二齿轮28固定连接于转轴24的两端,第一齿条25与其中一个立柱4固定连接,第二齿条26与另一个立柱4固定连接,固定台1开设有与第一齿条25和第二齿条26相适配的竖孔。电机23带动转轴24转动,转轴24转动带动第一齿轮27和第二齿轮28转动,第一齿轮27与第一齿条25相啮合,第二齿轮28与第二齿条26相啮合。电机23输出轴正转时,两个立柱4同步上移,带动定位板2上移;电机23输出轴反转时,两个立柱4同步下移,进而带动定位板2下移,通过调节组件5对定位杆高度进行调节较为方便。使用同一电机23带动两个立柱4同步移动,可节约资源。

参照图1和图3,定位板2对立柱4施力,易对第一齿轮27与第一齿条25的啮合造成不良影响,同时也对第二齿轮28与第二齿条26的啮合造成不良影响;立柱4背离转轴24的一端沿高度方向开设有多个限位槽29,同一立柱4上的限位槽29互相平行,固定台1滑动连接有与限位槽29相适配的垫块30,立柱4移动到指定高度位置后,操作人员将垫块30滑动至立柱4相应高度位置的限位槽29内,垫块30的一端位于限位槽29内,另一端位于固定台1上,垫块30对立柱4进行限位支撑。垫块30连接有第二定位螺栓31,操作人员再使用第二定位螺栓31将垫块30与固定台1连接在一起,可减小对第一齿轮27和第二齿轮28造成的磨损,保障第一齿轮27和第二齿轮28的正常使用效果。

参照图1和图4,操作人员通过电机23将定位板2调节到靠近隧道顶部位置处,定位板2上端面设有多个支撑组件6,支撑组件6包括第一支撑板7、第二支撑板8和横板9,第一支撑板7与第二支撑板8交叉设置,第一支撑板7上端部和第二支撑板8上端部均与横板9相连,横板9上端面固定连接有第一弹性层10。再使所有横板9上端部的第一弹性层10均与隧道顶部内壁紧密贴合,固定台1、定位板2、第一支撑板7和第二支撑板8的位置固定,进而实现隧道支撑结构对隧道的支撑。

参照图1和图4,第一弹性层10具有一定的形变能力,可起到一定的减震作用,提高对隧道的支撑效果。随着隧道开挖的推进,操作人员先通过调节组件5使得第一弹性层10与隧道顶部内壁分离,再通过移动滚轮3,进而使得固定台1随之进行移动,实现对新的开挖点进行支撑,支撑效果较好,操作较为简单方便,可节省人力物力。

参照图1和图4,第一支撑板7与第二支撑板8转动连接,转动点位于第一支撑板7中部,同时转动点也位于第二支撑板8中部,支撑组件6在对隧道顶部内壁进行支撑时,操作人员可通过转动第一支撑板7和第二支撑板8,对横板9上第一弹性层10的高度进行微调。

参照图1和图4,横板9下端面开设有第一滑槽11,第一支撑板7上端部和第二支撑板8上端部均转动连接有第一滑块12,第一滑块12均与第一滑槽11滑动连接,并且两个第一滑块12均位于第一滑槽11内,第一滑块12连接有第一定位螺栓13,第一滑槽11内开设有若干与第一定位螺栓13相适配的第一螺孔14,操作人员对横板9的位置进行上调时,先将两个第一滑块12上的第一定位螺栓13与第一螺孔14分离,再将两个第一滑块12相向滑动,此时两个第二滑块16也相向滑动,横板9上移,横板9上移到合适高度后,操作人员再将第一定位螺栓13与相对应位置的第一螺孔14螺纹连接,实现对横板9高度的固定;反之,对横板9的位置进行下调时,将两个第一滑块12反向滑动,实现横板9下移,横板9下移到合适高度后,操作人员再将第一定位螺栓13与相对应位置的第一螺孔14螺纹连接,实现对横板9高度的固定。

参照图1和图4,定位板2上端面开设有第二滑槽15,第一支撑板7下端部和第二支撑板8下端部均转动连接有第二滑块16,第二滑块16均与第二滑槽15滑动连接,第二滑槽15便于对第二滑块16进行限位,防止在支撑过程中第一支撑板7和第二支撑板8发生倾倒。在对隧道进行支撑时,操作人员通过第一定位螺栓13对横板9的位置进行固定,使得第一弹性层10与隧道顶部内壁贴合的较为紧密,以便提高对隧道的支撑效果。同时,操作人员通过调节第一弹性层10的高度,可对不同高度的隧道进行支撑,提高了隧道支撑结构的多适用性。

参照图1和图5,定位板2设有多个辅助构件17,辅助构件17与支撑组件6沿定位板2长度方向交错设置,辅助构件17包括螺纹杆18和第二弹性层19,螺纹杆18穿过定位板2且与定位板2螺纹连接,第二弹性层19与螺纹杆18上端部固定连接。辅助构件17在对隧道顶部内壁进行支撑时,操作人员通过转动螺纹杆18,使得第二弹性层19与隧道顶部内壁紧密贴合,实现对隧道顶部内壁的支撑。辅助构件17的第二弹性层19对隧道进行支撑,可进一步提高对隧道的支撑效果。

参照图1和图5,操作人员转动螺纹杆18,使得第二弹性层19上升或下降,可对不同高度的隧道进行支撑,提高了辅助构件17的多适用性。第一弹性层10和第二弹性层19均采用聚氨酯材料,具有良好的弹性和强度,均具有一定的形变能力,可起到减震作用,提高对隧道的支撑效果。两个立柱4同步上移或下移时,实现对定位板2高度的调节,方便支撑组件6和辅助构件17对隧道的支撑,同时也便于将隧道支撑结构移动到新的开挖点处进行支撑。

参照图1和图5,定位板2上端面固定连接有多个与螺纹杆18相适配的弧形板39,弧形板39中部开设有与螺纹杆18相适配的通孔20,螺纹杆18穿过弧形板39的通孔20设置,弧形板39对螺纹杆18进行限位支撑,防止螺纹杆18在上下移动过程中发生偏移,可减小螺纹杆18受到的磨损,延长螺纹杆18的使用寿命。

参照图1和图5,螺纹杆18沿高度方向开设有多个互相平行的横孔21,弧形板39穿设有与横孔21相适配的横杆22,横杆22与弧形板39的一端滑动连接,横杆22与弧形板39的另一端螺纹连接,横杆22穿过横孔21且与弧形板39的一端螺纹连接,横杆22对螺纹杆18的位置进行固定,防止螺纹杆18受力发生小幅度转动,保障第二弹性层19对隧道的支撑效果。

参照图1和图5,第二弹性层19具有一定的形变能力,操作人员在转动螺纹杆18时,第二弹性层19与隧道顶部内壁抵触后,若横杆22不与其中一个横孔21对应,则继续转动螺纹杆18,使得第二弹性层19继续上移,在第二弹性层19的形变范围内,将螺纹杆18上的其中一个横孔21与横杆22对应,再将横杆22穿过横孔21,实现对螺纹杆18位置的固定。

本申请实施例一种隧道支撑结构的实施原理为:隧道支撑结构在使用时,操作人员通过移动滚轮3,将隧道支撑结构移动到隧道的开挖点处;再使用电机23带动定位板2移动到靠近隧道顶部位置处,使得支撑组件6横板9上的第一弹性层10与隧道顶部内壁抵触,操作人员可通过转动第一支撑板7和第二支撑板8对第一弹性层10的高度进行微调,保障对隧道顶部的支撑作用;再通过转动螺纹杆18,使得第二弹性层19与隧道顶部抵触,再将横杆22穿过横孔21对螺纹杆18的位置进行固定,进一步对隧道顶部内壁进行支撑。随着隧道开挖的推进,操作人员先通过调节组件5使定位板2下移,再通过移动滚轮3,进而使得固定台1随之进行移动,再通过调节组件5使得定位板2上移,实现对新的开挖点进行支撑,操作较为简单方便,可节省人力物力。

本申请实施例还公开一种隧道支撑结构的使用方法。

一种隧道支撑结构的使用方法,包括:操作人员通过移动滚轮3,将隧道支撑结构移动到隧道的开挖点处,通过调节组件5将定位板2调节到靠近隧道顶部位置处,使第一弹性层10均与隧道顶部内壁紧密贴合,实现隧道支撑结构对隧道的支撑;随着隧道开挖的推进,操作人员通过调节组件5使定位板2下移,使得第一弹性层10与隧道顶部内壁分离,再通过移动滚轮3,进而固定台1随之进行移动,再将定位板2上移,使第一弹性层10再与隧道顶部内壁紧密贴合,实现对新的开挖点进行支撑。

以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。

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