隧道施工用断面湿喷装置及方法
阅读说明：本技术 隧道施工用断面湿喷装置及方法 (Section wet spraying device and method for tunnel construction ) 是由 陈博 王小庆 杨广运 马小利 郭海刚 王永奇 刘召博 窦涛 姚娟 于 2021-09-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种隧道施工用断面湿喷装置及方法,该装置包括底板,底板上设置有侧面喷射机构,侧面喷射机构的顶部设置有顶部喷射机构,顶部喷射机构包括对称设置的弧形滑槽体,弧形滑槽体固定连接在龙门式安装架的顶部,龙门式安装架的顶部固定安装有驱动电机,两个弧形滑槽体之间滑动设置有滑动座,滑动座的顶部固定安装有电缸二,电缸二的伸缩杆的端部固定连接有喷射管二,驱动电机的转轴通过连接杆与滑动座的底部固定连接；本隧道施工用断面湿喷装置,实现了对隧道内全断面进行均匀、快速地混凝土喷射作业,不仅降低了人力消耗,而且提高了施工效率和施工质量,结构简单、便于后期的保养和维护。(The invention discloses a section wet spraying device and a section wet spraying method for tunnel construction, wherein the section wet spraying device comprises a bottom plate, a side surface spraying mechanism is arranged on the bottom plate, a top spraying mechanism is arranged at the top of the side surface spraying mechanism, the top spraying mechanism comprises arc-shaped chute bodies which are symmetrically arranged, the arc-shaped chute bodies are fixedly connected to the top of a gantry type mounting frame, a driving motor is fixedly arranged at the top of the gantry type mounting frame, a sliding seat is arranged between the two arc-shaped chute bodies in a sliding mode, an electric cylinder II is fixedly arranged at the top of the sliding seat, the end part of a telescopic rod of the electric cylinder II is fixedly connected with a spraying pipe II, and a rotating shaft of the driving motor is fixedly connected with the bottom of the sliding seat through a connecting rod; this section wet blasting device for tunnel construction has realized carrying out even, quick concrete injection operation to full section in the tunnel, has not only reduced the manpower consumption, has improved efficiency of construction and construction quality moreover, simple structure, the maintenance and the maintenance in the later stage of being convenient for.)
技术领域
本发明涉及隧道施工技术领域，具体为一种隧道施工用断面湿喷装置，还涉及一种隧道施工断面湿喷的方法。
背景技术
喷射混凝土，是用压力喷枪喷涂灌筑细石混凝土的施工法。常用于灌筑隧道内衬、墙壁、天棚等薄壁结构或其他结构的衬里以及钢结构的保护层。喷射混凝土是将预先配好的水泥、砂、石子、水和一定数量的外加剂，装入喷射机，利用高压空气将其送到喷头和速凝剂混合后，以很高的速度喷向岩石或混凝土的表面而形成。
传统隧道施工采用小型干喷机或潮喷机进行混凝土喷射，不仅消耗大量的人力，而且喷射效率低，效果差，而且喷射期间的粉尘会对施工人员的健康造成很大的影响，现有的混凝土喷射装置虽然可以对弧形的隧道进行混凝土喷射作业，但是有的隧道为倒U字形，此类装置不能对此形状的隧道进行快速、全方位的喷射。
发明内容
本发明的目的在于提供一种隧道施工用断面湿喷装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种隧道施工用断面湿喷装置，包括底板，所述底板的底部四角均设置有用于在隧道内轨道上移动的轨道轮，所述底板上设置有侧面喷射机构，所述侧面喷射机构的顶部设置有顶部喷射机构；
其中，所述侧面喷射机构用于对隧道垂直的侧面进行均匀、精准的喷射混凝土的工作；
其中，所述顶部喷射机构用于对隧道弧形顶部进行均与、精准的喷射混凝土的工作。
通过采用上述技术方案，实现了自动对整个隧道进行混凝土喷射作业的功能，降低了人力消耗，提高了施工效率。
优选的，所述侧面喷射机构包括升降组件和侧面喷射组件，所述升降组件包括龙门式安装架，所述龙门式安装架的两端内侧均对称开设有滑动限位槽，位于所述龙门式安装架同一侧的两个所述滑动限位槽之间滑动设置有移动板，位于所述龙门式安装架同一侧的两个所述滑动限位槽之间转动设置有丝杆，所述丝杆的上端螺纹转动贯穿所述移动板转动设置在所述龙门式安装架的顶部，位于所述龙门式安装架同一侧的两个所述滑动限位槽之间固定连接有支撑板，所述丝杆的下端转动贯穿所述支撑板，所述丝杆的底部固定连接有锥形从动齿轮，所述底板的上表面通过带座轴承转动安装有转动杆，所述转动杆的两端均固定连接有锥形主动齿轮，所述锥形主动齿轮与所述锥形从动齿轮相啮合，所述底板的顶部固定安装有正反转电机，所述正反转电机的转轴上固定连接有第一齿轮，所述转动杆上固定连接有第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮相啮合；
所述侧面喷射组件包括安装座，所述安装座上固定安装有电缸一，所述电缸一的伸缩杆的端部固定连接有喷射管一。
通过采用上述技术方案，实现了对隧道垂直面快速、均匀的混凝土喷射作业。
优选的，所述安装座底部固定连接有支架，所述支架的下端转动设置有导向轮。
通过采用上述技术方案，避免管路受到挤压，保证混凝土的正常喷射。
优选的，位于所述龙门式安装架两侧的所述丝杆旋向相反。
通过采用上述技术方案，保证两侧的移动板可以同向运动。
优选的，所述顶部喷射机构包括对称设置的弧形滑槽体，所述弧形滑槽体固定连接在所述龙门式安装架的顶部，所述龙门式安装架的顶部固定安装有驱动电机，两个所述弧形滑槽体之间滑动设置有滑动座，所述滑动座的顶部固定安装有电缸二，所述电缸二的伸缩杆的端部固定连接有喷射管二，所述驱动电机的转轴通过连接杆与所述滑动座的底部固定连接。
通过采用上述技术方案，实现对隧道弧形顶部的混凝土喷射作业。
优选的，所述连接杆的底部固定连接有卡套，所述驱动电机的转轴通过联轴器固定连接有卡轴，所述卡套固定套接在所述卡轴上。
通过采用上述技术方案，便于连接杆与驱动电机的拆装，便于后期的维护。
优选的，所述龙门式安装架的顶部固定连接有支撑块，所述卡轴的一端转动设置在所述支撑块的一侧。
通过采用上述技术方案，提高卡轴带动连接杆转动时的稳定性。
优选的，其中一个所述弧形滑槽体的两端内部和其中一个所述滑动限位槽内的上端和下端均固定安装有行程压力传感器，所述底板的顶部设置有控制箱，所述控制箱的内部固定安装有PLC控制器，所述PLC控制器的输入端与所述行程压力传感器电性连接，所述PLC控制器的输出端分别与所述驱动电机的电控端和正反转电机的电控端电性连接。
通过采用上述技术方案，实现自动喷射混凝土的功能。
优选的，所述控制箱的表面固定安装有功能按钮，所述功能按钮与所述PLC控制器的输入端电性连接，所述电缸一和所述电缸二均受控于所述PLC控制器。
通过采用上述技术方案，便于工作人员对本隧道施工用断面湿喷装置的控制。
本发明还提供了一种隧道施工断面湿喷的方法，包括以下步骤：
S1、启动PLC控制器对正反转电机、驱动电机、电缸一和电缸二进行运行检测，以保证设备正常运行；
S2、将隧道施工用断面湿喷装置放到隧道的轨道上，然后将喷射管一的管路与喷射管二的管路与混凝土喷罐连接；
S3、通过控制电缸一的伸缩杆带动喷射管一进行位置调节，进而调整好喷射管一的喷射口与断面之间的距离；
S4、启动驱动电机和正反转电机，驱动电机通过连接杆配合PLC控制器和行程压力传感器带动喷射管二在弧形滑槽体上进行往复运动，实现对隧道顶部混凝土的喷射，同时通过正反转电机带动喷射管一对隧道的垂直面进行混凝土喷涂，通过拉动底板实现对整个隧道混凝土的喷射作业；
S5、喷射结束后，关闭PLC控制器即可。
与现有技术相比，本发明实现了对隧道内全断面进行均匀、快速地混凝土喷射作业，不仅降低了人力消耗，而且提高了施工效率和施工质量，同时结构简单、便于后期的保养和维护。
附图说明
图1为本发明隧道施工用断面湿喷装置的结构示意图之一；
图2为本发明隧道施工用断面湿喷装置的结构示意图之二；
图3为本发明隧道施工用断面湿喷装置的结构示意图之三；
图4为本发明隧道施工用断面湿喷装置的顶部喷射机构的局部爆炸结构示意图；
图5为图3中的A部放大图；
图6为图4中的B部放大图。
图中：100、底板；101、控制箱；102、轨道轮；
200、侧面喷射机构；201、龙门式安装架；202、滑动限位槽；203、移动板；204、丝杆；205、正反转电机；206、第一齿轮；207、第二齿轮；208、转动杆；209、带座轴承；210、锥形主动齿轮；211、锥形从动齿轮；212、安装座；213、电缸一；214、喷射管一；215、支架；216、导向轮；217、支撑板；
300、顶部喷射机构；301、弧形滑槽体；302、滑动座；303、电缸二；304、喷射管二；305、驱动电机；306、连接杆；307、行程压力传感器；308、卡套；309、卡轴；310、滚轮；311、支撑块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图6，本发明提供一种技术方案：
一种隧道施工用断面湿喷装置，包括底板100、用于对隧道垂直的侧面进行均匀、精准的喷射混凝土工作的侧面喷射机构200和用于对隧道弧形顶部进行均匀、精准的喷射混凝土工作的顶部喷射机构300；
其中，为了方便本隧道施工用断面湿喷装置的移动，底板100的底部四角均设置有用于在隧道内轨道上移动的轨道轮102；
其中，侧面喷射机构200由升降组件和侧面喷射组件构成，升降组件包括龙门式安装架201，龙门式安装架201的两端内侧均对称开设有滑动限位槽202，位于龙门式安装架201同一侧的两个滑动限位槽202之间滑动设置有移动板203，位于龙门式安装架201同一侧的两个滑动限位槽202之间转动设置有丝杆204，丝杆204的上端螺纹转动贯穿移动板203转动设置在龙门式安装架201的顶部，位于龙门式安装架201同一侧的两个滑动限位槽202之间固定连接有支撑板217，丝杆204的下端转动贯穿支撑板217，丝杆204的底部固定连接有锥形从动齿轮211，底板100的上表面通过带座轴承209转动安装有转动杆208，转动杆208的两端均固定连接有锥形主动齿轮210，锥形主动齿轮210与锥形从动齿轮211相啮合，为了保证两侧的移动板203可以同向运动，位于龙门式安装架201两侧的丝杆204旋向相反，底板100的顶部固定安装有正反转电机205，正反转电机205的转轴上固定连接有第一齿轮206，转动杆208上固定连接有第二齿轮207，第一齿轮206与第二齿轮207相啮合；
其中，侧面喷射组件包括安装座212，安装座212上固定安装有电缸一213，电缸一213的伸缩杆的端部固定连接有喷射管一214，为了避免喷射管一214受到挤压，保证混凝土的正常喷射，安装座212底部固定连接有支架215，支架215的下端转动设置有导向轮216；
侧面喷射机构200的工作原理：使用时，通过正反转电机205带动第一齿轮206转动，进而通过第一齿轮206配合第二齿轮207带动转动杆208转动，然后通过转动杆208两端的锥形主动齿轮210配合丝杆204底部的锥形从动齿轮211带动丝杆204进行正反转，进而实现带动侧面喷射组件进行上下移动的功能，然后通过控制电缸一213的伸缩杆带动喷射管一214进行位置调节，进而调整好喷射管一214的喷射口与断面之间的距离，保证混凝土喷射的质量，进而实现了对隧道整个垂直断面的混凝土喷射；
其中，顶部喷射机构300包括对称设置的弧形滑槽体301，弧形滑槽体301固定连接在龙门式安装架201的顶部，龙门式安装架201的顶部固定安装有驱动电机305，两个弧形滑槽体301之间滑动设置有滑动座302，为了降低滑动座302和弧形滑槽体301的磨损，滑动座302的两侧均设置有滚轮310，滚轮310滚动安装在弧形滑槽体301的内部，滑动座302的顶部固定安装有电缸二303，电缸二303的伸缩杆的端部固定连接有喷射管二304，驱动电机305的转轴通过连接杆306与滑动座302的底部固定连接，为了便于后期的维护，连接杆306的底部固定连接有卡套308，驱动电机305的转轴通过联轴器固定连接有卡轴309，卡套308固定套接在卡轴309上，此设计便于连接杆306与驱动电机305之间的拆装，为了提高卡轴309带动连接杆306转动时的稳定性，龙门式安装架201的顶部固定连接有支撑块311，卡轴309的一端转动设置在支撑块311的一侧；
顶部喷射机构300的工作原理：启动驱动电机305，通过驱动电机305转轴带动连接杆306转动，进而实现滑动座302在弧形滑槽体301上进行弧形运动，通过控制电缸二303的伸缩杆伸长或缩短调节喷射管二304距离本隧道施工用断面湿喷装置的距离，避免喷射在隧道顶部的混凝土掉落在本隧道施工用断面湿喷装置上，通过控制驱动电机305正反转，实现对隧道弧形顶部混凝土的喷射作业。
为了实现移动板203自动上下移动以及滑动座302自动的在弧形滑槽体301上进行往复运动，其中一个弧形滑槽体301的两端内部和其中一个滑动限位槽202内的上端和下端均固定安装有行程压力传感器307，底板100的顶部设置有控制箱101，控制箱101的内部固定安装有PLC控制器，PLC控制器的输入端与行程压力传感器307电性连接，PLC控制器的输出端分别与驱动电机305的电控端和正反转电机205的电控端电性连接；
为了方便工作人员对本隧道施工用断面湿喷装置的控制，控制箱101的表面固定安装有功能按钮，功能按钮与PLC控制器的输入端电性连接，电缸一213和电缸二303均受控于PLC控制器。
本发明提供的一种隧道施工断面湿喷的方法，具体包括以下步骤：
S1、启动PLC控制器对正反转电机205、驱动电机305、电缸一213和电缸二303进行运行检测，以保证设备正常运行；
S2、将隧道施工用断面湿喷装置放到隧道的轨道上，然后将喷射管一214的管路与喷射管二304的管路与混凝土喷罐连接；
S3、通过控制电缸一213的伸缩杆带动喷射管一214进行位置调节，进而调整好喷射管一214的喷射口与断面之间的距离；
S4、启动驱动电机305和正反转电机205，驱动电机305通过连接杆306配合PLC控制器和行程压力传感器307带动喷射管二304在弧形滑槽体301上进行往复运动，实现对隧道顶部混凝土的喷射，同时通过正反转电机205带动喷射管一214对隧道的垂直面进行混凝土喷涂，通过拉动底板100实现对整个隧道混凝土的喷射作业；
S5、喷射结束后，关闭PLC控制器即可。
本发明中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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