单线铁路高瓦斯隧道掌子面台架前移装置的制作方法

本发明涉及铁路隧道工程施工设备领域，具体为一种小断面开挖铁路高瓦斯隧道掌子面台架前移装置。

背景技术：

隧道掌子面的台架前移是每一循环掌子面钻眼、立架都需要进行的施工准备程序，目前隧道掌子面的台架前移均是采用装载机铲斗顶起，再向前移动的作业方式，此种作业方式存在以下弊端：（1）高瓦斯隧道掌子面上部空间瓦斯易积聚，大型机械与开挖台架碰撞易引起火花造成瓦斯事故。（2）掌子面台架上一般放设有施工作业人员遗留的作业用具或者钢筋、钻杆、锚杆等，在装载机顶铲斗起台架移动时，因掌子面爆破出渣后地面不平整，装载机铲斗举起后并不一定处于水平状态，可能呈倾斜状，此时托起的台架亦处于偏斜状态，一方面是台架上的施工用具易掉落，可能会砸落毁伤旁站作业人员或者机械设备；另一方面是造成台架前移定位不准确，需要装载机二次操作，耗时较长。（3）随着掌子面掘进里程的逐渐增大，每次向前移动台架时均需要装载机从洞外开至掌子面进行作业，完成后再倒车行至洞外，期间洞内施工作业人员只能旁站等待，这是对宝贵的施工时间的浪费，不利于施工进度的控制。（4）装载机属于大型机械，驾驶员在洞内驾驶时由于光线、噪音等原因，视野受阻，判断盲区加大，对旁站在周边的施工作业人员形成一定的安全隐患，易发生机械伤人事故，尤其是对于开挖断面较小的单线铁路隧道，该风险概率急剧上升。

技术实现要素：

本发明目的在于解决小断面高瓦斯隧道掌子面台架向前移动的方式，提供一种单线铁路高瓦斯隧道掌子面台架前移装置。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种单线铁路高瓦斯隧道掌子面台架前移装置，包括台架立柱，所述台架立柱两侧对称设置多组卡件，所述卡件包括与台架立柱焊接连接的卡件基座，所述卡件基座内安装滚珠轴承外圈，所述滚珠轴承外圈通过滚珠保持架安装滚珠，所述滚珠轴承外圈的滚珠内套装水泥砂浆灌注镀锌钢管。

还包括台架托起装置，所述台架托起装置包括托起装置底座，所述托起装置底座安装液压千斤顶，所述液压千斤顶上安装压力表；所述托起装置底座上设有支撑梁，所述支撑梁上通过紧固螺栓安装锁紧钢管盖板，所述支撑梁和锁紧钢管盖板之间共同开有用于水泥砂浆灌注镀锌钢管穿过的圆孔，所述圆孔内壁设有全环拉槽，所述水泥砂浆灌注镀锌钢管外设有与全环拉槽配合的全环凸台。

使用时，整个掌子面台架底部立柱共设置12个卡件，每个台架立柱两侧设置三组卡件，各卡件位于台架立柱底部一定高度位置，卡件基座与台架立柱焊接牢固，每一侧使用一根钢管穿过三个卡件形成台架滑移轨道。在距离钢管端部一定距离处其外壁设置有一道或多道全环凸台，尺寸根据托起装置中的拉槽宽度来定，目的是该凸台卡入拉槽，进一步防止台架前移时因台架自重而增加钢管外壁与轴承滚珠之间的摩擦力从而使得钢管亦随台架沿纵向滑动。台架托起装置设在台架前后部，共8个，将已穿入卡件内的钢管全环凸起置于托起装置的支撑梁管槽内的拉槽内，并通过紧固螺栓将锁紧钢管盖板与支撑梁紧固，确保台架前移过程中钢管不会移动。装配完毕之后，各托起装置的千斤顶同时加压，通过压力表观测各千斤顶顶起情况，顶起台架使其底座脱离地面且台架顶部不会剐碰拱部初支结构面，此后推移台架在钢管轨道上前移至指定位置，随后千斤顶泄压，台架触底。若托起装置不影响施工活动，则保持不动，若影响施工活动，则拆除后放置于掌子面附近边墙脚，以便于下一循环使用。

本发明具有如下有益效果：

1、本装置通过锁紧钢管作为台架前移轨道，使得台架能够不依靠装载机外力作用下即能向前移动，避免了机械碰撞产生火花，缩短了掌子面立架、打钻、初支喷砼等工序的等待时间，尤其是对于掌子面掘进里程较大时，提高效率效果明显；且施工人员操作该设备简单快捷，大大降低了小断面隧道发生大型机械伤人的事故发生率，保障了施工人员的人身安全，有利于项目进度管理和安全管理，提高了掌子面施工管理效率，尤其适用于小断面大纵深隧道。

2、本套装置制备简单、价格低廉、效率较高、安全性较高，较好的解决了小断面高瓦斯隧道掌子面每循环钻研放炮结束之后掌子面立架需要洞外装载机进入掌子面移动台架的问题，缩短了立架工序的准备时间，从源头上避免了碰撞火花的产生从而降低瓦斯事故发生的几率，消除了装载机在隧道内进出过程中对各工序的时间影响，极大地减小了大型机械在隧道内移动带来的机械设备隐患及施工人员伤害事故发生的几率。

本发明设计合理，具有很好的实际应用与推广价值。

附图说明

图1表示采用本装置前移台架正视图。

图2表示采用本装置前移台架侧视图。

图中：1-托起装置底座，2-压力表，3-千斤顶，4-支撑梁，5-紧固螺栓，6-锁紧钢管盖板，7-滚珠轴承外圈，8-水泥砂浆灌注镀锌钢管，9-滚珠，10-卡件基座，11-台架立柱，12-（支撑梁与锁紧钢管盖板内壁）全环拉槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。

一种单线铁路高瓦斯隧道掌子面台架的前移装置，包括托举部分、台架向前滑移部分，滑移部分采用钢管锁定充当台架滑移轨道的原理进行设计。具体结构如图1、2所示，包括台架立柱11，台架立柱11两侧对称设置多组卡件，卡件包括与台架立柱11焊接连接的卡件基座10，卡件基座10内安装滚珠轴承外圈7，滚珠轴承外圈7通过滚珠保持架安装滚珠9，滚珠轴承外圈7的滚珠9内套装水泥砂浆灌注镀锌钢管8。台架托起装置包括托起装置底座1，托起装置底座1安装液压千斤顶3，液压千斤顶3上安装压力表2；托起装置底座1上设有支撑梁4，支撑梁4上通过紧固螺栓5安装锁紧钢管盖板6，支撑梁4和锁紧钢管盖板6之间共同预留有用于水泥砂浆灌注镀锌钢管8穿过的圆孔，圆孔内壁设有全环拉槽12，水泥砂浆灌注镀锌钢管8外设有与全环拉槽12配合的全环凸台。利用托起装置底座1固定于台架端部左右两侧对称布置，通过将水泥砂浆灌注钢管8外壁全环凸起卡入锁紧钢管盖板6与支撑梁4内壁全环拉槽12内并用紧固螺栓5锁紧构成滑移部分的台架前移轨道，利用千斤顶3同时将台架顶升一定高度，推移台架通过事先插入卡件基座10的自制滚珠轴承的滚珠9在滑移轨道上前行。各部件取材方便，维护成本低廉，可重复使用。

具体实施时，台架托起部分具有类梯形钢底座，底座内固定有千斤顶，并配有压力表，千斤顶立柱上表面焊接支撑梁下半部，支撑梁中间设有半圆形管槽，用于放设钢管，该管槽直径比钢管外壁直径大2mm，管槽轴线两侧对称设置有四个螺栓孔；支撑梁上接轴向尺寸、环向尺寸、厚度与其相同的锁紧钢管盖板，该锁紧钢管盖板中心也设置与支撑梁半圆管槽直径相同的半圆槽，与支撑梁管槽形成一个完整的圆。在上述两个半圆内部中心均设置有一道10mm宽全环拉槽，目的在于卡住钢管外壁的环形凸起。在锁紧钢管盖板轴线两侧设置有位置、直径大小与支撑梁螺栓孔相同的螺孔，便于将螺栓顺利穿过锁紧钢管盖板与支撑梁并配合垫圈、螺母拧紧。

台架滑移部分包括焊接在台架立柱下部一定高度的卡件基座，卡件基座与台架立柱焊接牢固，必要时可在卡件底座上下两侧增加辅助固定钢板，以提高其与台架的一体性，卡件基座内设置有自制球轴承，该球轴承外圈、滚动体、保持架与一般球轴承无区别，但轴承的内圈作用由管内水泥砂浆灌注外壁镀锌的钢管承担，且保证镀锌钢管可以沿台架前移方向自由抽移。

整个掌子面台架底部立柱共设置12个卡件，每个台架立柱两侧设有三组卡件，各卡件位于台架立柱底部一定高度位置，卡件基座10与台架立柱11焊接牢固，每一侧使用一根钢管8穿过三个卡件形成台架滑移轨道。钢管表面镀锌，目的是减小钢管外壁与卡件头部内置滚珠之间的摩擦力，管内提前灌注水泥砂浆并达到其终凝效果以增强钢管的强度，钢管选用时采取厚壁钢管，遵循钢管外径与壁厚之比<20的原则，钢管长度视现场具体情况而定，满足台架前移距离要求。在距离钢管端部一定距离处其外壁设置有一道全环凸起，尺寸根据托起装置中的拉槽宽度来定，目的是该凸起卡入拉槽12，进一步防止台架前移时因台架自重而增加钢管外壁与轴承滚珠9之间的摩擦力从而使得钢管亦随台架沿纵向滑动。台架托起装置设在台架前后部左右两侧，共8个，将已穿入卡件内的钢管全环凸起置于托起装置的支撑梁管槽内的拉槽内，并通过紧固螺栓5将锁紧钢管盖板6与支撑梁4紧固，确保台架前移过程中钢管不会移动。装配完毕之后，各托起装置的千斤顶3同时加压，通过压力表2观测各千斤顶顶起情况，顶起台架使其底座脱离地面且台架顶部不会剐碰拱部初支结构面，此后推移台架在钢管轨道上前移至指定位置，随后千斤顶泄压，台架触底。若托起装置不影响施工活动，则保持不动，若影响施工活动，则拆除后放置于掌子面附近边墙脚，以便于下一循环使用。

本发明结构简单，原材料来源广泛，可自行制造组装，成本低廉，可操作性强。

以上具体实施例仅对本发明做示例性的说明，该实施案例具体细节仅是为了说明本发明，并不代表本发明构思下全部技术方案，任何以本发明为基础解决基本相同的技术问题，或实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，均属于本发明的保护范围内。