一种用于模喷的模板机构的制作方法

本实用新型属于工程机械技术领域，特别涉及一种用于模喷的模板机构。

背景技术：

在隧道初期支护施工中，采用向开挖面上直接喷射混凝土的施工方式，其中喷射混凝土方式又分为机械臂喷射和人工喷射两种。目前直接喷射混凝土的施工方式存在以下几个缺点：

回弹率高，现在施工过程中存在20％-40％的回弹，且回弹物料无法再回收利用，造成了极大的浪费，是导致施工成本偏高的主要原因。

速凝剂用量大，直接喷射混凝土的施工方式要求混凝土在接触开挖面的很短时间就需要和开挖面粘接在一起，且还要保证粘接后不掉落。普通的混凝土则无法满足施工要求，这时就需要在素混凝土添加速凝剂以达到混凝土短时间内凝固的要求，且速凝剂用量较大，同样增加了施工的成本。

成型面光洁度差，直接喷射混凝土的施工方式施工成型后的表面凹凸不平、光洁度很差，在下工序施工前还需要对其表面进行整形处理以达到施工要求，这样无疑增加了施工工序，延长了施工周期，增加了施工成本。

施工安全性差，在人工喷射时，操作人员会在未支护面下方进行施工，存在被落石和掉落混凝土砸中的风险。另外速凝剂为化学试剂，在人工喷射时，操作人员离喷头处较近，长时间操作会对操作人员的身体健康造成危害。

针对所述技术问题，申请人实用新型了成套的模喷用装备，通过将模板紧贴相邻的两根以上的钢拱架，使得模板与钢拱架之间形成模腔，以有效的降低混凝土的回弹量。但是如何制造出合格并满足于隧道初期支护使用要求的模板机构，特别是如何根据施工现场的不同情况对模板进行有效的控制，却成为一个棘手的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：针对上述技术问题，提供了一种用于模喷的模板机构，可配合模喷机械，如台车等，达到隧道模喷的操作控制要求。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种用于模喷的模板机构,包括模板本体、模板旋转调节机构和/或模板俯仰调节机构，所述模板本体的表面设为弧形面，所述模板本体设于模板旋转调节机构和/或模板俯仰调节机构上；其中旋转调节机构能调节模板的转动角度，模板俯仰调节机构能调节模板的俯仰角度。

本实用新型所述的用于模喷的模板机构,所述模板本体铰接在模板支座上，所述模板支座上连接有模板俯仰调节机构，所述模板俯仰调节机构连接于模板本体上，使模板俯仰调节机构能调节模板本体相对于模板支座的俯仰角度。

本实用新型所述的用于模喷的模板机构,所述模板支座与模板本体的铰接点、以及模板俯仰角度调节机构与模板本体的连接点，均位于模板本体的同一竖直方向的不同高度上；所述模板俯仰角度调节机构设为油缸、气缸、齿轮机构或链传动机构。

本实用新型所述的用于模喷的模板机构,所述模板俯仰角度调节机构设为模板俯仰油缸，所述模板俯仰油缸的缸体铰接在模板支座上，其活塞杆铰接在模板上；其中活塞杆与模板本体的铰接点位于模板支座与模板本体的铰接点下方，使模板俯仰油缸的伸缩控制模板相对于模板支座的俯仰角度。

本实用新型所述的用于模喷的模板机构,所述模板本体上铰接模板支座，所述模板俯仰调节机构设于模板支座上，且所述模板支座通过模板旋转调节机构连接于前臂机构上，使所述旋转调节机构能调节模板的转动角度。

本实用新型所述的用于模喷的模板机构,所述旋转调节机构为相互啮合的齿轮机构，所述齿轮机构使模板支座与前臂机构之间能够相对转动一定角度，使模板的转动角度得以调节。

本实用新型所述的用于模喷的模板机构,所述前臂机构上设有喷头组件，所述喷头组件设于模板本体上方且相互配合；所述模板本体与隧道开挖岩面相互配合形成模腔，所述喷头组件置于模腔的上方朝向模腔内并将混凝土喷射入模腔。

本实用新型所述的用于模喷的模板机构,所述模板本体表面的弧形面具有与隧道内布设的钢拱架相同的弧度，当模板本体贴于相邻的两根以上的钢拱架时，所述模板本体与包括岩面及钢拱架之间形成一个以上模腔。

本实用新型所述的用于模喷的模板机构,所述模板本体的表面设有隔层，当混凝土喷射入模腔内时，隔层置于混凝土与模板表面之间，使混凝土非直接接触模板本体的表面。

本实用新型的有益效果是：所述新设计的模板机构，可以实现对模板本体进行旋转调节，以及俯仰调节，并将喷头组件与模板机构进行整体控制，使得模板机构能广泛适应于隧道模喷施工的各种工况。并且所述模板具有强度高，使用寿命长，更换方便等优点，完全能满足模喷操作的相关使用要求。

附图说明

图1为模板机构的整体结构图；

图2为模板机构的侧视图；

图3为模板机构的背部视图；

图4为模板机构的正面视图；

图5为模板支座的整体示意图；

图6为模喷台车的整体结构图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

用于模喷的模板机构8,包括模板本体81、模板旋转调节机构和/或模板俯仰调节机构，所述模板本体81的表面设为弧形面，所述模板本体81设于模板旋转调节机构和/或模板俯仰调节机构上；其中旋转调节机构能调节模板本体81的转动角度，模板俯仰调节机构能调节模板本体81的俯仰角度。

所述模板本体81铰接在模板支座85上，所述模板支座85上连接有模板俯仰调节机构，所述模板俯仰调节机构连接于模板本体81上，使模板俯仰调节机构能调节模板本体81相对于模板支座85的俯仰角度。所述模板支座85与模板本体81的铰接点、以及模板俯仰角度调节机构与模板本体81的连接点，均位于模板本体的同一竖直方向的不同高度上；所述模板俯仰角度调节机构设为油缸、气缸、齿轮机构或链传动机构。

进一步的，所述模板俯仰角度调节机构设为模板俯仰油缸86，所述模板俯仰油缸86的缸体861铰接在模板支座85上，其活塞杆862铰接在模板本体81上；其中活塞杆862与模板本体81的铰接点位于模板支座85与模板本体81的铰接点下方，使模板俯仰油缸86的伸缩控制模板本体81相对于模板支座85的俯仰角度。

实施例2

在实施例1的基础上，所述模板本体81上铰接模板支座85，所述模板俯仰调节机构设于模板支座85上，且所述模板支座85通过模板旋转调节机构连接于前臂机构5上，使所述旋转调节机构能调节模板本体81的转动角度。所述旋转调节机构为相互啮合的齿轮机构，所述齿轮机构使模板支座85与前臂机构5之间能够相对转动一定角度，使模板本体81的转动角度得以调节。所述前臂机构5上设有喷头组件9，所述喷头组件9设于模板本体81上方且相互配合；所述模板本体81与隧道开挖岩面相互配合形成模腔，所述喷头组件9置于模腔的上方朝向模腔内并将混凝土喷射入。

实施例3

在实施例1、2的基础上，所述模板本体81表面的弧形面具有与隧道内布设的钢拱架相同的弧度，当模板本体81贴于相邻的两根以上的钢拱架时，所述模板与岩面以及钢拱架之间形成一个以上模腔。所述模板本体81的表面设有隔层811，当混凝土喷射入模腔内时，隔层811置于混凝土与模板表面之间，使混凝土非直接接触模板的表面。

实施例4

本实施例中的模板机构8包括模板本体81以及位于模板本体81背面交错布置的横向加强筋板82和纵向加强筋板83；所述模板本体81的弧度与钢拱架的弧度相同，通过模板本体81的外板面紧贴相邻的两根以上的钢拱架。这样设置的目的在于，当模板本体81在隧道的纵向同时覆盖相邻两排钢拱架时，模板本体81和两排钢拱架之间就可以围合形成待喷射浇筑的一个横向模腔，当模板本体81覆盖多根相邻的钢拱架时，就会在同一高度形成多个横向模腔，则模板机构8从钢拱架底部向上每移动一次，可形成更大的可喷射浇筑的区域，以有效提高模喷浇筑的施工效率。

所述模板机构8和喷头组件9同时安装在前臂机构5上，且喷头组件9位于模板机构8之上。这样可以保证喷头组件喷射方向从前述的横向模腔顶部喷入，以保证喷射浇筑的质量。

所述模板本体81背部设置有铰支座一84，且铰支座一84连接有模板支座85，并可通过模板支座85与所述前臂机构连接固定。

所述模板支座85包括支座弯头851，支座连接板852和模板连接座853，所述支座连接板852固定在支座弯头851的水平顶端，且与前臂连接板53的形状一致，并与之通过螺栓连接。

所述模板连接座853包括模板水平座板853a和模板竖直座板853b，所述模板水平座板853a固定在所述支座弯头851的竖直底端，所述模板竖直座板853b固定在模板水平座板853a的两侧，并与模板铰支座84通过转轴连接。

所述模板本体81的背部与模板支座85间还连接有模板俯仰油缸86，用以调节模板机构8的俯仰角度。

在模板水平座板853a的底部位于两块模板竖直座板853b之间设置有缸体铰支座854，以连接模板俯仰油缸86的缸体861；在模板本体81背部，且在所述铰支座一84之下设置有模板俯仰油缸86的铰支座二87，以连接模板俯仰油缸86的活塞杆862。进一步的，所述铰支座二87在模板本体81

所述模板铰支座84的座板与位于中心的两块纵向加强筋板83一体成型。

所述所有铰支座的座板侧面均设置有座板加强筋板。

所述模板本体81的外表面设置的隔层811为一层可更换的耐磨塑料层，可以非常方便的更换。

在实际的使用中，模板机构8可以制作成不同尺寸规格的成品，可供不同的施工现场选择使用，以满足于不同的客户需求。具体的，模板机构8可以制作成一榀(可同时覆盖相邻两根钢拱架)、二榀(可同时覆盖相邻三根钢拱架)或者三榀(可同时覆盖相邻四根钢拱架)及以上，而所有的模板机构8都设置有模板支座85，可通过模板支座85非常方便的与前臂机构5的前臂连接板83进行连接固定，使得模板机构8的更换操作具有方便，快捷的特点。

所述模喷方法能实现零回弹，在相同作业范围内，混凝土用量可减少20％-40％，同时减少了速凝剂的用量，经济效益和社会效益显著；表面光洁度高，不需要后期整形，缩短施工周期，大幅提高了生产效率；施工安全性好，全程遥控操作机械施工，大幅度提高了施工安全性。

实施例5

本实施例公开了模板机构中模板的具体结构，所述模板包括包括模板本体81,所述模板本体81的边缘轮廓呈矩形，所述模板本体81的工作面设为中间向外凸的弧面，使工作面的弧形轮廓在模板本体的长度方向上。

所述模板本体81工作面的长度方向上，其弧度设为与隧道内钢拱架的弧度匹配。或者，所述模板本体81的工作面设为圆弧面，且圆弧面沿模板本体81的长度方向布置。

所述模板本体81的非工作面上，还设置有与控制机架连接的铰支座一84，以及与俯仰角度调节机构连接的铰支座二87，所述铰支座二87和铰支座一84均位于模板的同一竖直方向的不同高度上。进一步的，所述模板的铰支座二87位于铰支座一84的下方。

所述模板的工作面上设有隔层811，当混凝土喷射入模腔内时，隔层811置于混凝土与模板表面之间，使混凝土非直接接触模板的表面。所述隔层811由柔性的塑料制作，且模板上还设置有隔层连续更换机构。

实施例6

所述模板的上端和下端分别设置有塑料隔层的释放卷筒88和回收卷筒89，塑料隔层811的长度长于模板的高度，并不小于模板的宽度；塑料隔层811卷绕于释放卷筒88上，并从模板的前表面绕过后卷绕于回收卷筒89上；且所述回收卷筒89连接有驱动装置(图中未示出，可以设为旋转油缸)，使得回收卷筒89自动旋转，回收破损的塑料隔层段，所述释放卷筒88设置有得模板表面前的塑料隔层更新后能自动锁止的自动锁止机构(图中未示出)。

进一步的，所述模板为组合式结构，并由若干的单模板，在横向/纵向方向上可折叠/翻折地连接而成；任意相邻两块单模板之间，相互间隔地设置或通过铰接连接在一起。

实施例7

将前述实施例中的模板机构8用于新型混凝土模喷台车的连接方式，以实现模喷的完整机构方案。模喷台车包括台车车架ⅰ、回转大臂4、和模板机构8，所述模板机构8安装在回转大臂4的前端部，在回转大臂4的带动下，模板机构8可接近岩面，使得模板机构8和岩面形成模腔，以供喷头组件9从横向模腔非垂直于岩面的方向喷射用于支护的混凝土。

所述喷头组件9同时安装在回转大臂4的前端部，并位于模板机构8之上。进一步的，所述回转大臂4的前端安装有前臂机构5，所述模板机构安装在前臂机构5的前端，喷头组件9安装在前臂机构5的顶端，并可沿前臂机构5的纵向前后滑动。所述前臂机构5的顶端设有横移臂6，带有喷头组件9的喷头固定座7安装在横移臂6上，并可在横移臂6上左右横向移动。

所述横移臂6的长度大于所述模板机构8的宽度，以保证喷头组件9的喷射路径能全面覆盖前述的横向模腔，达到无死角喷射浇筑的目的。

所述回转大臂4的尾端安装在大臂转台3上，大臂转台3包括竖直旋转组件，能带动回转大臂4在竖直平面内相对旋转；所述大臂转台3的还包括水平旋转组件，能带动回转大臂4水平旋转。

进一步的，大臂转台3的竖直旋转组件为齿轮旋转组件，可带动回转大臂4在竖直平面内的最大转动角度超过240度。这与传统的工程车辆的大臂通过液压油缸支撑并提供旋转动力相比，传统的大臂在单侧的旋转角度只能达到60度左右，根本无法满足本模喷台车需要在隧道的每个断面进行全角度的模喷需求。

所述台车车架ⅰ上沿车体纵向安装有轨道机构1，轨道机构1上安装有移动座机构2，所述大臂转台3可旋转的安装在移动座机构2上；移动座机构2载着大臂转台3可沿轨道机构1的纵向移动。

所述移动座机构2在轨道机构1的设置，使得在常规的隧道施工中，可在不挪车的情况下实现更宽岩面的的模喷支护施工，避免了频繁挪车，影响施工的进度。

所述模喷台车还包括泵送机构ⅱ，可自动向喷头组件9输送混凝土湿喷料。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。