一种隧道掌子面施工台车的制作方法

本实用新型涉及一种隧道施工设备，具体涉及一种隧道掌子面施工台车。

背景技术：

目前，无论公路隧道还是铁路隧道，其高度多为十米以上，这造成了隧道开挖过程中工人必须借助辅助器械才能完成全断面的支护、锚固等工作。掌子面台车提供了一个很好的支撑平台，能够满足高处作业的需求。但是，传统的台车为工字钢与钢筋网焊接而成，仅仅能够实现高处施工的效果，某些时候甚至连安全稳固性都无法保障。当前工程中应用的掌子面台车仅仅能够满足支撑平台结构作用，不利于施工进展，无法满足工程需求。

技术实现要素：

本实用新型针对以上问题的提出，而研究设计一种隧道掌子面施工台车。本实用新型采用的技术手段如下：

一种隧道掌子面施工台车，包括车架，所述车架的上部设有上层平台，所述车架的中部设有中层平台，所述车架的下端设有至少四个固定支撑柱，所述固定支撑柱上设有车轮组件，所述车轮组件包括车轮支撑件和安装在车轮支撑件上的车轮，所述车轮支撑件通过横向设置的转轴固定在固定支撑柱上，使得车轮组件能绕所述转轴转动进而使车轮能在低于固定支撑柱下端的位置和高于固定支撑柱下端的位置之间切换，所述固定支撑柱上还设有用于锁紧车轮组件的锁紧件。

进一步地，所述锁紧件通过锁紧转轴固定在固定支撑柱上，所述锁紧件上设有锁紧凸起，所述锁紧凸起为非回转体，所述车轮支撑件上设有与所述锁紧凸起配合的锁紧部，所述锁紧件能绕锁紧转轴转动进而使锁紧凸起进入和脱出锁紧部。

进一步地，每个固定支撑柱上设有第一车轮组件和第二车轮组件，所述第一车轮组件包括第一车轮支撑件和第一车轮，所述第二车轮组件包括第二车轮支撑件和第二车轮，所述第一车轮支撑件和第二车轮支撑件的上端通过同一转轴固定在固定支撑柱上，所述第一车轮和第二车轮分别固定在第一车轮支撑件和第二车轮支撑件的下端，所述第一车轮支撑件包括第一支撑件主体和设置在第一支撑件主体上的锁紧板，所述第一车轮支撑件上的锁紧部为设置在锁紧板上的与所述转轴同轴的正六边形通孔，所述第二车轮支撑件的上端位于第一支撑件主体和锁紧板之间，所述第二车轮支撑件上的锁紧部为与所述正六边形通孔相同尺寸且同轴设置的正六边形沉孔，所述锁紧件的中部通过锁紧转轴固定在固定支撑柱上，所述锁紧件的下部设有与所述锁紧部配合的六棱柱形锁紧凸起。

进一步地，所述第一车轮支撑件的锁紧板与第一支撑件主体之间设有用于阻挡第二车轮支撑件相对于第一车轮支撑件旋转的限位凸起，使第一车轮支撑件和第二车轮支撑件在支撑固定支撑柱时互相呈一定角度。

进一步地，所述锁紧件的上部与固定支撑柱之间设有压缩弹簧。

进一步地，所述上层平台上设有支撑结构，所述支撑结构与固定支撑柱垂直方向上位置对应，所述支撑结构的顶部设有用于放置支护拱架的凹槽，所述上层平台上还设有千斤顶和起重机，所述上层平台和中层平台之间设有第一装载平台，所述第一装载平台设置于上层平台的下方，所述中层平台的下方设有第二装载平台，所述施工台车上还设有连接地面、中层平台和上层平台的云梯。

进一步地，所述第一装载平台的下方设有第一激光测距仪和第一控制箱，所述第一控制箱内设有第一数据采集与发射系统，所述第一激光测距仪通过信号电缆与第一数据采集与发射系统相连，所述第二装载平台的下方设有第二激光测距仪和第二控制箱，所述第二控制箱内设有第二数据采集与发射系统，所述第二激光测距仪通过信号电缆与第二数据采集与发射系统相连。

与现有技术比较，本实用新型所述的隧道掌子面施工台车具有以下优点：

1、实现了施工台车的装载、运移、固定、监测功能；

2、保证了施工台车在施工过程中始终处于稳定状态，为施工安全提供保障；

3、实现了施工台车在非施工位置的构件装载、运移，提高了施工效率；

4、实现了施工台车自身的围岩变形监控功能，能够对可能出现的隧道塌滑灾害进行预警，保障施工人员安全。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构示意图。

图2是本实用新型实施例的立体结构示意图。

图3是本实用新型实施例所述的车轮组件处的支撑状态结构示意图。

图4是图3的右视图。

图5是本实用新型实施例所述的车轮组件处的固定状态结构示意图。

图6是本实用新型实施例所述的第一车轮组件的结构示意图。

图7是图6的a-a局部视图。

图8是图7的b-b剖视图。

图9是图7的c-c剖视图。

图10是本实用新型实施例所述的第二车轮组件的结构示意图。

图11是图10的d-d局部视图。

图12是图10的e-e剖视图。

具体实施方式

如图1和图2所示，一种隧道掌子面施工台车，包括车架1，所述车架1的上部设有上层平台2，所述车架1的中部设有中层平台3，所述车架1的下端设有至少四个固定支撑柱4，所述固定支撑柱4上设有车轮组件32，所述车轮组件32包括车轮支撑件和安装在车轮支撑件上的车轮，所述车轮支撑件通过横向设置的转轴5固定在固定支撑柱4上，使得车轮组件32能绕所述转轴5转动进而使车轮能在低于固定支撑柱4下端的位置和高于固定支撑柱4下端的位置之间切换，所述固定支撑柱4上还设有用于锁紧车轮组件的锁紧件。本实施例中，上层平台2和中层平台3采用钢筋网焊接形成，表面包裹油质防火布。

所述上层平台2上设有支撑结构19，所述支撑结构19与固定支撑柱4垂直方向上位置对应，可以为一体的纵梁结构，形成整个施工台车的主支撑结构，所述支撑结构19的顶部设有用于放置支护拱架21的凹槽20，所述上层平台2上还设有千斤顶22和起重机23，本实施例的起重机23为电动起重机，千斤顶22设置于与凹槽20对应的位置，方便对支护拱架21进行支撑，所述上层平台2和中层平台3之间设有第一装载平台24，所述第一装载平台24设置于上层平台2的下方，所/述中层平台3的下方设有第二装载平台25，所述施工台车上还设有连接地面、中层平台3和上层平台2的云梯26。钢筋网、锚杆等施工构件可通过起重机23吊装至第一装载平台24上，留待施工时使用。

所述第一装载平台24的下方设有第一激光测距仪27和第一控制箱28，所述第一控制箱28内设有第一数据采集与发射系统，所述第一激光测距仪27通过信号电缆与第一数据采集与发射系统相连，第一激光测距仪27位于第一装载平台24下方，该处为非施工区域，可有效保证传感器的安全，避免其在施工过程中被误触，第一激光测距仪27连接的信号电缆粘接在第一装载平台24的下方，延伸至主支撑结构，放置于主支撑结构的槽内，连接至第一数据采集与发射系统。所述第二装载平台25的下方设有第二激光测距仪30和第二控制箱31，所述第二控制箱31内设有第二数据采集与发射系统，所述第二激光测距仪30通过信号电缆与第二数据采集与发射系统相连。所述第一控制箱28与第二控制箱31内均设有蜂鸣器，第一激光测距仪27和第二激光测距仪30对工作面围岩进行位移监控，分别将信号传输给第一数据采集与发射系统和第二数据采集与发射系统，当检测到工作面围岩与激光测距仪之间的距离变化，也就是工作面围岩的位移变化超过设定值时，第一数据采集与发射系统和第二数据采集与发射系统将指令发送给蜂鸣器进行蜂鸣预警，提示此处工作人员尽快撤离，以保障施工安全。

如图3至图12所示，本实施例中，所述锁紧件6通过锁紧转轴7固定在固定支撑柱4上，所述锁紧件6上设有锁紧凸起8，所述锁紧凸起8为非回转体，所述车轮支撑件上设有与所述锁紧凸起配合的锁紧部，所述锁紧件6能绕锁紧转轴7转动进而使锁紧凸起8进入和脱出锁紧部。每个固定支撑柱4上设有两个车轮组件，分别为第一车轮组件和第二车轮组件，所述第一车轮组件包括第一车轮支撑件9和第一车轮10，所述第二车轮组件包括第二车轮支撑件11和第二车轮12，所述第一车轮支撑件9和第二车轮支撑件11的上端通过同一转轴5固定在固定支撑柱4上，所述第一车轮10和第二车轮12分别固定在第一车轮支撑件9和第二车轮支撑件11的下端，所述第一车轮支撑件9包括第一支撑件主体13和设置在第一支撑件主体13上的锁紧板14，所述第一车轮支撑件9上的锁紧部为第一锁紧部15，所述第一锁紧部15为设置在锁紧板14上的与所述转轴5同轴的正六边形通孔，所述第二车轮支撑件11的上端位于第一支撑件主体13和锁紧板14之间，所述第二车轮支撑件11上的锁紧部为第二锁紧部16，所述第二锁紧部16为与所述第一锁紧部15相同尺寸且同轴设置的正六边形沉孔，所述锁紧件6的中部通过锁紧转轴7固定在固定支撑柱4上，所述锁紧件6的下部设有与所述锁紧部配合的六棱柱形的锁紧凸起8。

所述第一车轮支撑件9的锁紧板14与第一支撑件主体13之间设有用于阻挡第二车轮支撑件11相对于第一车轮支撑件9旋转的限位凸起17，使第一车轮支撑件9和第二车轮支撑件11在支撑所述固定支撑柱4时互相呈一定角度，形成三角形支撑结构，本实施例中第一车轮支撑件9和第二车轮支撑件11为120度弯折结构，第一车轮支撑件9和第二车轮支撑件11的上半部分之间呈120度夹角，使得第一车轮支撑件9和第二车轮支撑件11的下半部分相对于地面垂直，第一车轮支撑件9和第二车轮支撑件11的具体结构可以根据需要进行设置，二者之间的夹角也可以根据需要进行设定。所述锁紧件5的上部与固定支撑柱4之间设有压缩弹簧18，避免锁紧凸起8在锁紧状态下脱出锁紧部。第一车轮10和第二车轮12的轮辋为钢制结构，外侧为橡胶材质，固定支撑柱4的下端为尖锐形状，打开锁紧件6时，固定支撑柱4下端插入地面的碎石中，相邻的固定支撑柱4之间设有平衡梁29，保持施工台车的稳定性。

在进行爆破施工时，将本实施例所述的施工台车在第一车轮组件和第二车轮组件支撑状态下通过锁紧件6进行锁紧，将施工台车移动至原理掌子面的安全区域，到达安全区域后，开启锁紧件6，台车的车架1在自重作用下下沉，进入固定状态。此时进行施工构件的装载，主要包括支护拱架、钢筋网、锚杆等。其中，支护拱架根据实际开挖工法制作成合适形状后，通过起重装置装载至凹槽20内，钢筋网、锚杆等通过起重机23吊装至第一装载平台24上。掌子面爆破、淸渣结束后，借助铲车等能够起重的装置抬起台车，第一车轮组件和第二车轮组件下垂，在限位凸起17的作用下，第一车轮组件和第二车轮组件呈一定角度，锁定锁紧件6，使车轮组件恢复至支撑状态，并移动至掌子面附近，开启第一激光测距仪27和第二激光测距仪30对刚刚进入裸露状态的围岩进行位移监测。开启千斤顶22，将支护拱架21运送至待安装位置，从第一装载平台24上去除焊接仪器进行焊接，完成整体支护施工过程后，重复上述操作，进入下一个爆破循环。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。