适用于大变形隧道初支的可缩性传力连接装置的制作方法

本发明涉及隧道初支装置技术领域，尤其涉及适用于大变形隧道初支的可缩性传力连接装置。

背景技术：

隧道是埋置于地层内的工程建筑物，是人类利用地下空间的一种形式。隧道可分为交通隧道、水工隧道、市政隧道、矿山隧道，各种软弱破碎岩层中的深埋铁路、公路隧道中，大变形现象比较常见，针对隧道大变形，目前流行的控制方法是及早封闭隧道初支成环并增强初支衬砌抵御围岩压力、减小隧道变形量。但是，该思路在实际应用中收效甚微，大变形隧道经常发生初支钢架扭曲、喷射或浇筑混凝土开裂、剥落、初次衬砌严重侵限、隧道坍塌等，引发重大工程事故。因而需要采用适宜的措施控制软弱破碎岩层中深埋隧道大变形。

现有的可缩性传力连接装置不方便运输，在安装前需要大量的人力进行组装，而在该施工段结束后，施工结束后需对这些装置进行拆除，仍需要大量人力，另外现有的可缩性传力连接装置在安装时，很难使支撑板贴合隧道围岩内壁，所以，需要设计适用于大变形隧道初支的可缩性传力连接装置来解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的适用于大变形隧道初支的可缩性传力连接装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

适用于大变形隧道初支的可缩性传力连接装置，包括横板与底板，所述横板上贯穿设有转动杆，所述底板上设有用于加强装置与地面连接牢固性的固定机构，所述固定机构包括设置在底板上端的通槽，所述通槽侧壁转动连接有双头螺纹杆，所述双头螺纹杆侧壁对称套接有两个移动块，两个所述移动块下端均转动连接有连接板，两个所述连接板下端转动连接有安装块，两个所述安装块下端固定连接有抵紧板，所述抵紧板下端固定连接有多个定位锥，所述底板上设有驱动抵紧板升降的第一驱动机构，所述底板上设有驱动转动杆转动的第二驱动机构，所述横板上设有用于抵紧隧道顶部的抵紧机构，所述横板上设有用于缓冲坍塌压力的缓冲机构。

所述第一驱动机构包括固定连接在底板隧道的驱动电机，所述驱动电机的输出轴固定连接有转动轴，所述转动轴侧壁滑动套接有转动筒，所述转动筒侧壁固定套接有第一齿轮，所述双头螺纹杆侧壁固定套接有能与第一齿轮配合的第二齿轮。

优选地，所述第二驱动机构包括设置在底板上端的放置板，所述放置板上端转动连接有转动柱，所述转动柱上设有转动槽，所述转动杆下端延伸入转动槽内，所述转动杆侧壁固定套接有第一锥形齿轮。

优选地，所述抵紧机构包括设置在横板上端的安装架，所述安装架侧壁对称贯穿设有两个螺纹杆，所述转动杆上端贯穿安装架上端，所述横板上端转动连接有两个旋转杆，两个所述旋转杆均通过皮带与转动杆传动连接，两个所述旋转杆上端均通过万向节轴承与同侧螺纹杆下端转动连接，所述转动杆与两个旋转杆侧壁均套接有移动板，三个所述移动板上端均固定连接有安装板，三个所述安装板上端通过多个第一弹簧弹性连接有顶板。

优选地，所述缓冲机构包括设置在横板下端与底板上端的八个竖板，同一水平方向的四个所述竖板下端均与底板上端固定连接，另外四个所述竖板上端均与横板下端固定连接，相邻两个所述竖板相对的侧壁共同固定连接有滑动杆，同一所述滑动杆侧壁滑动连接有两个滑动块，上端四个所述滑动块侧壁均转动连接有连接杆，相邻两个所述连接杆相互交叉并通过转轴转动连接，八个所述滑动块靠近竖板的一端均通过第二弹簧与竖板弹性连接，同一水平方向相邻两个所述滑动块相对的侧壁均通过第三弹簧弹性连接。

优选地，所述驱动电机上端固定连接有电动推杆，所述电动推杆输出端固定连接有固定板，所述固定板下端通过轴承与转动筒侧壁转动连接，所述转动筒远离驱动电机的一端固定连接有能与第一锥形齿轮配合的第二锥形齿轮，所述转动轴横截面为矩形。

优选地，三个所述移动板内均设置有两个导向槽，六个所述导向槽内均滑动连接有导向杆，六个所述导向杆下端均与安装架上端固定连接，三个所述移动板内均设置有移动槽，两个所述螺纹杆与一个转动杆分别伸入三个移动槽内，三个所述移动槽内部均设有螺纹。

优选地，所述转动杆伸入转动槽的部分横截面为矩形，所述转动槽的横截面为矩形，所述转动杆伸入移动槽的侧壁设有螺纹。

优选地，所述底板下端四角处均固定连接有万向轮。

本发明中，具有以下有益效果：

1、本装置设置了固定机构，驱动电机的输出轴带动转动轴转动，转动轴带动转动筒转动，转动筒通过第一齿轮与第二齿轮啮合状态带动双头螺纹杆转动，双头螺纹杆带动两个移动块相向移动，两个移动块相向移动过程中，两个连接板与移动块连接处发生转动，连接板通过安装块挤压抵紧板向下移动，定位锥向下扎入地面，装置与地面连接的牢固性增强，不容易发生晃动；

2、本装置设置了抵紧机构，驱动电机的输出轴带动转动轴转动，转动轴带动转动筒转动，转动筒通过第一锥形齿轮与第二锥形齿轮啮合状态带动转动柱转动，转动柱带动转动杆转动，三个移动板向隧道顶部移动，三个顶板与隧道顶部弧形面接触，多个第一弹簧被压缩，从而与顶部表面紧密贴合效果，提高装置的支撑效果；

3、本装置设置了缓冲机构，横板向下挤压，同一侧两个连接杆交叉角度增大，多个第三弹簧与第二弹簧产生形变，多滑动块的移动产生阻力，进一步阻止两个连接杆交叉角度增大，由于顶板贴紧隧道顶壁，第一弹簧被进一步压缩形变，产生阻力，卸除隧道的过大的形变应力，减弱隧道继续变形的趋势，同时通过顶板紧贴隧道顶部，定位锥扎入地面深处，使得装置对隧道整体进行支撑，支撑效果好。

附图说明

图1为本发明提出的适用于大变形隧道初支的可缩性传力连接装置的结构示意图；

图2为本发明提出的适用于大变形隧道初支的可缩性传力连接装置的a处结构放大图；

图3为本发明提出的适用于大变形隧道初支的可缩性传力连接装置的b处结构放大图；

图4为图1的c-c向截面图；

图5为本发明提出的适用于大变形隧道初支的可缩性传力连接装置的d处结构放大图。

图中：1横板、2底板、3通槽、4移动块、5双头螺纹杆、6连接板、7抵紧板、8定位锥、9万向轮、10转动柱、11转动槽、12转动杆、13第一锥形齿轮、14第二锥形齿轮、15第一齿轮、16转动筒、17固定板、18电动推杆、19驱动电机、20第二齿轮、21旋转杆、22万向节轴承、23安装架、24顶板、25安装板、26移动板、27导向杆、28移动槽、29螺纹杆、30竖板、31滑动块、32滑动杆、33连接杆、34转动轴、35导向槽。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参照图1-5，适用于大变形隧道初支的可缩性传力连接装置，包括横板1与底板2，横板1上贯穿设有转动杆12，底板2上设有用于加强装置与地面连接牢固性的固定机构，固定机构包括设置在底板2上端的通槽3，通槽3侧壁转动连接有双头螺纹杆5，双头螺纹杆5侧壁对称套接有两个移动块4，两个移动块4下端均转动连接有连接板6，两个连接板6下端转动连接有安装块，两个安装块下端固定连接有抵紧板7，抵紧板7下端固定连接有多个定位锥8，通过定位锥8扎入地面的深度达到加强装置与地面连接牢固性的目的，防止装置晃动。

底板2上设有驱动抵紧板7升降的第一驱动机构，第一驱动机构包括固定连接在底板2隧道的驱动电机19，驱动电机19的输出轴固定连接有转动轴34，转动轴34侧壁滑动套接有转动筒16，转动筒16侧壁固定套接有第一齿轮15，双头螺纹杆5侧壁固定套接有能与第一齿轮15配合的第二齿轮20。

底板2上设有驱动转动杆12转动的第二驱动机构，第二驱动机构包括设置在底板2上端的放置板，放置板上端转动连接有转动柱10，转动柱10上设有转动槽11，转动杆12下端延伸入转动槽11内，转动杆12侧壁固定套接有第一锥形齿轮13，转动杆12伸入转动槽11的部分横截面为矩形，转动槽11的横截面为矩形，使得转动杆12在转动槽11内上下移动过程中，转动柱10仍能够带动转动杆12转动。

横板1上设有用于抵紧隧道顶部的抵紧机构，抵紧机构包括设置在横板1上端的安装架23，安装架23由高强度钢材制成，能够承受很多压力而不变形，安装架23侧壁对称贯穿设有两个螺纹杆29，转动杆12上端贯穿安装架23上端，横板1上端转动连接有两个旋转杆21，两个旋转杆21均通过皮带与转动杆12传动连接，两个旋转杆21上端均通过万向节轴承22与同侧螺纹杆29下端转动连接，转动杆12与两个旋转杆21侧壁均套接有移动板26，三个移动板26上端均固定连接有安装板25，三个安装板25上端通过多个第一弹簧弹性连接有顶板24。

横板1上设有用于缓冲坍塌压力的缓冲机构，缓冲机构包括设置在横板1下端与底板2上端的八个竖板30，同一水平方向的四个竖板30下端均与底板2上端固定连接，另外四个竖板30上端均与横板1下端固定连接，相邻两个竖板30相对的侧壁共同固定连接有滑动杆32，同一滑动杆32侧壁滑动连接有两个滑动块31，上端四个滑动块31侧壁均转动连接有连接杆33，相邻两个连接杆33相互交叉并通过转轴转动连接，八个滑动块31靠近竖板30的一端均通过第二弹簧与竖板30弹性连接，同一水平方向相邻两个滑动块31相对的侧壁均通过第三弹簧弹性连接。

本发明中，驱动电机19上端固定连接有电动推杆18，电动推杆18输出端固定连接有固定板17，固定板17下端通过轴承与转动筒16侧壁转动连接，使得转动轴34转动过程中，电动推杆18伸展能够带动转动筒16左右移动，转动筒16远离驱动电机19的一端固定连接有能与第一锥形齿轮13配合的第二锥形齿轮14，转动轴34横截面为矩形，使得转动筒16在移动后，转动轴34仍能够带动转动筒16转动。

本发明中，三个移动板26内均设置有两个导向槽35，六个导向槽35内均滑动连接有导向杆27，六个导向杆27下端均与安装架23上端固定连接，使得转动杆12与两个螺纹杆29转动过程中，移动板26无法转动，使得移动板26只能沿移动板26方向移动，三个移动板26内均设置有移动槽28，两个螺纹杆29与一个转动杆12分别伸入三个移动槽28内，三个移动槽28内部均设有螺纹，转动杆12伸入移动槽28的侧壁设有螺纹。

本发明中，底板2下端四角处均固定连接有万向轮9，使得装置能够在安装前、拆卸后都可以移动，方便运输。

初始状态，三个移动板26下端结贴安装架23上端，第一齿轮15与第二齿轮20啮合。

在使用时，工作人员利用万向轮9将装置移动至预定位置，启动驱动电机19，驱动电机19的输出轴带动转动轴34转动，转动轴34带动转动筒16转动，转动筒16通过第一齿轮15与第二齿轮20啮合状态带动双头螺纹杆5转动，双头螺纹杆5带动两个移动块4相向移动，两个移动块4相向移动过程中，两个连接板6与移动块4连接处发生转动，连接板6通过安装块挤压抵紧板7向下移动，定位锥8向下扎入地面，定位锥8扎入地面越深，装置与地面连接的牢固性越强，越不容易晃动。

再启动电动推杆18，电动推杆18伸展通过固定板17带动转动筒16向左移动，第一锥形齿轮13与第二锥形齿轮14啮合，关闭电动推杆18，启动驱动电机19，驱动电机19的输出轴带动转动轴34转动，转动轴34带动转动筒16转动，转动筒16通过第一锥形齿轮13与第二锥形齿轮14啮合状态带动转动柱10转动，转动柱10带动转动杆12转动，转动杆12通过皮带传动带动两个旋转杆21转动，由于三个移动槽28内部设有螺纹，在两个旋转杆21与转动杆12转动过程中，三个移动板26向隧道顶部移动，三个顶板24与隧道顶部弧形面接触，多个第一弹簧被压缩，从而与顶部表面紧密贴合效果，提高装置的支撑效果。

当隧道变形收缩时，横板1向下挤压，同一侧两个连接杆33交叉角度增大，多个第三弹簧与第二弹簧产生形变，多滑动块31的移动产生阻力，进一步阻止两个连接杆33交叉角度增大，由于顶板24贴紧隧道顶壁，第一弹簧被进一步压缩形变，产生阻力，减弱隧道继续变形的趋势，同时通过顶板24紧贴隧道顶部，定位锥8扎入地面深处，使得装置对隧道整体进行支撑，支撑效果好。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。