一种山体隧道穿越断层破碎防塌装置的制作方法

本实用新型涉及隧道施工技术领域，尤其涉及一种山体隧道穿越断层破碎防塌装置。

背景技术：

随着公路运输量加大以及基建工程的发展，山体隧道越来越常见，现有的大多采用台阶法对山体隧道穿越断层破碎带的隧道进行开挖时，开挖难度非常大，在开挖过程中容易引起拱顶大面积下沉坍塌的现象，因此在破碎层防塌方便主要指初期的支护防塌，以保证人员的施工安全，而在施工后通过注浆等一些方面加固处理则可以避免此现象，因此在开挖施工初期需要临时对开挖的隧道进行加强支护。

对此，经检索，授权公告号：cn208456616u公开了一种穿越断层破碎带隧道初期支护及中隔壁加强支护体系，包括全断面支护体系和中隔墙临时支护结构，中隔墙临时支护结构位于隧道上部洞体内的左侧导洞与右侧导洞之间；隧道上部洞体的左右两侧底部分别设置有一道侧部下垫梁，中隔墙临时支护结构包括一道中部下垫梁、多个中隔墙和中隔墙纵向连接结构，该装置施工简便且使用效果好，全断面支护体系和中隔墙临时支护结构均通过下垫梁进行支撑并连接为一体形成结构稳固的整体性支护体系，并且同时仅在隧道上部洞体内设置中隔墙临时支护结构能有效保证拱顶的稳定性，施工简便并能有效降低施工成本，能避免初期支护拱架下沉并有效保证初期支护的稳定。

上述专利仍存在一些不足，其仅通过中隔墙和上部钢拱架对隧道上部洞体进行支护的方式，支护效果不稳定，通过中隔墙虽然可以对上部钢拱架的中部进行稳定支撑，但是上部钢拱架的两侧的空间较大缺少支撑结构，其在施工初期仍然会出现上部钢拱架从两侧坍塌的风险；虽然有部分施工人员会在上部钢拱架的两侧设置临时支撑架进行支撑，但是其存在不便于根据实际需要对支撑架的支撑高度和支撑倾斜度进行调节的缺点，使用范围局限，综合上述情况加以改进，因此我们提出了一种山体隧道穿越断层破碎防塌装置用于解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种山体隧道穿越断层破碎防塌装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种山体隧道穿越断层破碎防塌装置，包括初期支护装置，所述初期支护装置包括上部钢拱架、固定在上部钢拱架内侧底部的隧道仰拱支架、以及固定在上部钢拱架的内侧顶部和隧道仰拱支架顶部之间的中隔架，所述中隔架的两侧均设置有多组可调节式临时加固机构，所述可调节式临时加固机构包括通过螺栓固定在隧道仰拱支架顶部的底座，所述底座的顶部固定连接有矩形支管，矩形支管内滑动套设有矩形支杆，矩形支杆的顶端延伸至矩形支管的上方并铰接有倾斜设置的支撑顶板，支撑顶板的顶部与上部钢拱架的内侧顶部相接触，所述矩形支管内设有转动安装在对应的底座顶部的第一螺杆，矩形支杆螺纹套设在第一螺杆上，第一螺杆上固定套设有第一伞形齿轮，且第一伞形齿轮的左侧啮合有第二伞形齿轮，第二伞形齿轮的左侧固定连接有转轴，转轴的左端延伸至矩形支管外并固定连接有摇盘；

所述矩形支杆远离中隔架的一侧顶部固定连接有l形杆，且l形杆的底端开设有矩形孔，矩形孔内滑动套设有矩形杆，矩形杆的顶端延伸至对应的l形杆的上方并铰接有滑块，滑块滑动安装在对应的支撑顶板的底部一侧，所述矩形孔内转动安装有第二螺杆，矩形杆螺纹套设在第二螺杆上，所述矩形支管远离中隔架的一侧转动安装有方杆，且方杆的顶端延伸至对应的矩形孔内，第二螺杆滑动套设在对应的方杆上，所述方杆的底端固定连接有转盘，且转盘的外侧呈环形等间距固定连接有多个把手杆。

优选的，所述底座的顶部固定连接有第一轴承，矩形支管的两侧内壁之间固定连接有第二轴承，且第二轴承的内圈与第一轴承的内圈均与对应的第一螺杆的外侧焊接套装。

优选的，所述矩形支杆的底端开设有第一螺纹槽，且第一螺纹槽与对应的第一螺杆螺纹连接。

优选的，所述矩形支管远离中隔架的一侧内壁上开设有第一圆孔，且第一圆孔内固定套设有第三轴承，第三轴承的内圈与对应的转轴的外侧焊接套装。

优选的，所述矩形杆的底端开设有第二螺纹槽，且第二螺纹槽与对应的第二螺杆螺纹连接。

优选的，所述第二螺杆的顶端开设有方孔，且方孔的内壁与方杆的外侧滑动连接。

优选的，所述支撑顶板的底部一侧固定连接有两个t形滑轨，滑块的顶部开设有两个两侧均为开口设置的t形滑槽，且t形滑槽与对应的t形滑轨滑动连接。

优选的，所述矩形支管远离中隔架的一侧焊接有固定座，固定座远离对应的矩形支管的一侧焊接有第四轴承，且第四轴承的内圈与对应的方杆的外侧焊接固定。

优选的，所述矩形孔的两侧内壁之间固定连接有第五轴承，且第五轴承的内圈与对应的第二螺杆的外侧焊接套装。

与现有的技术相比，本实用新型的有益效果是：

通过上部钢拱架、中隔架、底座、矩形支管、矩形支杆、支撑顶板、第一螺杆、第一伞形齿轮、第二伞形齿轮、转轴、摇盘、l形杆、矩形孔、矩形杆、滑块、第二螺杆、方杆、转盘与方孔相配合，通过多组可调节式临时加固机构和中隔架的配合，可对上部钢拱架的两侧和中间位置进行稳定支撑，当需要根据实际需要对支撑顶板的倾斜度进行调节时，正向转动转盘通过对应的方杆和方杆上的方孔带动第二螺杆转动，第二螺杆转动的同时带动对应的矩形杆向上移动，矩形杆带动对应的滑块向上移动，滑块通过对应的两个t形滑轨挤压着支撑顶板在矩形支杆的顶部转动，支撑顶板带动对应的两个t形滑轨转动，使得t形滑轨在对应的t形滑槽内滑动，当支撑顶板转动至其倾斜度与上部钢拱架平行时，停止转动转盘，紧接着正向转动摇盘通过对应的转轴带动第二伞形齿轮转动，第二伞形齿轮通过与其相啮合的第一伞形齿轮带动对应的第一螺杆转动，第一螺杆转动的同时带动对应的矩形支杆向上移动，矩形支杆通过对应的l形杆和第五轴承驱动第二螺杆在方杆上向上滑动，第二螺杆通过对应的矩形杆带动滑块向上移动，矩形支杆带动与其相铰接的支撑顶板向上移动，使得滑块和支撑顶板同步向上移动，当支撑顶板的顶部与上部钢拱架的顶部内壁紧密接触时，停止转动摇盘，使得支撑顶板被固定，进而完成了支撑顶板的高度和倾斜度的调节。

本实用新型设计合理，多组可调节式临时加固机构和中隔架的配合设置，可对上部钢拱架的两侧和中间位置进行稳定支撑，提高其初期临时支护稳定性，降低隧道洞体初期施工中发生坍塌的风险，且能够根据实际需要对支撑顶板的高度和倾斜度进行调节，使得能够对不同倾斜弧度和高度的上部钢拱架进行支撑，提高其适用范围，有利于使用。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种山体隧道穿越断层破碎防塌装置的结构示意图；

图2为本实用新型提出的一种山体隧道穿越断层破碎防塌装置的可调节式临时加固机构剖视结构示意图；

图3为图2中的a部分放大结构示意图。

图中：100上部钢拱架、101中隔架、1底座、2矩形支管、3矩形支杆、4支撑顶板、5第一螺杆、6第一伞形齿轮、7第二伞形齿轮、8转轴、9摇盘、10l形杆、11矩形孔、12矩形杆、13滑块、14第二螺杆、15方杆、16转盘、17方孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-3，一种山体隧道穿越断层破碎防塌装置，包括初期支护装置，初期支护装置包括上部钢拱架100、固定在上部钢拱架100内侧底部的隧道仰拱支架、以及固定在上部钢拱架100的内侧顶部和隧道仰拱支架顶部之间的中隔架101，中隔架101的两侧均设置有多组可调节式临时加固机构，可调节式临时加固机构包括通过螺栓固定在隧道仰拱支架顶部的底座1，底座1的顶部固定连接有矩形支管2，矩形支管2内滑动套设有矩形支杆3，矩形支杆3的顶端延伸至矩形支管2的上方并铰接有倾斜设置的支撑顶板4，支撑顶板4的顶部与上部钢拱架100的内侧顶部相接触，矩形支管2内设有转动安装在对应的底座1顶部的第一螺杆5，矩形支杆3螺纹套设在第一螺杆5上，第一螺杆5上固定套设有第一伞形齿轮6，且第一伞形齿轮6的左侧啮合有第二伞形齿轮7，第二伞形齿轮7的左侧固定连接有转轴8，转轴8的左端延伸至矩形支管2外并固定连接有摇盘9；

矩形支杆3远离中隔架101的一侧顶部固定连接有l形杆10，且l形杆10的底端开设有矩形孔11，矩形孔11内滑动套设有矩形杆12，矩形杆12的顶端延伸至对应的l形杆10的上方并铰接有滑块13，滑块13滑动安装在对应的支撑顶板4的底部一侧，矩形孔11内转动安装有第二螺杆14，矩形杆12螺纹套设在第二螺杆14上，矩形支管2远离中隔架101的一侧转动安装有方杆15，且方杆15的顶端延伸至对应的矩形孔11内，第二螺杆14滑动套设在对应的方杆15上，方杆15的底端固定连接有转盘16，且转盘16的外侧呈环形等间距固定连接有多个把手杆，本实用新型设计合理，多组可调节式临时加固机构和中隔架101的配合设置，可对上部钢拱架100的两侧和中间位置进行稳定支撑，提高其初期临时支护稳定性，降低隧道洞体初期施工中发生坍塌的风险，且能够根据实际需要对支撑顶板4的高度和倾斜度进行调节，使得能够对不同倾斜弧度和高度的上部钢拱架100进行支撑，提高其适用范围，有利于使用。

本实用新型中，底座1的顶部固定连接有第一轴承，矩形支管2的两侧内壁之间固定连接有第二轴承，且第二轴承的内圈与第一轴承的内圈均与对应的第一螺杆5的外侧焊接套装，矩形支杆3的底端开设有第一螺纹槽，且第一螺纹槽与对应的第一螺杆5螺纹连接，矩形支管2远离中隔架101的一侧内壁上开设有第一圆孔，且第一圆孔内固定套设有第三轴承，第三轴承的内圈与对应的转轴8的外侧焊接套装，矩形杆12的底端开设有第二螺纹槽，且第二螺纹槽与对应的第二螺杆14螺纹连接，第二螺杆14的顶端开设有方孔17，且方孔17的内壁与方杆15的外侧滑动连接，支撑顶板4的底部一侧固定连接有两个t形滑轨，滑块13的顶部开设有两个两侧均为开口设置的t形滑槽，且t形滑槽与对应的t形滑轨滑动连接，矩形支管2远离中隔架101的一侧焊接有固定座，固定座远离对应的矩形支管2的一侧焊接有第四轴承，且第四轴承的内圈与对应的方杆15的外侧焊接固定，矩形孔11的两侧内壁之间固定连接有第五轴承，且第五轴承的内圈与对应的第二螺杆14的外侧焊接套装，本实用新型设计合理，多组可调节式临时加固机构和中隔架101的配合设置，可对上部钢拱架100的两侧和中间位置进行稳定支撑，提高其初期临时支护稳定性，降低隧道洞体初期施工中发生坍塌的风险，且能够根据实际需要对支撑顶板4的高度和倾斜度进行调节，使得能够对不同倾斜弧度和高度的上部钢拱架100进行支撑，提高其适用范围，有利于使用。

工作原理：使用时，通过多组可调节式临时加固机构和中隔架101的配合，可对上部钢拱架100的两侧和中间位置进行稳定支撑，提高其初期临时支护稳定性，降低隧道洞体初期施工中发生坍塌的风险；

当需要根据实际需要对支撑顶板4的倾斜度进行调节时，正向转动转盘16，转盘16带动对应的方杆15转动，方杆15通过对应的方孔17带动第二螺杆14转动，在开设在矩形杆12上的第二螺纹槽的作用下，第二螺杆14转动的同时带动对应的矩形杆12向上移动，矩形杆12向上移动的同时带动对应的滑块13向上移动，滑块13通过对应的t形滑轨对支撑顶板4进行挤压，挤压的力使得支撑顶板4在对应的矩形支杆3的顶部转动，支撑顶板4带动对应的两个t形滑轨转动，使得t形滑轨在对应的t形滑槽内滑动，随着支撑顶板4的转动，使得其倾斜角度发生改变，当支撑顶板4的倾斜度调整至与上部钢拱架100的斜度适合时，停止转动转盘16，在第二螺纹槽与第二螺杆14的自身螺纹锁尼力作用下，使得支撑顶板4的倾斜角度被固定；

紧接着正向转动摇盘9，摇盘9带动对应的转轴8转动，转轴8带动对应的第二伞形齿轮7转动，第二伞形齿轮7带动与其相啮合的第一伞形齿轮6转动，第一伞形齿轮6带动对应的第一螺杆5转动，在开设在矩形支杆3上的第一螺纹槽的作用下，第一螺杆5转动的同时带动对应的矩形支杆3向上移动，矩形支杆3带动对应的l形杆10向上移动，l形杆10通过对应的第五轴承带动第二螺杆14在方杆15上向上滑动，在螺纹锁尼力的作用下，第二螺杆14向上移动的同时带动对应的矩形杆12向上移动，矩形杆12带动对应的滑块13向上移动，矩形支杆3带动与其相铰接的支撑顶板4向上移动，使得滑块13和支撑顶板4同步向上移动，当支撑顶板4的顶部与上部钢拱架100的顶部内壁紧密接触时，支撑顶板4对上部钢拱架100进行稳定支撑，停止转动摇盘9，在第一螺杆5与对应的第一螺纹槽自身螺纹锁尼力作用下，使得支撑顶板4被固定，进而完成了支撑顶板4的高度和倾斜度的调节，使得其能够对不同倾斜弧度和高度的上部钢拱架100进行支撑，提高其适用范围。

本实用的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限制，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用中的具体含义。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。