一种高效的隧道定型化内撑环拱支撑装置的制作方法

1.本申请涉及隧道内撑环拱支撑的领域，尤其是涉及一种高效的隧道定型化内撑环拱支撑装置。


背景技术：

2.隧道是一种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、军事隧道。
3.在隧道的开挖过程中，需要对开挖的隧道进行初期支护。而在一些地质较差的地方进行施工时，往往会遇到各种不良情况。如在软岩地区容易出现初期支护大变形、支护力不足导致隧道发生局部坍塌。为了处理这些复杂情况，工程上一般会停工并采取搭设支护的措施进行隧道的加固。而在这些施工方式中，施工速度较为缓慢，满堂支架的搭设需要大量的人力，并且需要占用大量的空间，将隧道堵塞，不利于隧道工程的进一步施工，而在该施工段结束后，拆除满堂支架仍有大量的工作量。另外支护在隧道施工过程中仅起到加固围岩的作用，保证施工过程不会出现大变形的问题，施工结束后需对这些支护进行拆除，上述施工方法拆除方式复杂，施工效率较低。
4.参照图1，目前的隧道内撑环拱600支撑装置大都包括支撑架700，所述支撑架700垂直固定连接有多根支撑杆800，多根所述支撑杆800远离支撑架700一端与内撑环拱600抵接，所述支撑架700远离地面一端与内撑环拱600抵接。
5.针对上述中的相关技术，发明人认为存在隧道不断掘进的过程中，内撑环拱的支撑装置需要反复搭建，施工效率较低的缺陷。


技术实现要素：

6.为了提高施工效率，本申请提供一种高效的隧道定型化内撑环拱支撑装置。
7.本申请提供的一种高效的隧道定型化内撑环拱支撑装置，采用如下的技术方案：
8.一种高效的隧道定型化内撑环拱支撑装置，包括支撑机构、承托机构和移动机构，所述支撑机构远离地面一端与承托机构固定连接，所述支撑机构靠近地面一端固定连接有移动机构，所述承托机构包括承托组件、连接组件和顶撑组件，所述承托组件与支撑机构固定连接，所述承托组件与连接组件滑动连接，所述顶撑组件与承托组件螺纹连接，所述顶撑组件远离承托组件的一端与内撑环拱抵接。
9.通过采用上述技术方案，利用顶撑组件对隧道内撑环拱进行支撑，提高内撑环拱的结构强度。承托组件滑动连接在连接组件上，通过承托组件滑动使承托机构的尺寸可调节。通过支撑机构靠近地面一端固定连接有移动机构，使支撑装置可以在隧道内灵活移动。当隧道掘进过程中，通过调节承托机构的尺寸和支撑机构的高度，将支撑装置缩小，使支撑装置在隧道内移动更加方便，无需反复搭建支撑装置，提高工作效率。
10.可选的，所述支撑机构包括四个支撑组件，四个所述支撑组件均与承托机构垂直固定连接，所述支撑组件包括固定杆和转动杆，所述固定杆与承托机构垂直固定连接，所述
固定杆远离承托机构一端与转动杆螺纹连接，所述固定杆与转动杆同轴设置，所述移动机构有四组，所述转动杆靠近地面一端与一组移动机构固定连接。
11.通过采用上述技术方案，通过转动杆的转动对支撑组件的高度进行调节，从而对支撑装置的高度进行调节，使支撑装置的高度可以根据内撑环拱的高度不同来进行调节，适用性强。
12.可选的，所述移动机构包括两组滚动组件，两组所述滚动组件均与转动杆的侧壁固定连接，两组所述滚动组件同轴设置，所述滚动组件包括相对于转动杆侧壁转动的滚轮和一端与滚轮同轴转动连接的固定轴，所述固定轴远离滚轮的一端与转动杆的侧壁垂直固定连接，两个所述滚轮的下端处于同一平面内，相对的两个滚轮同轴设置。
13.通过采用上述技术方案，减小支撑装置与地面之间的摩擦力，使支撑装置得移动更加方便。利用固定轴使滚轮相对于转动杆的侧壁转动，使滚动组件与转动杆侧壁之间的连接结构更加稳定。
14.可选的，所述固定轴包括一端与转动杆侧壁固定连接的第一轴和一端与滚轮同轴转动的摆动轴，所述摆动轴远离滚轮的一端与第一轴的一端铰接，所述第一轴和摆动轴的铰接轴线呈竖直设置。
15.通过采用上述技术方案，摆动轴可以相对于第一轴摆动，从而带动滚轮摆动，使滚轮有一定的转向空间，方便支撑装置多向移动。
16.可选的，所述摆动轴远离滚轮的一端延伸有限位板，所述限位板上开设有弧形孔，所述固定轴的侧壁固定连接有与其垂直的限位杆，所述限位杆穿过弧形孔。
17.通过采用上述技术方案，对滚轮的转动空间的进行限制，避免滚轮转动角度过大导致支撑装置移动过于灵活，不利于工人控制。
18.可选的，所述连接组件包括两块宽度相同、长度不同的长方形连接板，两块所述连接板中较长的一块连接板为第一连接板，两块所述连接板中较短的一块连接板为第一连接板，所述第二连接板位于第一连接板远离地面的方向，所述第一连接板的长度方向与第二连接板的长度方向平行且第一连接板与第二连接板平行，所述第一连接板与第二连接板之间垂直固定连接有第三连接板，所述第三连接板两端分别连接在第一连接板长度方向的中间位置和第二连接板长度方向的中间位置，所述第一连接板和第二连接板均与承托组件滑动连接。
19.通过采用上述技术方案，三块连接板呈工字型，结构稳定。利用整体呈工字型的三块连接板对承托组件进行连接，使承托机构整体的结构更加牢固，支撑效果好。
20.可选的，所述承托组件包括两块长方形的第一支撑板和两块长方形的第二支撑板，两块所述第一支撑板分别滑动连接在第一连接板长度方向的两端且沿第一连接板的长度方向滑动，两块所述第二支撑板分别滑动连接在第二连接板长度方向的两端且沿第二连接板的长度方向滑动，两块所述第一支撑板的长度方向均与第一连接板平行，两个所述支撑组件分别与其中一块第一连接板垂直固定连接且位于靠近第一连接板宽度方向两端的位置，其余两个所述支撑组件分别与另一块第一连接板垂直固定连接且位于靠近第一连接板宽度方向两端的位置，所述第三连接板同侧的第一支撑板与第二支撑板通过连接杆固定连接。
21.通过采用上述技术方案，利用第一连接板将两根第一支撑杆连接在一起，利用第
二连接板将两块第二支撑杆连接在一起，通过第一支撑板相对第一连接板的滑动和第二支撑板相对第二连接板的滑动对支撑机构的尺寸进行调节，操作简单，便于工人调节。通过连接杆使第三连接板同侧的第一支撑板与第二支撑板同步移动，同时利用连接杆增强承托组件的结构强度，使支撑装置对内撑环拱的支撑更加稳固。
22.可选的，所述顶撑组件包括八根螺纹杆，两块所述第一支撑板远离第三连接板一端分别与两根螺纹杆螺纹连接，两块第二支撑板远离第三连接板一端分别与两根螺纹杆螺纹连接，所述螺纹杆的轴线与第三连接板垂直，所述螺纹杆远离第三连接板一端与内撑环拱抵接。
23.通过采用上述技术方案，利用螺纹杆对内撑环拱进行支撑，转动螺纹杆对螺纹杆伸出支撑板的长度进行调节，使螺纹杆对内撑环拱的支撑更加稳固，并可以根据内撑环拱的形变进行调节。
24.可选的，一块所述第一支撑板的侧壁上固定连接有第一稳定杆，所述第一稳定杆靠近另一块第一支撑板的一端螺纹连接有第二稳定杆，所述第二稳定杆与另一块第一支撑板转动连接。
25.通过采用上述技术方案，利用第一稳定杆和第二稳定杆对两块第一支撑板之间的相对距离变化进行限制，使支撑装置对内撑环拱的支撑更加稳定。
26.综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
27.1.通过支撑机构靠近地面一端固定连接有移动机构，使支撑装置可以在隧道内灵活移动。通过将支撑组件滑动连接在连接组件上，承托机构的尺寸可以调节。当隧道掘进过程中，通过调节承托机构的尺寸和支撑机构的高度，将支撑装置缩小，使支撑装置在隧道内移动更加方便，无需反复搭建支撑装置，提高工作效率；
28.2.通过在第三连接板同侧的第一支撑板与第二支撑板之间固定连接连接杆，利用连接杆使第三连接板同侧的第一支撑板与第二支撑板同步移动，同时利用连接杆增强承托组件的结构强度，使支撑装置对内撑环拱的支撑更加稳固；
29.3.通过利用第一稳定杆和第二稳定杆对两块第一支撑板之间的相对距离变化进行限制，使支撑装置对内撑环拱的支撑更加稳定。
附图说明
30.图1是现有技术的整体结构示意图；
31.图2是本实施例的整体结构示意图；
32.图3是本实施例承托组件和连接组件部分的结构示意图；
33.图4是本实施例滚动组件部分的结构示意图。
34.附图标记说明：100、支撑机构；110、支撑组件；111、固定杆；112、转动杆；200、承托机构；210、承托组件；211、第一支撑板；212、第二支撑板；213、连接杆；214、滑动槽；220、连接组件；221、第一连接板；222、第二连接板；223、第三连接板；230、顶撑组件；231、螺纹杆；300、移动机构；310、滚动组件；311、滚轮；312、固定轴；313、第一轴；314、摆动轴；315、限位板；316、弧形孔；317、限位杆；400、第一稳定杆；500、第二稳定杆；600、内撑环拱；700、支撑架；800、支撑杆。
具体实施方式
35.以下结合附图2
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4对本申请作进一步详细说明。
36.本申请实施例公开一种高效的隧道定型化内撑环拱支撑装置。参照图2，一种高效的隧道定型化内撑环拱支撑装置包括支撑机构100，支撑机构100垂直于地面，支撑机构100靠近地面一端固定连接有移动机构300，通过在支撑机构100靠近地面一端固定连接移动机构300使支撑装置可以在隧道内灵活移动。支撑机构100远离移动机构300一端固定连接有承托机构200，利用承托机构200对隧道内撑环拱600进行支撑，提高内撑环拱600的结构强度。
37.参照图2，承托机构200包括连接组件220，连接组件220滑动连接有承托组件210，通过将承托组件210与连接组件220滑动连接使承托机构200的尺寸可调节，支撑装置在隧道内移动更加方便。在隧道掘进过程中，通过移动支撑装置对不同的内撑环拱600进行支撑，无需反复搭建支撑装置，提高工作效率。
38.参照图2和图3，连接组件220包括平行于地面的第一连接板221，第一连接板221为长方形板，第一连接板221远离地面一端长度方向的中间位置垂直固定连接有第三连接板223，第三连接板223远离第一连接板221一端垂直固定连接有第二连接板222，第二连接板222与第一连接板221宽度相同，第二连接板222的长度小于第一连接板221且长度方向平行于第一连接板221的长度方向，第三连接板223连接在第二连接板222长度方向的中间位置。
39.参照图2和图3，承托组件210包括两块长方形的第一支撑板211，第一支撑板211长度方向的一端开设有滑动槽214，两块第一支撑板211分别插接在第一连接板221长度方向的两端且与第一连接板221滑动连接。承托组件210还包括两块长方形的第二支撑板212，第二支撑板212长度方向的一端开设有滑动槽214，两块第二支撑板212分别插接在第二连接板222长度方向的两端且与第二连接板222滑动连接。位于第三连接板223同侧的第一支撑板211与第二支撑板212之间垂直固定连接有连接杆213，通过连接杆213使第三连接板223同侧的第一支撑板211与第二支撑板212同步移动，同时利用连接杆213增强承托组件210的结构强度，使支撑装置对内撑环拱600的支撑更加稳固。
40.参照图2和图3，顶撑组件230包括八根螺纹杆231，两块第一支撑板211远离第三连接板223一端分别与两根螺纹杆231螺纹连接，两块第二支撑板212远离第三连接板223一端分别与两根螺纹杆231螺纹连接，螺纹杆231的轴线与第三连接板223垂直，螺纹杆231远离第三连接板223一端与内撑环拱600抵接。利用螺纹杆231对内撑环拱600进行支撑，转动螺纹杆231对螺纹杆231伸出支撑板的长度进行调节，使螺纹杆231对内撑环拱600的支撑更加稳固，并可以根据内撑环拱600的形变进行调节。
41.参照图2和图3，一块第一支撑板211的侧壁上固定连接有第一稳定杆400，第一稳定杆400靠近另一块第一支撑板211的一端螺纹连接有第二稳定杆500，第二稳定杆500与另一块第一支撑板211转动连接。利用第一稳定杆400和第二稳定杆500对两块第一支撑板211之间的相对距离变化进行限制，使支撑装置对内撑环拱600的支撑更加稳定。
42.参照图2和图3，支撑机构100包括四个支撑组件110，四个支撑组件110对称分布在第三连接板223两侧。支撑组件110包括固定杆111，固定杆111垂直固定连接在第一支撑板211靠近地面一端，固定杆111远离第一支撑板211的一端螺纹连接有转动杆112。通过转动杆112的转动对支撑组件110的高度进行调节，从而对支撑装置的高度进行调节，使支撑装
置的高度可以根据内撑环拱600的高度不同来进行调节，适用性强。移动机构300固定连接在转动杆112侧壁远离固定杆111的位置。
43.参照图3和图4，移动机构300包括两组滚动组件310，两组滚动组件310均与转动杆112的侧壁固定连接，两组滚动组件310同轴设置，滚动组件310包括相对于转动杆112侧壁转动的滚轮311和一端与滚轮311同轴转动连接的固定轴312，固定轴312远离滚轮311的一端与转动杆112的侧壁垂直固定连接，两个滚轮311的下端处于同一平面内，相对的两个滚轮311同轴设置。利用滚动组件310减小支撑装置与地面之间的摩擦力，使支撑装置得移动更加方便。利用固定轴312使滚轮311相对于转动杆112的侧壁转动，使滚动组件310与转动杆112侧壁之间的连接结构更加稳定。
44.参照图4，固定轴312包括一端与转动杆112侧壁固定连接的第一轴313，第一轴313远离转动杆112的一端铰接有摆动轴314，第一轴313和摆动轴314的铰接轴线呈竖直设置，摆动轴314远离第一轴313一端与滚轮311同轴转动连接。通过摆动轴314可以相对于第一轴313摆动，从而带动滚轮311摆动，使滚轮311有一定的转向空间，方便支撑装置多向移动。
45.参照图4，摆动轴314远离滚轮311的一端延伸有限位板315，限位板315上开设有弧形孔316，固定轴312的侧壁固定连接有与其垂直的限位杆317，限位杆317穿过弧形孔316。利用开设在限位板315上的限位孔与限位杆317配合对滚轮311的转动空间的进行限制，避免滚轮311转动角度过大导致支撑装置移动过于灵活，不利于工人控制。
46.本申请实施例一种高效的隧道定型化内撑环拱支撑装置的实施原理为：隧道掘进时，利用内撑环拱600对隧道顶部进行支撑。内撑环拱600安装完毕后，将支撑装置移动到内撑环拱600下方，通过转动转动杆112将滚轮311转动到滚轮311的转动轴线与第三连接板223平行的位置，转动第二稳定杆500同时推动第三连接板223两侧的支撑组件110向远离第三连接板223的方向移动，从而增大承托机构200的尺寸，使第一支撑板211靠近内撑环拱600。转动转动杆112增大承托机构200与地面之间的相对高度，使第二支撑板212靠近内撑环拱600。转动螺纹杆231，使螺纹杆231远离支撑板一端与内撑环拱600抵接，提高内撑环拱600的结构强度，减小内撑环拱600的形变。
47.支撑完毕后，对隧道顶部进一步加固。加固完成后，转动螺纹杆231使其与内撑环拱600脱离，转动第三稳定杆同时推动第三连接板223两侧的支撑组件110向靠近第三连接板223的方向移动，转动转动杆112增大承托机构200与地面之间的相对高度同时将滚轮311转动到滚轮311转动轴线垂直于第三连接板223的位置。将支撑装置缩小后，支撑装置可以依靠滚轮311在隧道内灵活移动。将支撑装置移动到随着隧道掘进新搭建的内撑环拱600下方，继续使用，无需反复搭建，提高施工效率。
48.以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。