浅埋暗挖隧道快速支撑装置及施工方法

1.本发明涉及隧道工程技术领域，具体涉及浅埋暗挖隧道快速支撑装置及施工方法。


背景技术：

2.隧道开挖后，为了有效的约束和控制围岩的变形，加强围岩的稳定性，部分隧道内初期支护中需要架设环向的钢支撑，又叫钢拱架，它是特制环向的工字钢或其他型钢，用以保护和加强围岩的强度和自稳定能力。
3.但是目前对钢拱架的安装方式多为利用各个支撑件，再利用多个螺栓对支撑件进行紧固，需要多个人工相互配合支起钢架、螺栓紧固钢架，此过程较为浪费人力、浪费时间，不能够快速的对巷道支撑。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了浅埋暗挖隧道快速支撑装置及施工方法，解决了目前对钢拱架的安装方式多为利用各个支撑件，再利用多个螺栓对支撑件进行紧固，需要多个人工相互配合支起钢架、螺栓紧固钢架，此过程较为浪费人力、浪费时间的问题。
5.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
6.浅埋暗挖隧道快速支撑装置，包括底板，所述底板的顶部固定连接有多个支杆，所述支杆的内部滑动连接有支撑杆，所述底板的顶部设有第一支撑板，所述第一支撑板与所述支撑杆固定连接，所述第一支撑板的顶部设有第二支撑板，所述第一支撑板与所述第二支撑板之间设有用于限制第二支撑板位置的支撑结构，所述第二支撑板受力向下移动时，支撑结构能够向上顶触第二支撑板，所述支撑杆与所述支杆之间设有用于限制支杆向下移动单向移动结构。
7.通过设置第二支撑板，在安装该装置时，将底板置于隧道巷道的地面上，向上移动第一支撑板的位置，使得第一支撑板带动支撑杆第二支撑板向上移动，当第二支撑板贴合并顶触巷道的顶部后停止移动第一支撑板，当支撑杆向上移动时，支撑杆在支杆的内部滑动，单向移动结构限制支撑杆移动的方向，只能够向上移动支撑杆的位置，当第二支撑板顶触巷道的顶部后，单向移动结构限制支撑杆的位置，固定支撑杆的位置，以此达到了快速的对巷道进行支撑的效果，相对于传统的支撑装置，该装置安装方便，解决了传统的巷道支撑装置需要利用一些紧固件对支撑装置进行固定，较大浪费时间的问题，并利用的支撑结构限制了第二支撑板的位置，当巷道的顶部下沉时，第二支撑板受力会向下移动，此时支撑结构会受力向上顶触第二支撑板的位置，达到了利用第二支撑板阻止巷道下沉的效果。
8.较佳的，所述支撑结构包括固定连接在所述第二支撑板底部的第一齿杆，所述第一齿杆与所述第一支撑板滑动连接，所述第一支撑板的顶部滑动连接有第二齿杆，所述第二齿杆的顶部固定连接有顶触杆，所述第一支撑板的底部固定连接有支板，所述支板上转动连接有与所述第一齿杆和第二齿杆啮合的第一齿轮。
9.通过设置第一齿轮，当巷道的顶部有下沉现象时，巷道的顶部给予第二支撑板力，第二支撑板受力向下移动，并带动第一齿杆向下移动，第一齿杆移动通过第一齿轮向上移动第二齿杆与顶触杆的位置，使得顶触杆向上移动顶触并支撑第二支撑板的位置，以此可以达到利用巷道下沉的力将第二支撑板向上移动阻挡巷道顶部下沉的效果。
10.较佳的，所述第二支撑板与所述第一齿杆之间连接有多个固定板。
11.通过设置固定板，固定板可以增加第一齿杆与第二支撑板之间的稳定性。
12.较佳的，所述单向移动结构包括固定连接在所述支撑杆一侧的第一齿条，所述支撑杆的一侧开设有侧边开口，所述侧边开口内设有第二齿轮，所述侧边开口的内部一侧固定连接有固定杆，所述固定杆与所述第二齿轮转动套设，所述第二齿轮的内侧壁开设有空腔，所述固定杆的外部固定套设有与所述空腔套设的棘轮，所述空腔的内侧壁转动连接有多个与所述棘轮相适配的棘爪，所述棘爪与所述空腔之间连接有多个第一弹簧。
13.通过设置第二齿轮，当工作人员安装该装置向上提升支撑杆的位置时，支撑杆向上移动，可以利用设置在支撑杆一侧的第一齿条带动第二齿轮旋转，第二齿轮旋转带动棘爪在棘轮的外部跳动，使得棘爪始终与棘轮顶触，以此可以限制第二齿轮产生反转，当限制第二齿轮反转后，可以达到限制支撑杆受力向下移动的效果，达到了支撑第一支撑板与第二支撑板的效果，并可以达到了快速安装该装置的效果。
14.较佳的，所述底板的顶部开设有多个顶部开口，所述顶部开口内滑动套设有固定锥。
15.通过设置固定锥，在安装该装置时，将固定锥穿过顶部开口并插入巷道的地面内，以此可以限制底板的位置，避免了工作人员在底板上走动时产生的振动导致底板位移的问题。
16.较佳的，所述固定锥的一侧固定连接有与所述第二齿轮啮合的第二齿条，所述固定锥的顶部固定连接有顶板。
17.通过设置顶板，在安装该装置时，工作人员可利用锤子等工具向下捶打顶板，使得固定锥向下移动插至地面内，在固定锥向下移动时，可以通过第二齿条、第二齿轮与第一齿条带动支撑杆向上移动，使得第二支撑板挤压、顶触巷道的顶部，以此可以达到将该装置过盈配合在巷道内，可以增加该装置对巷道的支撑效果。
18.较佳的，所述固定锥的两侧分别开设有多个凹槽，所述支杆的两侧分别固定连接有侧边连板，所述侧边连板的一侧固定连接有支架，所述支架上转动连接有与所述凹槽相适配的卡板，所述侧边连板的底部固定连接有连接板，所述连接板与所述卡板之间连接有第二弹簧。
19.通过设置卡板，卡板受第二弹簧的力与其中一个凹槽卡接，可以限制固定锥的位置。
20.较佳的，所述固定锥的一侧开设有限位槽，所述支杆的一侧固定连接有与所述限位槽滑动连接的限位板。
21.通过设置限位板，限位板可以限制固定锥的位置。
22.本发明还提供了一种浅埋暗挖隧道快速支撑装置的施工方法，该方法的具体步骤如下：
23.步骤一：将底板置于隧道巷道的地面上；
24.步骤二：向上移动第一支撑板，第一支撑板、支撑杆和第二支撑板向上移动；
25.步骤三：第二支撑板贴合并顶触巷道的顶部后停止移动第一支撑板；
26.步骤四：将固定锥穿过顶部开口并插入巷道的地面内。
27.综上所述，本发明主要具有以下有益效果：
28.通过设置第二支撑板，在安装该装置时，将底板置于隧道巷道的地面上，向上移动第一支撑板的位置，使得第一支撑板带动支撑杆第二支撑板向上移动，当第二支撑板贴合并顶触巷道的顶部后停止移动第一支撑板，当支撑杆向上移动时，支撑杆在支杆的内部滑动，单向移动结构限制支撑杆移动的方向，只能够向上移动支撑杆的位置，当第二支撑板顶触巷道的顶部后，单向移动结构限制支撑杆的位置，固定支撑杆的位置，以此达到了快速的对巷道进行支撑的效果，相对于传统的支撑装置，该装置安装方便，解决了传统的巷道支撑装置需要利用一些紧固件对支撑装置进行固定，较大浪费时间的问题，并利用的支撑结构限制了第二支撑板的位置，当巷道的顶部下沉时，第二支撑板受力会向下移动，此时支撑结构会受力向上顶触第二支撑板的位置，达到了利用第二支撑板阻止巷道下沉的效果。
附图说明
29.图1是本发明浅埋暗挖隧道快速支撑装置的整体结构示意图；
30.图2是本发明浅埋暗挖隧道快速支撑装置整体结构的正式示意图；
31.图3是本发明浅埋暗挖隧道快速支撑装置的底板结构示意图；
32.图4是图1中a处的局部结构放大示意图；
33.图5是本发明浅埋暗挖隧道快速支撑装置的支杆结构示意图；
34.图6是本发明浅埋暗挖隧道快速支撑装置的侧边开口结构示意图；
35.图7是本发明浅埋暗挖隧道快速支撑装置的第二齿轮结构示意图；
36.图8是本发明浅埋暗挖隧道快速支撑装置的卡板结构示意图；
37.图9是本发明浅埋暗挖隧道快速支撑装置的施工方法流程示意图。
38.附图标记：100、底板；101、支杆；102、支撑杆；103、第一支撑板；104、第二支撑板；200、第一齿杆；201、第二齿杆；202、顶触杆；203、支板；204、第一齿轮；205、固定板；300、第一齿条；301、侧边开口；302、第二齿轮；303、固定杆；304、空腔；305、棘轮；306、棘爪；307、第一弹簧；400、顶部开口；401、固定锥；402、第二齿条；403、顶板；404、凹槽；405、侧边连板；406、支架；407、卡板；408、连接板；409、第二弹簧；410、限位板；411、限位槽。
具体实施方式
39.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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.实施例一
41.参考图1-图9，浅埋暗挖隧道快速支撑装置，包括底板100，底板100的顶部固定连接有多个支杆101，支杆101的内部滑动连接有支撑杆102，底板100的顶部设有第一支撑板103，第一支撑板103与支撑杆102固定连接，第一支撑板103的顶部设有第二支撑板104，第
一支撑板103与第二支撑板104之间设有用于限制第二支撑板104位置的支撑结构，第二支撑板104受力向下移动时，支撑结构能够向上顶触第二支撑板104，支撑杆102与支杆101之间设有用于限制支杆101向下移动单向移动结构；
42.通过设置第二支撑板104，在安装该装置时，将底板100置于隧道巷道的地面上，向上移动第一支撑板103的位置，使得第一支撑板103带动支撑杆102第二支撑板104向上移动，当第二支撑板104贴合并顶触巷道的顶部后停止移动第一支撑板103，当支撑杆102向上移动时，支撑杆102在支杆101的内部滑动，单向移动结构限制支撑杆102移动的方向，只能够向上移动支撑杆102的位置，当第二支撑板104顶触巷道的顶部后，单向移动结构限制支撑杆102的位置，固定支撑杆102的位置，以此达到了快速的对巷道进行支撑的效果，相对于传统的支撑装置，该装置安装方便，解决了传统的巷道支撑装置需要利用一些紧固件对支撑装置进行固定，较大浪费时间的问题，并利用的支撑结构限制了第二支撑板104的位置，当巷道的顶部下沉时，第二支撑板104受力会向下移动，此时支撑结构会受力向上顶触第二支撑板104的位置，达到了利用第二支撑板104阻止巷道下沉的效果。
43.作为本发明的进一步方案，支撑结构包括固定连接在第二支撑板104底部的第一齿杆200，第一齿杆200与第一支撑板103滑动连接，第一支撑板103的顶部滑动连接有第二齿杆201，第二齿杆201的顶部固定连接有顶触杆202，第一支撑板103的底部固定连接有支板203，支板203上转动连接有与第一齿杆200和第二齿杆201啮合的第一齿轮204；
44.通过设置第一齿轮204，当巷道的顶部有下沉现象时，巷道的顶部给予第二支撑板104力，第二支撑板104受力向下移动，并带动第一齿杆200向下移动，第一齿杆200移动通过第一齿轮204向上移动第二齿杆201与顶触杆202的位置，使得顶触杆202向上移动顶触并支撑第二支撑板104的位置，以此可以达到利用巷道下沉的力将第二支撑板104向上移动阻挡巷道顶部下沉的效果。
45.作为本发明的进一步方案，第二支撑板104与第一齿杆200之间连接有多个固定板205；
46.通过设置固定板205，固定板205可以增加第一齿杆200与第二支撑板104之间的稳定性。
47.作为本发明的进一步方案，单向移动结构包括固定连接在支撑杆102一侧的第一齿条300，支撑杆102的一侧开设有侧边开口301，侧边开口301内设有第二齿轮302，侧边开口301的内部一侧固定连接有固定杆303，固定杆303与第二齿轮302转动套设，第二齿轮302的内侧壁开设有空腔304，固定杆303的外部固定套设有与空腔304套设的棘轮305，空腔304的内侧壁转动连接有多个与棘轮305相适配的棘爪306，棘爪306与空腔304之间连接有多个第一弹簧307；
48.通过设置第二齿轮302，当工作人员安装该装置向上提升支撑杆102的位置时，支撑杆102向上移动，可以利用设置在支撑杆102一侧的第一齿条300带动第二齿轮302旋转，第二齿轮302旋转带动棘爪306在棘轮305的外部跳动，使得棘爪306始终与棘轮305顶触，以此可以限制第二齿轮302产生反转，当限制第二齿轮302反转后，可以达到限制支撑杆102受力向下移动的效果，达到了支撑第一支撑板103与第二支撑板104的效果，并可以达到了快速安装该装置的效果。
49.作为本发明的进一步方案，底板100的顶部开设有多个顶部开口400，顶部开口400
内滑动套设有固定锥401；
50.通过设置固定锥401，在安装该装置时，将固定锥401穿过顶部开口400并插入巷道的地面内，以此可以限制底板100的位置，避免了工作人员在底板100上走动时产生的振动导致底板100位移的问题。
51.作为本发明的进一步方案，固定锥401的一侧固定连接有与第二齿轮302啮合的第二齿条402，固定锥401的顶部固定连接有顶板403；
52.通过设置顶板403，在安装该装置时，工作人员可利用锤子等工具向下捶打顶板403，使得固定锥401向下移动插至地面内，在固定锥401向下移动时，可以通过第二齿条402、第二齿轮302与第一齿条300带动支撑杆102向上移动，使得第二支撑板104挤压、顶触巷道的顶部，以此可以达到将该装置过盈配合在巷道内，可以增加该装置对巷道的支撑效果。
53.实施例二
54.本实施例在实施例一的基础上，固定锥401的两侧分别开设有多个凹槽404，支杆101的两侧分别固定连接有侧边连板405，侧边连板405的一侧固定连接有支架406，支架406上转动连接有与凹槽404相适配的卡板407，侧边连板405的底部固定连接有连接板408，连接板408与卡板407之间连接有第二弹簧409；
55.通过设置卡板407，卡板407受第二弹簧409的力与其中一个凹槽404卡接，可以限制固定锥401的位置。
56.作为本发明的进一步方案，固定锥401的一侧开设有限位槽411，支杆101的一侧固定连接有与限位槽411滑动连接的限位板410；
57.通过设置限位板410，限位板410可以限制固定锥401的位置。
58.实施例三
59.本发明还提供了一种浅埋暗挖隧道快速支撑装置的施工方法，该方法的具体步骤如下：
60.步骤一：将底板100置于隧道巷道的地面上；
61.步骤二：向上移动第一支撑板103，第一支撑板103、支撑杆102和第二支撑板104向上移动；
62.步骤三：第二支撑板104贴合并顶触巷道的顶部后停止移动第一支撑板103；
63.步骤四：将固定锥401穿过顶部开口400并插入巷道的地面内。
64.工作原理：通过设置第二支撑板104，在安装该装置时，将底板100置于隧道巷道的地面上，向上移动第一支撑板103的位置，使得第一支撑板103带动支撑杆102第二支撑板104向上移动，当第二支撑板104贴合并顶触巷道的顶部后停止移动第一支撑板103，当支撑杆102向上移动时，支撑杆102在支杆101的内部滑动，单向移动结构限制支撑杆102移动的方向，只能够向上移动支撑杆102的位置，当第二支撑板104顶触巷道的顶部后，单向移动结构限制支撑杆102的位置，固定支撑杆102的位置，以此达到了快速的对巷道进行支撑的效果，相对于传统的支撑装置，该装置安装方便，解决了传统的巷道支撑装置需要利用一些紧固件对支撑装置进行固定，较大浪费时间的问题，并利用的支撑结构限制了第二支撑板104的位置，当巷道的顶部下沉时，第二支撑板104受力会向下移动，此时支撑结构会受力向上顶触第二支撑板104的位置，达到了利用第二支撑板104阻止巷道下沉的效果。
65.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。