一种用于隧洞开挖的装配式支护装置的制作方法

1.本实用新型涉及隧洞施工技术领域，具体为一种用于隧洞开挖的装配式支护装置。


背景技术：

2.在隧洞工程建设中，开挖施工会引起应力重分布，导致围岩产生一定的变形，尤其当地质条件复杂，如遇到节理带、断层等软弱破碎岩带，隧洞很可能发生大变形、塌方等围岩失稳破坏，给人员和设备安全造成严重威胁。因此需要及时采取支护措施保持岩体基本稳定，保障施工的顺利进行。常见的支护形式有刚性支护和柔性支护。
3.刚性支护包括钢拱架、木支撑、混凝土衬砌等，主要作用是增加支护抗力，减小围岩变形，保证支护结构的稳定性，但作业人员多、劳动强度大，对开挖断面尺寸精度要求较严；当围岩变形或塌方导致支护结构局部损坏时，往往需对一榀拱架等作整体更换，工序多，作业时间长。柔性支护包括锚杆支护、喷射混凝土支护等，能密贴围岩或深入到岩体内部，有效地发挥围岩自承能力，但存在强度有限、安全度低等问题。
4.由于刚性支护和柔性支护存在一定的局限性，亟需一种用于隧洞开挖的装配式快速支护装置来解决现有支护布设不够灵活、不够快捷、更换复杂的问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种用于隧洞开挖的装配式支护装置。
6.本实用新型是通过以下技术方案来实现：
7.一种用于隧洞开挖的装配式支护装置，包括升降柱、承台、竖向支架、钢丝网和锚杆，所述承台固定于升降柱上，所述竖向支架设置于承台的一侧，所述钢丝网的一端与竖向支架可拆卸连接，另一端可拆卸连接于与竖向支架相对一侧的承台上；所述钢丝网上设有若干个环向加劲板和若干个纵向加劲板，所述环向加劲板与纵向加劲板交叠设置；使用时，所述钢丝网通过锚杆固定于隧洞内壁上。
8.优选的，所述承台上设有滑轨，所述滑轨的轴线与竖向支架的高度轴线垂直，所述钢丝网通过滑轨与承台连接，所述钢丝网与滑轨滑动连接，所述竖向支架的底部与滑轨滑动连接。
9.优选的，所述第一滑轨包括轨道和第一滑块，所述轨道的轴线与竖向支架的高度轴线垂直，所述第一滑块滑动设置于第一轨道上；所述第一滑块上设有第一定位槽，所述钢丝网的边缘设有第一定位条，所述第一定位条与第一定位槽配合。
10.优选的，所述第二滑轨还包括第二滑块，所述第二滑块滑动设置于第二轨道上，所述竖向支架的底部与第二滑块可拆卸连接。
11.优选的，所述竖向支架上设有第二定位槽，所述钢丝网上设有第二定位条，所述第一定位条与第二定位条相对设置，所述第二定位槽与第二定位条配合。
12.优选的，所述钢丝网至少设置有一层。
13.优选的，所述钢丝网上设有锚杆孔，所述锚杆贯穿锚杆孔插入隧洞围岩内部。
14.优选的，所述锚杆孔预设于环向加劲板与纵向加劲板的重合处。
15.优选的，所述钢丝网上喷射有混凝土封闭层。
16.优选的，所述锚杆上还套设有锚固垫和螺母，所述锚杆通过锚固垫和螺母与钢丝网连接。
17.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
18.本实用新型一种用于隧洞开挖的装配式支护装置将刚性支护与柔性支护的优点结合，将环向加劲板、纵向加劲板、锚杆和钢丝网组合构成一个整体，通过环向加劲板、纵向加劲板提高支护抗力，借助钢丝网和锚杆注浆吸收和分散传递围岩变形冲击能量，对所在区域形成面防护，阻止岩石变形和岩块掉落。
19.另外，钢丝网可根据隧洞断面形状尺寸、围岩特点和施工组织等进行灵活布置，具有轻型化和作业面可视化的特点，有助于降低对其他隧洞作业工序的干扰。
20.进一步的，滑动连接的钢丝网和竖向支架便于人员进行装配，仅需装配钢丝网和竖向支架的一端，再同时推动第一滑轨和第二滑轨即可实现钢丝网的张开与贴合。
21.进一步的，第一定位槽与第一定位条相互配合、第二定位槽和第二定位条相互配合即可实现钢丝网的张开，能够以少量的人工、较低的劳动强度实现支护系统的积木式快速安装，有助于降低工作人员的工作难度和维护难度，当因超载发生破坏时，仅需更换钢丝网单元即可。
附图说明
22.图1为本实用新型一种用于隧洞开挖的装配式支护装置的结构示意图；
23.图2为承台的俯视图；
24.图3为钢丝网的示意图。
25.图中，1、升降柱；2、承台；3、滑轨；4、第一定位槽；5、竖向支架；6、钢丝网；7、环向加劲板；8、纵向加劲板；9、锚杆孔；10、锚杆；11、锚固垫；12、螺母；13、第一定位条；14、隧洞内壁；15、第二定位条。
具体实施方式
26.下面结合具体的实施例对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。
27.本实用新型公开了一种用于隧洞开挖的装配式支护装置，参照图1，包括升降柱1、承台2、竖向支架5、钢丝网6和锚杆10，承台2通过螺栓固定于升降柱1上，本实施例中升降柱1的升降运动由气缸进行驱动。
28.竖向支架5设置于承台2的一侧，钢丝网6的一端与竖向支架5可拆卸连接，另一端可拆卸连接于与竖向支架5相对一侧的承台2上。
29.参照图2，承台2上设有滑轨3，滑轨3包括轨道、第一滑块和第二滑块，轨道的轴线与竖向支架的高度轴线垂直，第一滑块和第二滑块均滑动设置于轨道上，本实施例中滑轨3设有两个，且间隔平行设置，并采用电动滑轨。滑轨3的数量和间隔距离可根据竖向支架5的
长度进行合理布置，保证竖向支架和钢丝网6的平稳滑动。
30.钢丝网6通过滑轨3上的第一滑块与承台2连接，第一滑块上设有第一定位槽4，钢丝网6的边缘设有第一定位条13，第一定位条13与第一定位槽4卡接配合。
31.竖向支架5的底部与第二滑块通过螺栓实现可拆卸连接，螺栓连接即可实现竖向支架5与第二滑块的连接，还便于灵活调整竖向支架与承台之间的夹角，以适应隧洞内壁不同大小区域的支护工作。
32.竖向支架5的顶部设有第二定位槽，钢丝网6上设有第二定位条15，第一定位条13与第二定位条15相对设置，第二定位槽与第二定位条15卡接配合。
33.钢丝网6至少设置有一层。
34.参照图3，钢丝网6上焊接有若干个环向加劲板7和若干个纵向加劲板8，环向加劲板7与纵向加劲板8交叠设置，本实施例中环向加劲板7和纵向加劲板8相互垂直，且与承台2均采用钢材。
35.钢丝网6上设有锚杆孔9，锚杆10贯穿锚杆孔9插入隧洞围岩内部，锚杆孔9预设于环向加劲板7与纵向加劲板8的重合处。
36.钢丝网6另外的两个边缘还设有两个相对设置的第三定位条，以便于进行相邻钢丝网6的拼接组合。
37.锚杆10上还套设有锚固垫11和螺母12，锚杆10通过锚固垫11和螺母12与钢丝网6连接。
38.钢丝网6上喷射有混凝土封闭层。
39.本实用新型一种用于隧洞开挖的装配式支护装置的操作步骤如下：
40.步骤1：结合隧洞断面形状尺寸、围岩特点和施工组织确定钢丝网、环向加劲板、纵向加劲板的尺寸、数量以及布置形式，进行预制加工。
41.其中，钢丝网6上焊接环向加劲板7和纵向加劲板8，环向加劲板7、纵向加劲板8的接合位置预留锚杆孔9，钢丝网6的周边采用焊接方式安装第一定位条13、第二定位条15和第三定位条；
42.步骤2：将预制的钢丝网6放置在承台2上，钢丝网6一端的第一定位条13放入第一定位槽4并利用螺栓进行锁紧，另一端的第二定位条15放置在竖向支架5上的第二定位槽中并利用螺栓锁紧，实现钢丝网6的预组装；
43.步骤3：打开升降柱1中气缸的驱动开关，升降柱1带动承台2抬升至竖向预定位置；
44.步骤4：打开滑轨3的电动开关，第一滑块带动第一定位槽4、第二滑块带动竖向支架5共同移动至水平预定位置，在第一定位槽4和竖向支架5挤压作用下钢丝网6成拱，以使钢丝网6与隧洞内壁14贴合；
45.步骤5：垂直隧洞内壁14穿过锚杆孔9钻进成孔，将锚杆10沿着钻孔置入隧洞岩层，之后完成孔内注浆，实现锚杆10的固定；
46.步骤6：通过锚固垫11、螺母12将锚杆10与钢丝网6进行固定；
47.步骤7：根据支护需要，在钢丝网6喷射混凝土封闭层，以对隧洞内壁的岩面实现进一步封闭；
48.步骤8：分别解除第一定位条13与第一定位槽4的锁紧和第二定位条15与竖向支架5的锁紧，使钢丝网6脱离承台2与竖向支架5；
49.步骤9：按照步骤1-8即可进行下一个预制的钢丝网6的安装。
50.以上所述的仅仅是本实用新型的较佳实施例，并不用以对本实用新型的技术方案进行任何限制，本领域技术人员应当理解的是，在不脱离本实用新型精神和原则的前提下，该技术方案还可以进行若干简单的修改和替换，这些修改和替换也均属于权利要求书所涵盖的保护范围之内。