一种小断面隧道上台阶拱架安装装置的制作方法

1.本实用新型涉及隧道施工技术领域，特别涉及一种小断面隧道上台阶拱架安装装置。


背景技术：

2.近年来，我国地下工程事业得到了飞速发展，隧道建设也进入了鼎盛时期。在隧道建设中矿山法因其地层适用性强、造价低、施工技术相对成熟，在未来很长一段时间内仍将是山岭隧道的主要施工方法。在矿山法隧道初期支护的施工过程中，特别是在小断面隧道上台阶钢拱架安装过程，由于劳动强度大、人工成本高、安装速度慢，一直以来都是制约该工法的一个瓶颈，而且由于开挖扰动的影响，掌子面处于不稳定状态，钢拱架的安装速度严重延长了掌子面的封闭时间，增加隧道失稳的隐患。尽管已经有些科研院所研制了用于安装钢拱架隧道施工台车，但对于小断面隧道施工而言，大型机械难以开展，上述问题并未得以解决，因此亟需开发一种针对小断面隧道施工工程安装钢拱架的装置。
3.应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本技术的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本技术的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提出一种小断面隧道上台阶拱架安装设备，其尺寸较小，能够满足小断面隧道的施工要求，且操作相对简单，在一定程度上减少了工人的人数投入和工作强度，缩短了钢拱架的安装时间，提高了隧道施工的安全指数。
5.为了达到上述目的，本实用新型提供了一种小断面隧道上台阶拱架安装装置，包括卡爪、液压缸、横向导轨、底座、上台阶钢拱架和移动支座，所述液压缸活动端固定连接卡爪，所述液压缸主体底部固定安装在移动支座上，所述移动支座与所述横向导轨滑动连接，所述横向导轨与所述底座滑动连接，所述移动支座滑动方向与所述横向导轨的滑动方向垂直，所述卡爪与上台阶钢拱架可拆卸连接。
6.进一步地，所述移动支座两侧转动连接有滑轮，所述横向导轨上对称设置有滑轮卡槽，所述滑轮的外径与所述混轮卡槽的高度一致，所述滑轮嵌套在所述滑轮卡槽内。
7.进一步地，所述横向导轨的两端底部设置有卡头，所述卡头的方向与所述滑轮卡槽方向垂直，所述底座的两端开设有与所述卡头对应的导轨卡槽，所述卡头嵌套在所述导轨卡槽内，所述导轨卡槽的两端封闭。
8.进一步地，所述底座面板上固定设置有轴承，所述轴承与所述导轨卡槽平行设置有三列，所述横向导轨与所述轴承活动连接。
9.进一步地，所述卡爪第一端固定设置有l型卡块，所述卡爪第二端活动连接有l型卡块。
10.进一步地，所述卡爪的第二端设置有定位螺栓，位于第二端的所述l型卡块开设有与所述定位螺栓对应的通孔，所述l型卡块通过所述通孔与所述定位螺栓活动连接。
11.进一步地，所述定位螺栓上安装有紧固手柄，所述紧固手柄上设置有与所述定位螺栓对应的螺母。
12.进一步地，所述底座底部安装有四个调平支座。
13.本实用新型的上述方案有如下的有益效果：
14.本实用新型提供的小断面隧道上台阶拱架安装装置，通过液压缸和卡爪对上台阶拱架实现高度可调节的稳定支撑，其中液压缸通过移动支座和横向导轨等横向滑动连接，以及横向导轨与底座的纵向滑动连接，可以轻松带动液压缸调整钢拱架的空间位置，避免了人工立架常出现的钢拱架间距、立架高程不合理的弊端，立架质量更高，确保了初期支护的施工质量；该安装装置利用液压缸代替了人工托举，极大地降低了劳动强度，降低了人工成本，同时由于缩短了掌子面的暴露时间，降低了隧道失稳的风险，减少了掌子面作业人员的聚集，提高了隧道施工的安全指数；
15.该安装装置利用核心土为工作平台，设备整体尺寸轻巧，能够满足小断面隧道内复杂施工工序开展的要求，操作流程简单，工序衔接流畅，可以满足上台阶拱架快速安装的要求。
16.本实用新型的其它有益效果将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
17.图1为本实用新型的整体结构示意图；
18.图2为本实用新型的液压缸安装示意图；
19.图3为本实用新型的卡爪结构示意图；
20.图4为本实用新型的横向导轨结构示意图；
21.图5为本实用新型的移动支座与横向导轨安装剖视图；
22.图6为本实用新型的底座结构示意图；
23.图7为本实用新型的小断面隧道上台阶拱架安装装置用于拱架支撑的结构示意图；
24.图8为本实用新型的小断面隧道上台阶拱架安装装置用于拱架支撑的结构剖视图。
25.【附图标记说明】
26.1-卡爪；2-液压缸；3-横向导轨；4-底座；5-轴承；6-调平支座；7-上台阶钢拱架；8-导轨卡槽；9-核心土；10-移动支座；11-滑轮；12-定位螺栓；13-紧固手柄；14-滑轮卡槽；15-卡头，16-移动卡块。
具体实施方式
27.为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。在具体实施方式中所描述的各个具体技术特征和各实施例，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，例如通过不同的具体技术
特征/实施例的组合可以形成不同的实施方式，为了避免不必要的重复，本实用新型中各个具体技术特征/实施例的各种可能的组合方式不再另行说明。
28.需要说明的是，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是直接设置、安装、连接，也可以通过居中元部件、居中结构间接设置、连接。另外，本实用新型中的“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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或常规放置状态或使用状态，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构、特征、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实用新型限制。
29.如图1-图6所示，本实施例提供了一种小断面隧道上台阶拱架安装装置，包括卡爪1、液压缸2、横向导轨3、底座4、上台阶钢拱架7和移动支座10，液压缸2的活动端固定连接卡爪1，卡爪1与上台阶钢拱架7可拆卸连接，具体为卡爪1与上台阶钢拱架7内侧的侧翼板可拆卸连接，从而使得液压缸2可以通过卡爪1对上台阶钢拱架7提供稳定的顶升力进行有效支撑；液压缸2主体底部固定安装在移动支座10上，移动支座10的两侧对称转动连接有滑轮11，优选为移动支座10的两侧分别安装两个滑轮，横向导轨3两侧分别对称设置有滑轮卡槽14，其中滑轮11的外径与混轮卡槽14的高度一致，移动支座10两侧的滑轮可以分别嵌套在滑轮卡槽14内滑动，其中滑轮卡槽14的长度优选为0.8m，移动支座10可以通过滑轮11能够在横向导轨14内横向滑动，从而带动液压缸2横向位移调整顶升位置，横向位置调整快捷便利。
30.进一步地，横向导轨3的两端底部设置有卡头15，卡头15的方向与滑轮卡槽14的方向垂直，底座4的两端开设有与卡头15对应的导轨卡槽8，将卡头15分别对应嵌套在导轨卡槽8内，导轨卡槽8的长度优选为0.6m，导轨卡槽8的两端采用凸块封闭，以防止卡头15滑出导轨卡槽8导轨卡槽；同时，在底座4的面板上固定设置有轴承5，轴承5与导轨卡槽8平行设置三列，底座4通过三列轴承5对横向导轨3进行稳定支撑，同时横向导轨3通过轴承5上可以纵向滑动。由于卡头15的方向与滑轮卡槽14的方向垂直，所以横向导轨3的位移方向与移动支座10的位移方向是互相垂直的，通过移动支座10的横向位移和横向导轨3在底座4上的纵向位移，可以根据实际位置需要快速调整好液压缸2的顶升位置，从而实现快速定位安装，节约了安装时间，显著降低了人工劳动强度。
31.在本实施例中，底座4的底端设置有四个调平支座6，调平支座6对称安装在底座4的四个角上，调平支座6可以根据实际安装地形适当调整其各自的支撑高度，从而将底座4调整至水平状态，支撑更加稳定，对于不同支撑平面的适应性更强。
32.在本实施例中，卡爪1的第一端固定设置有l型卡块16，卡爪1第二端设置有定位螺栓12，位于第二端的l型卡块16开设有与定位螺栓12对应的通孔，l型卡块16通过通孔与定位螺栓12活动连接，其中定位螺栓12上安装有紧固手柄13，紧固手柄13上设置有与定位螺栓12对应的螺母。在具体使用时，先调整卡爪1上第二端活动端的l型卡块16与第一端固定端的l型卡块16之间至较大的距离，然后将上台阶钢拱架7的内侧翼板卡接在两块l型卡块16之间，然后通过紧固手柄13带动螺母紧固活动端的l型卡块16，以快速夹紧不同大小的上台阶钢拱架7，适应性提高，且该卡块结构拆卸方便，适应性高。
33.在具体使用该小断面隧道上台阶拱架安装装置时，如图7～8所示，在小型隧道矿山法施工工程中，预留好核心土(9)，然后将底座(4)安放在核心土(9)上并通过调平支座6
调节水平位置，将上台阶钢拱架7安装在隧道掌子面上，然后通过移动支座10和横向导轨3调整液压缸2的位置，使液压缸2对准上台阶钢拱架7的内侧翼板，将液压缸2的活动端升起，将卡爪1与上台阶钢拱架7的内侧翼板卡接好并使用紧固手柄13固定，继续调整液压缸2活动端的高度以对上台阶钢拱架7实现稳定支撑，该装置安装操作流程简单，可以满足上台阶拱架快速安装的要求，缩短了掌子面的暴露时间，降低了隧道失稳的风险，减少了掌子面作业人员的聚集，提高了隧道施工的安全指数。
34.以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。