一种隧道扩宽行车防护施工装置及隧道扩宽施工方法与流程

本发明涉及隧道扩宽设备，具体的说是一种隧道扩宽行车防护施工装置及隧道扩宽施工方法。

背景技术：

1、随着社会经济的发展，汽车通行量逐年增加，现有的一些隧道由于宽度小、车道少，已经无法满足现在的交通需求。而受地理位置限制，在一些地方无法设置新的隧道，或由于新增隧道成本过高，采取在原有隧道的基础上进行扩宽是目前较为经济实用的方式。

2、在现有隧道基础上进行扩宽施工的过程中，为保证道路不断行，采用保护设备在保护车辆通行的同时进行扩宽施工，是目前隧道扩宽施工的主要发展方向。现有的隧道扩宽防护设备主要是一台罩在道路上方的防护台车，依靠防护台车的护壁阻挡施工中的落石、飞溅物等，以保护行车安全。现有的这种防护结构中，车道与挖掘施工区域之间仅隔有一层防护台车护盾，防护力较弱，并且落石等砸在防护台车上对内部通行车辆的驾驶人员也会产生干扰，影响通行安全。而且，防护台车仅能对内部的通行车辆起到防护作用，对于在防护台车外部进行操作、运输材料等作业的施工人员无法起到保护作用。另外，隧道在扩宽挖掘之前，需要对现有隧道的衬砌进行切割，由于设置防护台车后，隧道内可供施工的区域较窄，现有的切割施工设备在开展作业时受到限制，从而影响了施工效率。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是克服现有设备在隧道扩宽施工中防护力度弱且施工空间窄导致隧道衬砌切割施工效率低的缺陷，提供一种隧道扩宽行车防护施工装置及隧道扩宽施工方法。

2、本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种隧道扩宽行车防护施工装置，包括沿隧道长度方向延伸的用于在其下方形成行车通道以保护通行车辆的防护台车，所述的防护台车偏向隧道一侧设置，在防护台车的侧面设有防护墙，所述防护墙的上方设有用于支撑在隧道顶部的支护机构，防护墙将防护台车与隧道另一侧的空间隔开，使隧道在其宽度方向上由防护墙分隔为包含有防护台车的防护通行区和用于供扩宽挖掘设备施工的扩宽施工区；防护墙朝向扩宽施工区的侧壁上设置有沿隧道长度方向延伸的行走轨道，在行走轨道上配合连接有行走滑车，行走滑车上设有用于切割隧道壁面的切割机构，所述的防护墙与防护台车连接，通过防护台车牵拉防护墙以平衡切割机构对防护墙的侧向拉力。

3、所述的防护台车和防护墙的底部均设有行走机构。

4、所述的支护机构包括用于支撑在隧道顶部的支撑顶板和用于驱动支撑顶板升降的升降机构。

5、所述的行走滑车上设置有竖向爬升机构，切割机构设置在竖向爬升机构上，并能够沿竖向爬升机构上下移动。

6、所述的切割机构包括用于沿隧道环向切割的环向切割机构和用于沿隧道延伸方向切割的纵向切割机构，所述的环向切割机构和纵向切割机构均包括能够由回转机构带动偏转的支撑臂和可伸缩的连接在支撑臂上的伸缩臂，在伸缩臂向外延伸的一端设置有切割锯。

7、所述的环向切割机构和纵向切割机构的回转方向垂直相交。

8、所述伸缩臂向外延伸的一端设置有用于检测切割深度的传感器。

9、所述防护台车的底部设置有横移机构，所述的横移机构包括通过顶升机构与防护台车连接的支腿以及与支腿底部滑动配合连接的滑轨，所述顶升机构在收缩状态下能够带动所述支腿和滑轨抬升至高于所述行走机构底部的位置，并在伸展状态下能够使滑轨支撑至地面并抬升所述防护台车；所述滑轨与支腿之间设置有用于带动支腿沿滑轨移动的横移驱动机构。

10、一种隧道扩宽施工方法，在需要扩宽的隧道内设置上述隧道扩宽行车防护施工装置，将隧道沿其宽度方向分隔为防护通行区和扩宽施工区，利用防护墙上设置的切割机构切开扩宽施工区内隧道原有的混凝土衬砌，然后利用扩宽挖掘设备在扩宽施工区内向隧道一侧挖掘扩宽至所需的隧道宽度；将所述的隧道扩宽行车防护施工装置向前推进，然后对已完成扩宽挖掘的隧道进行修整及后续施工。

11、在对隧道进行修整及后续施工的过程中，采用防护设备保护下方的行车通道。

12、本发明的有益效果是：通过设置的防护墙一方面能够起到支护隧道顶部，防止塌方的作用，另一方面利用防护墙将扩宽施工区与防护通行区隔开。车辆通行由防护墙和防护台车形成双层防护，保证行车安全，并减少施工噪音等对通行人员的影响。而且，通过防护墙隔离后，在防护通行区进行现场指挥、操控等作业的施工人员也能够被防护墙保护，避免扩宽施工区的碎石等对其造成伤害。在隧道一侧设置防护台车并向隧道另一侧挖掘扩宽的方式能够保证扩宽施工区有更大的施工空间，便于挖掘设备进行挖掘施工。利用防护墙上附设切割机构对隧道原有衬砌进行切割，与另外设置单独的切割机械相比，占用空间更少，更容易展开施工。将防护台车与防护墙连接，能够平衡切割结构对防护墙的侧向拉力，保证防护墙的结构稳定，并使切割机构获得稳定的支撑。

技术特征：

1.一种隧道扩宽行车防护施工装置，包括沿隧道长度方向延伸的用于在其下方形成行车通道以保护通行车辆的防护台车（2），所述的防护台车（2）偏向隧道（1）一侧设置，其特征在于：在防护台车（2）的侧面设有防护墙（3），所述防护墙（3）的上方设有用于支撑在隧道顶部的支护机构（6），防护墙（3）将防护台车（2）与隧道另一侧的空间隔开，使隧道（1）在其宽度方向上由防护墙（3）分隔为包含有防护台车的防护通行区（4）和用于供扩宽挖掘设备施工的扩宽施工区（5）；防护墙（3）朝向扩宽施工区（5）的侧壁上设置有沿隧道长度方向延伸的行走轨道（9），在行走轨道（9）上配合连接有行走滑车（10），行走滑车（10）上设有用于切割隧道壁面的切割机构（7），所述的防护墙（3）与防护台车（2）连接，通过防护台车（2）牵拉防护墙（3）以平衡切割机构（7）对防护墙（3）的侧向拉力。

2.如权利要求1所述的一种隧道扩宽行车防护施工装置，其特征在于：所述的防护台车（2）和防护墙（3）的底部均设有行走机构（8）。

3.如权利要求1所述的一种隧道扩宽行车防护施工装置，其特征在于：所述的支护机构（6）包括用于支撑在隧道顶部的支撑顶板（601）和用于驱动支撑顶板（601）升降的升降机构（602）。

4.如权利要求1所述的一种隧道扩宽行车防护施工装置，其特征在于：所述的行走滑车（10）上设置有竖向爬升机构（11），切割机构（7）设置在竖向爬升机构（11）上，并能够沿竖向爬升机构（11）上下移动。

5.如权利要求1所述的一种隧道扩宽行车防护施工装置，其特征在于：所述的切割机构（7）包括用于沿隧道环向切割的环向切割机构（701）和用于沿隧道延伸方向切割的纵向切割机构（702），所述的环向切割机构（701）和纵向切割机构（702）均包括能够由回转机构（703）带动偏转的支撑臂（704）和可伸缩的连接在支撑臂（704）上的伸缩臂（705），在伸缩臂（705）向外延伸的一端设置有切割锯（706）。

6.如权利要求5所述的一种隧道扩宽行车防护施工装置，其特征在于：所述的环向切割机构（701）和纵向切割机构（702）的回转方向垂直相交。

7.如权利要求5所述的一种隧道扩宽行车防护施工装置，其特征在于：所述伸缩臂（705）向外延伸的一端设置有用于检测切割深度的传感器。

8.如权利要求2所述的一种隧道扩宽行车防护施工装置，其特征在于：所述防护台车（2）的底部设置有横移机构（12），所述的横移机构（12）包括通过顶升机构（121）与防护台车（2）连接的支腿（122）以及与支腿（122）底部滑动配合连接的滑轨（123），所述顶升机构（121）在收缩状态下能够带动所述支腿（122）和滑轨（123）抬升至高于所述行走机构（8）底部的位置，并在伸展状态下能够使滑轨（123）支撑至地面并抬升所述防护台车（2）；所述滑轨（123）与支腿（122）之间设置有用于带动支腿沿滑轨移动的横移驱动机构（124）。

9.一种隧道扩宽施工方法，其特征在于：在需要扩宽的隧道内设置权利要求1所述的隧道扩宽行车防护施工装置，将隧道沿其宽度方向分隔为防护通行区和扩宽施工区，利用防护墙上设置的切割机构切开扩宽施工区内隧道原有的混凝土衬砌，然后利用扩宽挖掘设备在扩宽施工区内向隧道一侧挖掘扩宽至所需的隧道宽度；当完成一定长度的隧道扩宽挖掘后，降低该段隧道内防护墙上方的支护机构，然后对该段已完成扩宽挖掘的隧道进行修整及后续施工；在防护台车和防护墙整个长度上的隧道都已经完成挖掘扩宽后，将防护台车和防护墙向前推进继续下一段隧道扩宽施工。

10.如权利要求9所述的一种隧道扩宽施工方法，其特征在于：在对隧道进行修整及后续施工的过程中，采用防护设备保护下方安全。

技术总结
一种隧道扩宽行车防护施工装置及隧道扩宽施工方法，施工装置包括防护台车，防护台车偏向隧道一侧设置，在防护台车的侧面设有防护墙，防护墙上方设有支护机构，防护墙将防护台车与隧道另一侧的空间隔开，使隧道在其宽度方向上分隔为防护通行区和扩宽施工区；防护墙朝向扩宽施工区的侧壁上设置有切割机构，防护墙与防护台车连接，通过防护台车牵拉防护墙，以平衡切割机构对防护墙的侧向拉力。防护墙一方面能够起到支护隧道顶部，防止塌方的作用，另一方面利用防护墙将扩宽施工区与防护通行区隔开，车辆通行由防护墙和防护台车形成双层防护，保证行车安全，并减少施工噪音等对通行人员的影响。扩宽施工区有更大的施工空间，便于挖掘设备挖掘施工。

技术研发人员：李宗键,张乐虎,邹宓,刘鹏,王金凤,黄高飞,王馨悦,陈建阁
受保护的技术使用者：洛阳高飞桥隧机械股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1