一种水利工程隧道顶部支撑装置的制作方法

本技术属于工程隧道支撑装置，具体涉及一种水利工程隧道顶部支撑装置。

背景技术：

1、水利工程隧道是建设施工中的重要场地，受到城市发展的制约，工程隧道一般设置在城市地下或是山体中，由于隧道在挖掘后内部呈现中空结构，而隧道顶部还承载有大量的沙土构造，这就对于隧道的顶部支撑和承重能力带来的极大的考验，现有隧道在挖掘后通常采用传统的脚手架配合钢板对于顶部进行支撑，这种支撑方式较为传统，钢板与隧道顶部接触不紧密，而且钢板多是平板结构，承重力相对较弱，容易出现中部塌陷的情况，特别是城市工程隧道，隧道上方路面还会经常有车辆通过，对于隧道顶部的压力载荷也在不断变化，压力载荷会以振动的方式传递给工程隧道的支撑装置，在振动干扰下，极易影响支撑装置的稳定性。因此研发一种可以克服上述问题的水利工程隧道顶部支撑装置是很符合实际需要的。

技术实现思路

1、本实用新型为了克服传统隧道支撑结构承重力相对较弱，在振动干扰下极易影响支撑装置的稳定性的问题，进而提供一种水利工程隧道顶部支撑装置；

2、一种水利工程隧道顶部支撑装置，所述支撑装置包括支撑顶板、承接板、四个纵向支撑单元、四个横向支撑单元、四个弹性缓冲单元和顶部紧固单元，所述支撑顶板设置在水利工程隧道的内顶部，顶部紧固单元的一端穿过支撑顶板并插设在水利工程隧道顶部的构造基础中，顶部紧固单元的另一端设置在支撑顶板内，且顶部紧固单元与支撑顶板的内顶部拆卸连接，承接板设置在支撑顶板的正下方，承接板和支撑顶板之间设有四个弹性缓冲单元，四个弹性缓冲单元分别设置在支撑顶板下表面的四角处，且每个弹性缓冲单元的顶部与支撑顶板的下表面固定连接，每个弹性缓冲单元的顶部与承接板的上表面固定连接，四个纵向支撑单元分别设置在承接板下表面的四角处，且每个纵向支撑单元的顶部与承接板的下表面固定连接，每个纵向支撑单元的底部插设在水利工程隧道底部的构造基础中，四个横向支撑单元平均分为两组，每组横向支撑单元设置在位于承接板长边处两个纵向支撑单元的外侧，且每组中的两个横向支撑单元沿纵向支撑单元长度延伸方向的平行相对设置，每个横向支撑单元与所在的两个纵向支撑单元拆卸连接，每个横向支撑单元的两端分别插设在水利工程隧道两侧的构造基础中；

3、进一步地，所述支撑顶板的顶部加工有圆形通孔，圆形通孔上方设有弧形凸壳，弧形凸壳的底部与支撑顶板的顶部一体成型设置，弧形凸壳的内顶部为圆形平顶设置，圆形平顶的中心处沿弧形凸壳的凸起方向加工有阶梯通孔，顶部紧固单元的一端穿过弧形凸壳上的阶梯通孔并插设在水利工程隧道顶部的构造基础中；

4、进一步地，所述顶部紧固单元包括包括紧固锥、螺纹锁紧套和两个半圆形限位板，所述紧固锥平头端的外圆面上加工有外螺纹，螺纹锁紧套的外圆面沿周向加工有限位槽，紧固锥的尖端部穿过弧形凸壳上的阶梯通孔并插设在水利工程隧道顶部的构造基础中，螺纹锁紧套套设在紧固锥的平头端上，且螺纹锁紧套与紧固锥螺纹连接，螺纹锁紧套的顶部与阶梯通孔的台阶部紧密贴合设置，两个半圆形限位板套设在螺纹锁紧套的外圆面上，且每个半圆形限位板的限位板插设在螺纹锁紧套外圆面的限位槽中，每个半圆形限位板通过螺栓与弧形凸壳的内顶部拆卸连接；

5、进一步地，所述纵向支撑单元包括顶部套筒、纵向支撑杆、底部套筒、底部支撑板、底部紧固锥和两个转接夹持块，所述顶部套筒固接在承接板下表面上，底部套筒设置在顶部套筒的正下方，纵向支撑杆设置在顶部套筒和底部套筒之间，且纵向支撑杆的顶端插装在顶部套筒中，纵向支撑杆的底端插装在底部套筒中，底部套筒底部固接有底部支撑板，底部支撑板的底部中心处设有底部紧固锥，底部紧固锥的平头端与底部支撑板固定连接，两个转接夹持块均套装在纵向支撑杆的外圆面上，且两个转接夹持块沿纵向支撑杆长度延伸方向的中心线对称设置；

6、进一步地，所述横向支撑单元包括横向支撑杆和两个横向支撑杆固定单元，两个横向支撑杆固定单元沿承接板长度方向的中心线对称设置，且每个横向支撑杆固定单元插装在水利工程隧道一侧的构造基础中，横向支撑杆设置在两个横向支撑杆固定单元之间，横向支撑杆的每端对应插装在一个横向支撑杆固定单元中，且横向支撑杆嵌装在位于承接板长边处两个纵向支撑单元中的转接夹持块中；

7、进一步地，所述横向支撑杆固定单元包括横向固定套筒、压缩弹簧、侧部支撑板和侧部紧固锥，所述侧部紧固锥的平头端上设有侧部支撑板，且侧部紧固锥与侧部支撑板固定连接，侧部紧固锥的尖端部插设在水利工程隧道一侧的构造基础中，侧部支撑板远离侧部紧固锥的一侧设有横向固定套筒，横向固定套筒与侧部支撑板之间设有压缩弹簧，压缩弹簧的一端与侧部支撑板固定连接，压缩弹簧的另一端插设在横向固定套筒的固定端中，且压缩弹簧的另一端与横向固定套筒固定连接，横向支撑杆的每端对应插装在一个横向固定套筒中；

8、进一步地，所述弹性缓冲单元中包括四个弹性缓冲组件，四个弹性缓冲组件承“田”字型布置，每个弹性缓冲组件中包括一个导向套杆和一个缓冲弹簧，所述导向套杆设置在支撑顶板和承接板之间，导向套杆包括外套和内杆两部分，内杆插设在外套中，且外套和内杆滑动连接，导向套杆中外套的底部与承接板上表面固定连接，导向套杆中内杆的顶部与支撑顶板的下表面固定连接，缓冲弹簧套设在导向套杆的外部，且缓冲弹簧的顶部与支撑顶板的下表面固定连接，缓冲弹簧的底部与承接板上表面固定连接；

9、本申请相对于现有技术所产生的有益效果：

10、本申请提出的一种水利工程隧道顶部支撑装置，本支撑装置中顶部支撑板的上表面具有弧形拱起，相比于传统的顶板结构，弧形拱起依靠其特有的拱形结构可以增加其本身的承重力，可以有效的避免顶板中部塌陷的情况出现，同时本申请中还设置了弹性缓冲组件，可以有效的吸收隧道顶部可变载荷造成的冲击振幅，保证了支撑装置工作的稳定性，同时本申请中的横向支撑单元和纵向支撑单元均是可以进行拆卸的，在实现支撑装置可靠工作的同时也增加了本申请的工作范围，其灵活的拆卸性既可以使本申请作为长时间支撑结构，也可以作为临时支撑结构，并且本申请的构造简单，组装方便，可实现快速组装安装，而且本申请中支撑结构都是围绕着隧道边缘设置的，保留了隧道的内部空间，实用性更强。

技术特征：

1.一种水利工程隧道顶部支撑装置，其特征在于：所述支撑装置包括支撑顶板(1)、承接板(2)、四个纵向支撑单元(3)、四个横向支撑单元(4)、四个弹性缓冲单元(5)和顶部紧固单元，所述支撑顶板(1)设置在水利工程隧道的内顶部，顶部紧固单元的一端穿过支撑顶板(1)并插设在水利工程隧道顶部的构造基础中，顶部紧固单元的另一端设置在支撑顶板(1)内，且顶部紧固单元与支撑顶板(1)的内顶部拆卸连接，承接板(2)设置在支撑顶板(1)的正下方，承接板(2)和支撑顶板(1)之间设有四个弹性缓冲单元(5)，四个弹性缓冲单元(5)分别设置在支撑顶板(1)下表面的四角处，且每个弹性缓冲单元(5)的顶部与支撑顶板(1)的下表面固定连接，每个弹性缓冲单元(5)的顶部与承接板(2)的上表面固定连接，四个纵向支撑单元(3)分别设置在承接板(2)下表面的四角处，且每个纵向支撑单元(3)的顶部与承接板(2)的下表面固定连接，每个纵向支撑单元(3)的底部插设在水利工程隧道底部的构造基础中，四个横向支撑单元(4)平均分为两组，每组横向支撑单元(4)设置在位于承接板(2)长边处两个纵向支撑单元(3)的外侧，且每组中的两个横向支撑单元(4)沿纵向支撑单元(3)长度延伸方向的平行相对设置，每个横向支撑单元(4)与所在的两个纵向支撑单元(3)拆卸连接，每个横向支撑单元(4)的两端分别插设在水利工程隧道两侧的构造基础中。

2.根据权利要求1所述的一种水利工程隧道顶部支撑装置，其特征在于：所述支撑顶板(1)的顶部加工有圆形通孔，圆形通孔上方设有弧形凸壳，弧形凸壳的底部与支撑顶板(1)的顶部一体成型设置，弧形凸壳的内顶部为圆形平顶设置，圆形平顶的中心处沿弧形凸壳的凸起方向加工有阶梯通孔，顶部紧固单元的一端穿过弧形凸壳上的阶梯通孔并插设在水利工程隧道顶部的构造基础中。

3.根据权利要求2所述的一种水利工程隧道顶部支撑装置，其特征在于：所述顶部紧固单元包括包括紧固锥(6)、螺纹锁紧套(7)和两个半圆形限位板(8)，所述紧固锥(6)平头端的外圆面上加工有外螺纹，螺纹锁紧套(7)的外圆面沿周向加工有限位槽，紧固锥(6)的尖端部穿过弧形凸壳上的阶梯通孔并插设在水利工程隧道顶部的构造基础中，螺纹锁紧套(7)套设在紧固锥(6)的平头端上，且螺纹锁紧套(7)与紧固锥(6)螺纹连接，螺纹锁紧套(7)的顶部与阶梯通孔的台阶部紧密贴合设置，两个半圆形限位板(8)套设在螺纹锁紧套(7)的外圆面上，且每个半圆形限位板(8)的限位板插设在螺纹锁紧套(7)外圆面的限位槽中，每个半圆形限位板(8)通过螺栓与弧形凸壳的内顶部拆卸连接。

4.根据权利要求3所述的一种水利工程隧道顶部支撑装置，其特征在于：所述纵向支撑单元(3)包括顶部套筒(31)、纵向支撑杆(32)、底部套筒(34)、底部支撑板(35)、底部紧固锥(36)和两个转接夹持块(33)，所述顶部套筒(31)固接在承接板(2)下表面上，底部套筒(34)设置在顶部套筒(31)的正下方，纵向支撑杆(32)设置在顶部套筒(31)和底部套筒(34)之间，且纵向支撑杆(32)的顶端插装在顶部套筒(31)中，纵向支撑杆(32)的底端插装在底部套筒(34)中，底部套筒(34)底部固接有底部支撑板(35)，底部支撑板(35)的底部中心处设有底部紧固锥(36)，底部紧固锥(36)的平头端与底部支撑板(35)固定连接，两个转接夹持块(33)均套装在纵向支撑杆(32)的外圆面上，且两个转接夹持块(33)沿纵向支撑杆(32)长度延伸方向的中心线对称设置。

5.根据权利要求4所述的一种水利工程隧道顶部支撑装置，其特征在于：所述横向支撑单元(4)包括横向支撑杆(41)和两个横向支撑杆固定单元(42)，两个横向支撑杆固定单元(42)沿承接板(2)长度方向的中心线对称设置，且每个横向支撑杆固定单元(42)插装在水利工程隧道一侧的构造基础中，横向支撑杆(41)设置在两个横向支撑杆固定单元(42)之间，横向支撑杆(41)的每端对应插装在一个横向支撑杆固定单元(42)中，且横向支撑杆(41)嵌装在位于承接板(2)长边处两个纵向支撑单元(3)中的转接夹持块(33)中。

6.根据权利要求5所述的一种水利工程隧道顶部支撑装置，其特征在于：所述横向支撑杆固定单元(42)包括横向固定套筒(421)、压缩弹簧(422)、侧部支撑板(423)和侧部紧固锥(424)，所述侧部紧固锥(424)的平头端上设有侧部支撑板(423)，且侧部紧固锥(424)与侧部支撑板(423)固定连接，侧部紧固锥(424)的尖端部插设在水利工程隧道一侧的构造基础中，侧部支撑板(423)远离侧部紧固锥(424)的一侧设有横向固定套筒(421)，横向固定套筒(421)与侧部支撑板(423)之间设有压缩弹簧(422)，压缩弹簧(422)的一端与侧部支撑板(423)固定连接，压缩弹簧(422)的另一端插设在横向固定套筒(421)的固定端中，且压缩弹簧(422)的另一端与横向固定套筒(421)固定连接，横向支撑杆(41)的每端对应插装在一个横向固定套筒(421)中。

7.根据权利要求1所述的一种水利工程隧道顶部支撑装置，其特征在于：所述弹性缓冲单元(5)中包括四个弹性缓冲组件，四个弹性缓冲组件承“田”字型布置，每个弹性缓冲组件中包括一个导向套杆(51)和一个缓冲弹簧(52)，所述导向套杆(51)设置在支撑顶板(1)和承接板(2)之间，导向套杆(51)包括外套和内杆两部分，内杆插设在外套中，且外套和内杆滑动连接，导向套杆(51)中外套的底部与承接板(2)上表面固定连接，导向套杆(51)中内杆的顶部与支撑顶板(1)的下表面固定连接，缓冲弹簧(52)套

技术总结
一种水利工程隧道顶部支撑装置，属于工程隧道支撑装置技术领域，本技术为了克服传统隧道支撑结构承重力相对较弱，在振动干扰下极易影响支撑装置的稳定性的问题，本申请所述支撑装置包括支撑顶板、承接板、四个纵向支撑单元、四个横向支撑单元、四个弹性缓冲单元和顶部紧固单元，其中顶部紧固单元包括包括紧固锥、螺纹锁紧套和两个半圆形限位板，纵向支撑单元包括顶部套筒、纵向支撑杆、底部套筒、底部支撑板、底部紧固锥和两个转接夹持块，横向支撑单元包括横向支撑杆和两个横向支撑杆固定单元，弹性缓冲单元中包括四个弹性缓冲组件，每个弹性缓冲组件中包括一个导向套杆和一个缓冲弹簧，本申请主要用作水利工程隧道顶部的支撑结构。

技术研发人员：付学双,邢云博,王子骏
受保护的技术使用者：黑龙江省水利水电集团冲填工程有限公司
技术研发日：20230210
技术公布日：2024/1/12