适用于大跨度隧道横通道临时支护的智能化门架结构的制作方法

本技术属于隧道临时支护，具体涉及一种适用于大跨度隧道横通道临时支护的智能化门架结构。

背景技术：

1、大跨度隧道施工时常采用分部断面开挖方法，例如双侧壁导坑法将隧道分为三个导洞分别开挖，同时，为加快隧道掘进速度，现场常在主线隧道一侧导洞打通后再横向开辟一条临时横通道以增加工作面。

2、然而，在大跨度隧道中开辟横通道发生塌方失稳风险极高，现有横通道支护体系施工工艺繁琐、支护效果差，且极易侵占横通道的通行空间，影响施工机械、车辆通行效率。

技术实现思路

1、本实用新型为了解决现有技术中存在的上述至少一个技术问题，提供了一种适用于大跨度隧道横通道临时支护的智能化门架结构。

2、本实用新型采用如下的技术方案实现：一种适用于大跨度隧道横通道临时支护的智能化门架结构，包括两道框型构件和固连在两者上部位置的横向连系梁，框型构件的上下两端通过锁脚钢花管分别与隧道横通道的顶板和顶板连接，横向连系梁的下端滑动连接有非接触式移动三维扫描仪，框型构件的跨中和连接节点受力部位设置有多元监控模块。

3、优选地，框架构件为两道纵向结构梁和两道竖向主梁围成的矩形结构，上部的纵向结构梁的上端翼板通过辅助连接板与隧道初期支护钢拱架连接；纵向结构梁和竖向主梁连接处的阴角位置通过加固肋组件加固，纵向结构梁与横向连系梁连接处的阴角位置通过辅助连接板加固。

4、优选地，加固肋组件包括直角肋板、三角板和外接板，直角肋板的两个外端面贴合在阴角处，三角板支撑在直角肋板的内侧且通过辅助三角板加固，螺栓依次穿过直角肋板、纵向结构梁或竖向主梁、外接板实现对框型构件的加固。

5、优选地，横向连系梁的下端具有翼板，翼板的下缘设置有滑轮轨道，非接触式移动三维扫描仪滑动搭载在滑轮轨道处；非接触式移动三维扫描仪内置图像高速采集和识别模块，用于识别车辆运输物料、装载岩渣体积、岩渣块体尺寸信息。

6、优选地，多元监控模块包括应变传感器、温度补偿装置、激光倾斜位移计，布置于纵向结构梁和竖向主梁的跨中和连接节点关键受力部位，用于实时监测门架结构的力学性能。

7、优选地，锁脚钢花管呈伞骨状锚固于横通道围岩中。

8、优选地，非接触式移动三维扫描仪的型号为gom scan 1三维扫描仪。

9、优选地，应变传感器的型号为vishay应变测量d4-a116传感器；激光倾斜位移计的型号为cmos激光位移传感器。

10、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

11、本装置能够保障大跨度隧道临时横通道的安全稳定，同时为横通道的施工机械和人员预留通行空间；利用已有的隧道初期支护体系，拆装效率高，符合横通道半临时支护结构的施作需求和功能定位；同时丰富了隧道掌子面围岩等级实时辨别手段。

技术特征：

1.一种适用于大跨度隧道横通道临时支护的智能化门架结构，其特征在于：包括两道框型构件和固连在两者上部位置的横向连系梁(2)，框型构件的上下两端通过锁脚钢花管(3)分别与隧道横通道的顶板和顶板连接，横向连系梁(2)的下端滑动连接有非接触式移动三维扫描仪(4)，框型构件的跨中和连接节点受力部位设置有多元监控模块(5)。

2.根据权利要求1所述的一种适用于大跨度隧道横通道临时支护的智能化门架结构，其特征在于：框架构件为两道纵向结构梁(1.1)和两道竖向主梁(1.2)围成的矩形结构，上部的纵向结构梁(1.1)的上端翼板通过辅助连接板与隧道初期支护钢拱架连接；纵向结构梁(1.1)和竖向主梁(1.2)连接处的阴角位置通过加固肋组件加固，纵向结构梁(1.1)与横向连系梁(2)连接处的阴角位置通过辅助连接板加固。

3.根据权利要求2所述的一种适用于大跨度隧道横通道临时支护的智能化门架结构，其特征在于：加固肋组件包括直角肋板(6.1)、三角板(6.2)和外接板(6.3)，直角肋板(6.1)的两个外端面贴合在阴角处，三角板(6.2)支撑在直角肋板(6.1)的内侧且通过辅助三角板(6.4)加固，螺栓(7)依次穿过直角肋板(6.1)、纵向结构梁(1.1)或竖向主梁(1.2)、外接板(6.3)实现对框型构件的加固。

4.根据权利要求3所述的一种适用于大跨度隧道横通道临时支护的智能化门架结构，其特征在于：横向连系梁(2)的下端具有翼板，翼板的下缘设置有滑轮轨道，非接触式移动三维扫描仪(4)滑动搭载在滑轮轨道处；非接触式移动三维扫描仪(4)内置图像高速采集和识别模块，用于识别车辆运输物料、装载岩渣体积、岩渣块体尺寸信息。

5.根据权利要求4所述的一种适用于大跨度隧道横通道临时支护的智能化门架结构，其特征在于：多元监控模块(5)包括应变传感器、温度补偿装置、激光倾斜位移计，布置于纵向结构梁(1.1)和竖向主梁(1.2)的跨中和连接节点关键受力部位，用于实时监测门架结构的力学性能。

6.根据权利要求5所述的一种适用于大跨度隧道横通道临时支护的智能化门架结构，其特征在于：锁脚钢花管(3)呈伞骨状锚固于横通道围岩中。

7.根据权利要求1所述的一种适用于大跨度隧道横通道临时支护的智能化门架结构，其特征在于：非接触式移动三维扫描仪的型号为gom scan 1三维扫描仪。

8.根据权利要求5所述的一种适用于大跨度隧道横通道临时支护的智能化门架结构，其特征在于：应变传感器的型号为vishay应变测量d4-a116传感器；激光倾斜位移计的型号为cmos激光位移传感器。

技术总结
本技术属于隧道临时支护技术领域，解决了现有横通道支护体系施工工艺繁琐、支护效果差，且极易侵占横通道的通行空间的问题。提供了一种适用于大跨度隧道横通道临时支护的智能化门架结构，包括两道框型构件和固连在两者上部位置的横向连系梁，框型构件的上下两端通过锁脚钢花管分别与隧道横通道的顶板和顶板连接，横向连系梁的下端滑动连接有非接触式移动三维扫描仪，框型构件的跨中和连接节点受力部位设置有多元监控模块。本装置能够保障大跨度隧道临时横通道的安全稳定，同时为横通道的施工机械和人员预留通行空间；利用已有的隧道初期支护体系，拆装效率高，符合横通道半临时支护结构的施作需求；丰富了隧道掌子面围岩等级实时辨别手段。

技术研发人员：王波,白智宇,公惠民,薛翊国,魏玉超,曹彦华,王国瑞,郭伟,田延祥,卢继承,郝忠华,刘芳显,王博
受保护的技术使用者：中铁三局集团有限公司
技术研发日：20230828
技术公布日：2024/4/24