[發明專利]一種隧道初期支護鋼架安裝輔助設備及其施工方法

在審

• 申請號: 201811072026.1
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN108894803A
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: 焦衛寧;潘建勤;劉進學;王亞瓊;延雷;余軍;江朝文
• 申請（專利權）人: 焦衛寧
• 主分類號: E21D11/40
• 分類號: E21D11/40;E21D11/18;B66F7/10
• 代理公司: 北京彭麗芳知識產權代理有限公司 11407
• 代理人: 彭麗芳

本發明提供一種隧道初期支護鋼架安裝輔助設備及其施工方法，所述的一種隧道初期支護鋼架安裝輔助設備包括控制模塊、底座、抓緊機構、升降機構和手持式控制終端，所述的升降機構設置在底座上，升降機構上設置有激光測距模塊，升降機構上部設置有支撐桿；所述的抓緊機構設置在底座下端，所述的控制模塊的主控器與升降機構的千斤頂、抓緊機構的液壓缸和手持式控制終端的從控制器電連接。本發明結構簡單、設計合理且成本低，便于鋼架拱頂單元的安裝，減少人工勞動強度，提高施工效率，降低安全風險，實用性強。

技術領域

本發明屬于隧道初期支護鋼架安裝技術領域，尤其涉及一種隧道初期支護鋼架安裝輔助設備及其施工方法。

背景技術

目前國內隧道施工過程中，隧道初期支護鋼架安裝主要采用人工借助開挖臺架的方式，以雙向四車道公路隧道臺階法為例，上臺階常見有3個鋼架單元，鋼架單元借助裝載機運送到開挖臺架上，左右側鋼架單元工人通過滑動旋轉就位較為快速，鋼架拱頂單元臨時放置在開挖臺架上也較容易，但鋼架拱頂單元和鋼架兩側單元連接較為費勁，存在做業人數多，需要4-5人才能完成，工人勞動強度較大，施工效率低、安全風險大的問題。為了減少工人勞累，加快施工進度，鋼架安裝輔助設備開發日益受到重視。目前常見的支護鋼架安裝輔助設備有立拱臺車和拱架安裝車，但是，立拱臺車是在現有開挖臺架上增加升降、平移、頂升系統；拱架安裝車是利用機械臂抓舉鋼架，利用機械臂工作臺投送工人到拱頂完成鋼架連接，此都存在成本高、進度慢的問題，且仍處于試驗推廣階段，未能普遍使用。

發明內容

為了克服現有工人勞動強度較大，施工效率低、安全風險大、成本高且進度慢的問題，本發明提供一種隧道初期支護鋼架安裝輔助設備及其施工方法，其結構簡單、設計合理且成本低，便于鋼架拱頂單元的安裝，減少人工勞動強度，提高施工效率，降低安全風險，實用性強。

本發明的目的之一在于：本發明中所采用的千斤頂升降推動升降桿升降，從而將鋼架單元頂升，便于工作人員將鋼架單元連接，相比傳統人工安裝減少2-3人，省力省時。

本發明的目的之二在于：本發明中所采用的機械爪由液壓缸控制開合，使得機械爪能快速穩定的抓在開挖臺架上，從而便于工作人員省時省力安裝鋼架單元。

本發明的目的之三在于：本發明中所采用的激光測距模塊能檢測鋼架單元上升的高度，便于工作人員實時掌握，以使鋼架單元升至預定安裝高度。

本發明的目的之四在于：本發明中所采用的手持式控制終端進行遠程操作支撐桿的升降而實現鋼架單元的升降，一方面工作人員不用值守在設備上，減少人力投入，另一方面有利于工作人員遠距離微調，快速對準鋼架連接鋼板上的螺絲孔，以快速安裝鋼架單元。

本發明采用的技術方案為：

一種隧道初期支護鋼架安裝輔助設備，包括控制模塊、底座、抓緊機構、升降機構和手持式控制終端，所述的升降機構設置在底座上，升降機構上設置有激光測距模塊，升降機構上部設置有支撐桿；所述的抓緊機構設置在底座下端，所述的控制模塊的主控器與升降機構的千斤頂、抓緊機構的液壓缸和手持式控制終端的從控制器連接。

所述升降機構包括千斤頂和升降桿，所述的千斤頂安裝在底座上，升降桿安裝在千斤頂頂端，所述升降桿外套設有防護套，所述升降桿上部設置有供搭載鋼架的支撐桿，所述支撐桿橫向伸出防護套并向外延伸，所述的支撐桿的伸出端上設有擋板；激光測距模塊位于支撐桿的下方。

所述抓緊機構包括設置在底座的十字形支架和四個設置在十字形支架端部的機械爪，所述機械爪包括連接板、設置在連接板兩端的第一機械爪與第二機械爪和驅動所述第一機械爪與所述第二機械爪開合的液壓缸，所述連接板的頂部通過連接桿與十字形支架的端部固定連接。

所述控制模塊至少包括主控器以及與主控器相接的第一無線通信模塊和第一液晶觸摸屏，所述控制模塊通過第一無線通信模塊與手持式控制終端進行數據通信，所述主控器的輸入端與激光測距模塊的輸出端相接。