[發明專利]一種用于處置隧道圍巖的切削支撐兩用機械設備及方法

有效

• 申請號: 201911316511.3
• 申請日: 2019-12-19
• 公開（公告）號: CN111022094B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 王堅;李沖;李培軍;田超鵬;于明加
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: E21D19/00
• 分類號: E21D19/00;E21D9/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 范巍

本發明公開了一種用于處置隧道圍巖的切削支撐兩用機械設備及方法，屬于隧道及地下工程輔助施工設備技術領域，通過設置行走機構便于裝置的移動，通過調節連續頂推千斤頂的升起高度和傾斜角度使切削支撐系統貼近圍巖。通過控制器分別控制切削機構和液壓頂撐機構，提供了切削危巖和支撐圍巖兩種工作模式，裝置使用便捷，省時省力，操作的安全性較高，且整個裝置體積較小，能夠適用于多種隧道環境，實用性強。

技術領域

本發明屬于隧道及地下工程輔助施工設備技術領域，涉及一種用于處置隧道圍巖的切削支撐兩用機械設備及方法。

背景技術

在隧道的施工過程中，當進入圍巖條件復雜，特別是碰到軟弱水平狀地層時，通常容易出現拱頂掉塊超挖現象。在施工現場，對于沒有完全喪失承載力的圍巖，施工人員為了保護圍巖的承載力通常采取種簡易木撐法來頂撐松動圍巖，對于已經喪失承載力并隨時可能發生掉落的圍巖，為了保證施工的安全，施工人員通常采取高壓水沖射法來清理掉危巖。

但是簡易木撐法頂撐范圍有限，搭建和拆卸都需要在危巖下進行操作，這給施工工人帶來了很大的安全隱患，同時木撐這種形式能提供的頂撐力有限，需要提供給臨時支護的圍巖的頂撐力又是不可預測的，所以這種方法并不適用于遇到大塊松散圍巖掉落的情況，而且這種方法靈活性差，支護并不及時，存在施工滯后的情況，這樣一來，上述的工作效益和方法并不能有效的處理巖層掉塊問題。對于高壓沖水法，要是碰到上軟下硬的巖層，圍巖經高壓水沖射后，會急劇的劣化圍巖，同時還會擾動到上層圍巖，帶來更大面積的掉塊超挖問題。這種問題在洞室拱部尤為明顯和嚴重，不妥善處置最終可能導致拱部塌方等安全事故的發生。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種用于處置隧道圍巖掉塊的切削支撐兩用機械設備，以解決現有的圍巖處置裝置無法實現利用同一裝置進行支撐圍巖和切削危巖的問題。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

本發明公開了一種用于處置隧道圍巖的切削支撐兩用機械設備，包括移動頂升系統和切削支撐系統；所述移動頂升系統包括行走機構、液壓頂撐機構和控制器，行走機構包括底部設有車輪的車架，控制器固定安裝在車架上，控制器側邊安裝有能夠與控制器電性連接的電動機，液壓頂撐機構由連續頂推千斤頂和伸縮變幅斜臂構成，連續頂推千斤頂利用轉盤活動連接在車架上，轉盤與電動機電性連接，伸縮變幅斜臂的一端固定連接在車架上且另一端與連續頂推千斤頂的側壁滑動連接，連續頂推千斤頂的頂端活動連接有支護盆座；所述切削支撐系統包括切削機構和支頂機構，切削機構包括由上至下依次可拆卸連接的切削刀盤、液壓馬達和伸縮油缸；支頂機構包括套筒彈簧和固定連接在套筒彈簧上部的支座，伸縮油缸和套筒彈簧均固定連接在支護盆座上，液壓馬達與控制器電性連接。

優選地，所述支座設置有若干個，且以切削刀盤為圓心均勻布置。

進一步優選地，所述支座為橡膠支座。

優選地，所述支座上設有若干個卡位塊和彈性橡膠支護塊。

進一步優選地，所述彈性橡膠支護塊和卡位塊相間排列。

進一步優選地，所述彈性橡膠支護塊內部安裝有壓力盒和應變計。

優選地，所述連續頂推千斤頂的外側設有套筒，套筒通過轉盤鉸接在車架上。

進一步優選地，所述套筒與伸縮變幅斜臂連接的側壁上設有滑槽。

優選地，所述連續頂推千斤頂的頂端通過萬向球形鉸與支護盆座連接。

進一步優選地，所述萬向球形鉸由位于上部的球形端頭和位于底部且開口向上的碗式基座鉸接而成。

進一步優選地，所述碗狀結構包裹球形端頭并超過球形端頭的最大斷面，但不完全包裹至球形端頭上部的圓柱形結構處；碗狀結構開口處的直徑小于球形端頭的直徑。