[發明專利]一種用于隧道初期支護加固的組合式護拱臺車及方法

在審

• 申請號: 202110127077.5
• 申請日: 2021-01-29
• 公開（公告）號: CN112627862A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 胡強;杜鑌;張安睿;楊洪;楊春平;戴明江
• 申請（專利權）人: 貴州省交通規劃勘察設計研究院股份有限公司
• 主分類號: E21D11/18
• 分類號: E21D11/18;E21D11/40;E21F17/18;E21F17/00
• 代理公司: 貴州啟辰知識產權代理有限公司 52108
• 代理人: 趙彥棟;邵紅波

本發明公開了一種用于隧道初期支護加固的組合式護拱臺車及方法，它由多節移動式護拱單元體拼接而成；所述護拱單元體包括拱形工作臺，在拱形工作臺底部設有行走機構，頂部一側設有多段搭接在一起構成拱形結構的弧形支撐梁，每段弧形支撐梁通過伸縮機構與拱形工作臺相連；通過多節護拱單元體拼接成的組合式護拱臺車，其包括收攏移動形態和擴展支撐形態，結構簡單，輕便易攜，實施便捷、可操作性強，通過兩種工作形態的切換，可對隧道初期支護任意位置的變形段進行快速、可靠的支撐加固，配合上臺車所提供的拱形工作臺，便于工作人員進行高空作業，可大幅提高初期支護加固施工的工作效率縮短施工周期，減少財力和時間投入，操作安全、高效，實用性強。

技術領域

本發明涉及一種用于隧道初期支護加固的組合式護拱臺車及方法，屬于隧道建設技術領域。

背景技術

作為地下構筑物，隧道的施工難度較大，施工風險突出，特別是在穿越軟弱圍巖或不良地質段時，隧道初期支護的結構可靠性無法得到有效的保證。具體而言，當地質條件較差時，或因為施工操作不規范等原因，隧道施工過程中常出現初期支護開裂變形、沉降變形乃至侵限失穩等諸多問題，進而嚴重威脅施工安全及結構可靠性。針對上述情況，實際施工中最常用的處治措施是在初期支護的內側增設可確保施工期間初期支護穩定性的臨時護拱，繼而在臨時護拱的保護下進行諸如徑向注漿加固、換拱等施工作業。待相應的加固措施可以確保初期支護穩定性后，再對臨時護拱進行拆除。作為一種臨時性的輔助施工措施，臨時護拱需要反復進行架立及拆除工作，施工工序相對繁瑣。目前施工現場多采用人工操作的方式，其架立及拆除過程所耗費的時間相對較長，且臨時護拱所用到的工字鋼在拆除過程中容易損壞，材料利用率較低。此外，考慮到臨時護拱是在初期支護存在安全隱患的前提下增設的，其施工過程中初期支護存在的失穩破壞的可能性，采用人工施作的方法存在一定的安全隱患。

可以看出，現有采用人工施作臨時護拱的方法存在著施工費時長、材料利用率低、施工人員安全隱患較大等諸多問題。鑒于上述考慮，研究一種能顯著提高施工效率、材料利用率并能改善施工安全性的組合式護拱臺車已經成為工程界亟待解決的問題。

發明內容

鑒于此，本發明的目的是提供一種用于隧道初期支護加固的組合式護拱臺車及方法，可以克服現有技術的不足。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種用于隧道初期支護加固的組合式護拱臺車，它由多節移動式護拱單元體拼接而成；所述護拱單元體包括拱形工作臺，在拱形工作臺底部設有行走機構，頂部一側設有多段搭接在一起構成拱形結構的弧形支撐梁，每段弧形支撐梁通過伸縮機構與拱形工作臺相連。

前述相鄰的護拱單元體之間通過伸縮式縱向連接構件可拆卸連接。

在前述護拱單元體的弧形支撐梁上還設有監控量測設備，所述監控量測設備包括設置在弧形支撐梁頂部的土壓力盒，及設置在弧形支撐梁內側的鋼筋應力計。

前述拱形工作臺包括多層臺階設置的平臺框架，在平臺框架一側設有呈拱形結構設置的支撐架，在支撐架上布設有用于固定伸縮機構的安裝座；在平臺框架和支撐架底部處設有立柱，所述行走機構設置在立柱底端。

前述行走機構包括位于立柱底部的V形斜腿構件，V形斜腿構件的底端設有擴大鋼墊板；并且在V形斜腿構件中部設有伸縮式支撐桿及與之連接的軸承滾輪。

前述弧形支撐梁為三段設置，包括拱部弧形鋼梁，在拱部弧形鋼梁兩端對稱設有側部弧形鋼梁，拱部弧形鋼梁兩端底面設有搭接段，側部弧形鋼梁上端設有與之匹配的搭接槽，使三段弧形鋼梁在擴展支撐狀態下通過槽形實現搭接，使得三段弧形鋼梁之間形成互相托起的結構。

一種用于隧道初期支護加固的方法，其包括以下步驟：

s1、隧道正常施工階段，通過伸縮式縱向連接構件可將多節護拱單元體連接為一個整體，構成組合式護拱臺車，并布置于隧道內的上或中臺階尾部備用；