[發(fā)明專利]裝配式片狀鋼拱架及隧道快速修復(fù)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210240076.6
• 申請日: 2022-03-10
• 公開（公告）號: CN114542124A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱正國;陳士通;韓偉歌;韓現(xiàn)民;樊浩博;高琳;張康健;馬超義;曹宇翔;陳哲
• 申請（專利權(quán)）人: 石家莊鐵道大學(xué)
• 主分類號: E21D11/18
• 分類號: E21D11/18;E21D11/24;E21D11/15;E21F17/18
• 代理公司: 河北國維致遠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 13137
• 代理人: 王詩琪

本發(fā)明提供了一種裝配式片狀鋼拱架及隧道快速修復(fù)方法，屬于隧道維護設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，包括若干拱片、外支撐架和支撐件，若干拱片能夠互相拼合形成沿隧道方向設(shè)置的拱架結(jié)構(gòu)，每個拱片均為片狀的框架結(jié)構(gòu)；外支撐架為由桿件連接成的框架結(jié)構(gòu)，且與拱片連接，并位于拱架結(jié)構(gòu)外部，用于承托隧道巖壁；支撐件分別設(shè)在拱片和外支撐架上，用于支撐在隧道巖壁上。本發(fā)明構(gòu)成的拱架結(jié)構(gòu)相比于拱形肋，不僅穩(wěn)定性更強，而且裝配更迅速，最終使得坍塌的隧道能夠快速得到修復(fù)，迅速恢復(fù)通行能力，并在短時間能夠形成強有力的支撐，保證車輛人員安全通過。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于隧道維護設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，是涉及一種裝配式片狀鋼拱架及隧道快速修復(fù)方法。

背景技術(shù)

在地震、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的影響下，容易出現(xiàn)隧道塌方事故。隧道塌方事故在隧道施工過程中比較常見，而在運營中的公路鐵路線路中并不常見。但是隨著國內(nèi)越來越多的隧道將要到達設(shè)計年限，發(fā)生隧道塌方的可能性對大大增加，而隧道塌方會極大地影響對應(yīng)的公路鐵路線路的通行能力，嚴重時會造成區(qū)域性的交通網(wǎng)絡(luò)癱瘓。目前由于運營中的隧道的塌方事故不多，因此所采取的災(zāi)后恢復(fù)方案不多，大多是借鑒施工過程中的隧道塌方處理經(jīng)驗，但是運營中的隧道由于現(xiàn)場缺少大型的施工設(shè)備、場地有限等原因，會導(dǎo)致恢復(fù)速度十分緩慢，極大影響區(qū)域交通。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種裝配式片狀鋼拱架及隧道快速修復(fù)方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：提供一種裝配式片狀鋼拱架，包括若干拱片、外支撐架和支撐件，若干拱片能夠互相拼合形成沿隧道方向設(shè)置的拱架結(jié)構(gòu)，每個拱片均為片狀的框架結(jié)構(gòu)；外支撐架為由桿件連接成的框架結(jié)構(gòu)，且與拱片連接，并位于拱架結(jié)構(gòu)外部，用于承托隧道巖壁；支撐件分別設(shè)在拱片和外支撐架上，用于支撐在隧道巖壁上。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，支撐件包括螺桿、頂撐部和旋鈕部，拱片和外支撐架上設(shè)有與螺桿配合的螺孔，頂撐部設(shè)在螺桿前端、用來與隧道巖壁抵接，旋鈕部設(shè)在螺桿后端、用來配合工具扭動螺桿。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，外支撐架包括多個連接桿、多個支撐桿和多個連接節(jié)點，每個連接桿均一端與拱片連接，支撐桿通過連接節(jié)點與其中若干連接桿的另一端連接，用于承托隧道巖壁，多個連接桿、多個支撐桿和多個連接節(jié)點構(gòu)成穩(wěn)定的剛性支架結(jié)構(gòu)，支撐件設(shè)在支撐桿上。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，拱片為工字鋼構(gòu)成的矩形框架結(jié)構(gòu)，沿隧道軸向相鄰的拱片之間通過連桿連接。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，沿隧道截面相鄰的拱片之間通過快速連接組件連接，快速連接組件包括上連接法蘭板、下連接法蘭板、鉤桿、旋轉(zhuǎn)鉤和法蘭緊固螺栓，上連接法蘭板設(shè)在應(yīng)位于上部的拱片上；下連接法蘭板設(shè)在應(yīng)位于下部的拱片上；鉤桿設(shè)在上連接法蘭板朝向隧道內(nèi)部的一側(cè)；旋轉(zhuǎn)鉤設(shè)在下連接法蘭板朝向隧道內(nèi)部的一側(cè)，且鉤部朝向隧道內(nèi)部，用于在應(yīng)位于上部的拱片和應(yīng)位于下部的拱片并列設(shè)置時鉤在鉤桿上，鉤桿和旋轉(zhuǎn)鉤的配合用于使應(yīng)位于上部的拱片能夠繞鉤桿轉(zhuǎn)動，從與應(yīng)位于下部的拱片并列設(shè)置的狀態(tài)旋轉(zhuǎn)至應(yīng)位于下部的拱片上方；法蘭緊固螺栓用于在應(yīng)位于上部的拱片旋轉(zhuǎn)至應(yīng)位于下部的拱片上方后將上連接法蘭板和下連接法蘭板緊固在一起。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，快速連接組件還包括墊片和連接片，墊片用于墊設(shè)在上連接法蘭板和下連接法蘭板之間，以調(diào)節(jié)應(yīng)位于上部的拱片和應(yīng)位于下部的拱片之間的角度和高度差；連接片一端與上連接法蘭板和下連接法蘭板中的一個連接，上連接法蘭板和下連接法蘭板中的另一個上設(shè)有用于連接片穿過的通孔，連接片的另一端穿過通孔后與對應(yīng)拱片連接；連接片與拱片通過連接片緊固螺栓連接，連接片與拱片互相接觸的部位均設(shè)有齒牙，連接片上設(shè)有用于連接片緊固螺栓穿過的螺栓孔，拱片對應(yīng)螺栓孔的部位設(shè)有長孔，連接片緊固螺栓、齒牙、螺栓孔和長孔互相配合，用于在彌補生產(chǎn)誤差和墊片高度差的同時將應(yīng)位于上部的拱片和應(yīng)位于下部的拱片初步緊固。