一种减少周围土体位移管棚支护结构

技术领域

本发明涉及减少周围土体位移管棚支护结构技术领域。具体地说是一种减少周围土体位移管棚支护结构。

背景技术

传统隧道施工管棚超前支护中，成功后插入钢管并通过钢管注入水泥浆，对于浅埋暗挖施工来说，当地层较软且地面建筑物或构筑物比较复杂的时候，注浆压力太大会导致钢管周围土体发生位移，注浆压力太小则浆液不能远距离扩散而不能形成整体的超前支护结构，影响地面道路交通及地面建筑物或构筑物的安全。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于提供的一种稳固的减少周围土体位移管棚支护结构。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种减少周围土体位移管棚支护结构，包括管道、轨道和蜗杆，所述管道内壁上设置有两个以上所述轨道，所述轨道上设置有动力切换机构；所述蜗杆的第一端通过轴承座固定连接在支撑板上，所述蜗杆的第二端通过轴承座固定连接在底座上，所述蜗杆的中部靠近第一端处通过轴承固定连接有固定支板，所述蜗杆上同轴固定连接有叶轮，所述底座在所述轨道上滑动连接，所述支撑板在所述轨道上滑动连接，所述固定支板在所述轨道上滑动连接；所述底座上设置有导向加固机构；所述底座上滑动连接着支架的第一端，所述支架上转动安装有传动轴，所述传动轴的中部固定连接有蜗轮，所述传动轴的端部固定安装有凸轮；所述固定支板内开设有滑动槽，所述支架的第二端在所述滑动槽内滑动，所述滑动槽的一端固定连接有第三弹簧，所述第三弹簧的另一端固定连接着支架；所述管道上开设有两个以上通孔，所述通孔上均安装有橡胶塞。

上述一种减少周围土体位移管棚支护结构，所述动力切换机构包括支撑杆、滑动杆和限制块，所述支撑杆的第一端穿入所述固定支板，所述支撑杆的第二端抵顶着所述限制块，所述支撑杆的第一端设置有斜推板，所述滑动杆滑动安装在所述支撑杆内，所述滑动杆的第一端穿出所述支撑杆后抵顶着所述凸轮，所述滑动杆的第二端固定连接着顶块；所述轨道上开设有第一滑槽，所述第一滑槽内滑动连接有卡板，所述卡板的中部固定连接着连接杆，所述连接杆的另一端固定连接有连接块，所述连接块与所述顶块相配合；所述轨道上开设有第一限制槽，所述第一限制槽的内壁开设有第二滑槽，所述第二滑槽内固定连接有第一弹簧，所述第一弹簧的另一端固定连接有卡块，所述卡块在所述第二滑槽内滑动连接；所述限制块滑动安装在所述第一限制槽内，所述限制块与所述连接块固定连接，所述限制块上开设有第二限制槽，所述卡块与所述第二限制槽相对应。

上述一种减少周围土体位移管棚支护结构，所述导向加固机构包括推杆和齿条，所述传动轴的另一端部上固定连接有从动轮，所述推杆固定安装在所述从动轮上；所述底座上开设有放置槽，所述放置槽内底部固定安装有第一垫块，所述第一垫块上固定安装有第二弹簧，所述第二弹簧的另一端固定连接有第二垫块，所述第二垫块抵顶着所述齿条，所述从动轮与所述齿条啮合，所述齿条的一端固定安装有圆杆，所述推杆抵顶着所述圆杆，所述齿条上开设有导向槽，所述底座的侧壁上端开设有与所述管道上的通孔相对应的槽口，所述放置槽与所述槽口连通，所述齿条与所述槽口相对应，所述底座的外侧壁上安装有推块，所述推块在所述槽口正下方。

本发明的技术方案取得了如下有益的技术效果：

1、本发明，通过动力切换机构的支撑杆抵顶着限制块，使得支架滑动，蜗轮和蜗杆啮合，动力开始传递，又通过导向加固机构将齿条推出，并插入土层内，水泥浆顺着导向槽注入周围土层内，而不是通过简单的注浆孔注浆，使得能够以较小的注浆压力实现较大的注浆范围，形成完整的超前支护结构，并且固定杆不仅仅实现提高注浆范围的目的，并且能够提高注浆管与土层的结合效果，使得管道周围逐渐形成稳定支护结构，减少周围土体位移，最终形成稳定支护结构。

2、本发明，通过水泥浆的流动和叶轮的转动提供动力，支撑杆抵顶着限制块，使得动力通过支架的移动传递到蜗轮上，完成动力切换，又通过从动轮的转动和推杆使齿条顶开管道壁上的橡胶塞，从而通过齿条上的导向槽使得管道内的浆液能过够更好的沿横向和纵向扩散，使得管道周围逐渐形成稳定的支护结构，与此同时凸轮抵顶着滑动杆并使限制块滑动，在第三弹簧的作用下蜗轮与蜗杆再次分离，动力传输中断，在浆液和叶轮的相互作用下继续前进，循环进行，实现整条管路的支护，效率得到提升，节省成本。

附图说明

图1本发明整体结构示意图；

图2本发明整体俯视结构示意图；

图3本发明动力切换机构A处结构示意图；

图4本发明动力切换机构B处结构示意图；

图5本发明斜推板的轴侧结构示意图；

图6本发明导向加固机构结构示意图；

图7本发明齿条的轴侧结构示意图。

图中附图标记表示为：1-管道；2-轨道；3-蜗杆；4-动力切换机构；401-支撑杆；402-滑动杆；403-斜推板；404-顶块；405-连接块；406-连接杆；407-卡板；408-第一滑槽；409-限制块；410-第一限制槽；411-第二滑槽；412-第一弹簧；413-卡块；414-第二限制槽；5-导向加固机构；501-从动轮；502-推杆；503-放置槽；504-第一垫块；505-第二弹簧；506-第二垫块；507-齿条；508-圆杆；509-导向槽；510-推块；6-叶轮；7-蜗轮；8-传动轴；9-固定支板；10-支架；11-第三弹簧；12-凸轮；13-底座；14-支撑板；15-橡胶塞；16-滑动槽。

具体实施方式

本实施例中的一种减少周围土体位移管棚支护结构，请参阅图1-2，包括管道1、轨道2和蜗杆3，所述管道1内壁上设置有两个以上所述轨道2，所述轨道2上设置有动力切换机构4；所述蜗杆3的第一端通过轴承座固定连接在支撑板14上，所述蜗杆3的第二端通过轴承座固定连接在底座13上，所述蜗杆3的中部靠近第一端处通过轴承固定连接有固定支板9，所述蜗杆3上同轴固定连接有叶轮6，所述底座13在所述轨道2上滑动连接，所述支撑板14在所述轨道2上滑动连接，所述固定支板9在所述轨道2上滑动连接；所述底座13上设置有导向加固机构5；所述底座13上滑动连接着支架10的第一端，所述支架10上转动安装有传动轴8，所述传动轴8的中部固定连接有蜗轮7，所述传动轴8的端部固定安装有凸轮12；所述固定支板9内开设有滑动槽16，所述支架10的第二端在所述滑动槽16内滑动，所述滑动槽16的一端固定连接有第三弹簧11，所述第三弹簧11的另一端固定连接着支架10；所述管道1上开设有两个以上通孔，所述通孔上均安装有橡胶塞15。

如图3-5所示，所述动力切换机构4包括支撑杆401、滑动杆402和限制块409，所述支撑杆401的第一端穿入所述固定支板9，所述支撑杆401的第二端抵顶着所述限制块409，所述支撑杆401的第一端设置有斜推板403，所述滑动杆402滑动安装在所述支撑杆401内，所述滑动杆402的第一端穿出所述支撑杆401后抵顶着所述凸轮12，所述滑动杆402的第二端固定连接着顶块404；所述轨道2上开设有第一滑槽408，所述第一滑槽408内滑动连接有卡板407，所述卡板407的中部固定连接着连接杆406，所述连接杆406的另一端固定连接有连接块405，所述连接块405与所述顶块404相配合；所述轨道2上开设有第一限制槽410，所述第一限制槽410的内壁开设有第二滑槽411，所述第二滑槽411内固定连接有第一弹簧412，所述第一弹簧412的另一端固定连接有卡块413，所述卡块413在所述第二滑槽411内滑动连接；所述限制块409滑动安装在所述第一限制槽410内，所述限制块409与所述连接块405固定连接，所述限制块409上开设有第二限制槽414，所述卡块413与所述第二限制槽414相对应；通过水泥浆的流动和叶轮6的转动提供动力，以及动力切换机构4实现动力的传递和切断，实现装置的前进，停止，循环进行，使得一个管路一个装置，实现整条管路的支护，效率得到提升，节省成本。

如图6、图7所示，所述导向加固机构5包括推杆502和齿条507，所述传动轴8的另一端部上固定连接有从动轮501，所述推杆502固定安装在所述从动轮501上；所述底座13上开设有放置槽503，所述放置槽503内底部固定安装有第一垫块504，所述第一垫块504上固定安装有第二弹簧505，所述第二弹簧505的另一端固定连接有第二垫块506，所述第二垫块506抵顶着所述齿条507，所述从动轮501与所述齿条507啮合，所述齿条507的一端固定安装有圆杆508，所述推杆502抵顶着所述圆杆508，所述齿条507上开设有导向槽509，所述底座13的侧壁上端开设有与所述管道1上的通孔相对应的槽口，所述放置槽503与所述槽口连通，所述齿条507与所述槽口相对应，所述底座13的外侧壁上安装有推块510，所述推块510在所述槽口正下方；当动力切换机构4将动力传递到蜗轮7上时，推杆502将齿条507推至管道1上的通孔处，将橡胶塞15顶开，使得水泥浆能顺利扩散致管道1外围土壤中，使得周围土体更加稳固，大大减少周围土体位移，不会影响地面道路交通及地面建筑物或构筑物的安全。

工作流程：将装置沿轨道2放置好，开始往管道1内注入水泥浆，叶轮6随着水泥浆的注入开始转动，带动蜗杆3一起转动；在叶轮6和水泥浆的冲力下装置开始沿着轨道2向管内深处前进，当支撑杆401抵顶住安装在轨道2上的限制块409时，装置停止前进，此时底座13上的槽口正好与管道1上的通孔相对应，在浆液推力作用下，斜推板403开始抵顶着支架10，且逐渐推动支架10在滑动槽16内滑动，压缩第三弹簧11，支架10通过底座13上的滑道向靠近蜗杆3的方向滑动，使得蜗轮7和蜗杆3啮合，蜗轮7转动，带动传动轴8转动；

此时从动轮501转动使得与从动轮501啮合的齿条507逐渐向管道1上的通孔处滑动，导向块507从底座13上的槽口处逐渐伸出，推杆502在从动轮501的带动下一起转动，推杆502通过圆杆508进一步推动齿条507，使齿条507进入管道1上的通孔，并将橡胶塞15顶出，齿条507上的导向槽509使得一部分水泥浆流入管道1周围的土壤中，使得管道1周围土壤更加坚固；

凸轮12随着传动轴8一同转动，由于凸轮12转动，直径逐渐变大，使得抵顶着凸轮12的滑动杆402在支撑杆401内滑动，逐渐抵顶着连接块405，由于顶块404和连接块405相对应的斜面，使得限制块409在第一限制槽410内滑动，由于卡块413和第二限制槽414相互配合，使得连接块405只能单向滑动，由于第一滑槽408内卡板407的限制，限制块409不会被先到的水泥浆冲掉，保证装置的正常进行；

当限制块409不在抵顶着支撑杆401时，在第三弹簧11的作用下，支架10滑动复位，使得蜗轮7和蜗杆3不再啮合，装置在水泥浆和叶轮6的作用下继续向管道1深处前进，推块510进一步将齿条507推入管道1上的通孔，不会影响装置继续进行；

这时支撑杆401抵顶着管道1内的下一个限制块409，开始第二个工作过程，在放置槽503内第二弹簧505的作用下通过第二垫块502将下一个齿条507推到底座13上的槽口处，如此往复，最终使得整个管道1内每一个通孔处均有一个齿条507将一部分水泥浆通过通孔流入管道1周围的土壤中，使得管道1周围土壤更加坚固。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利申请权利要求的保护范围之中。