一种用于隧道的安全减震防护体系及其施工方法

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，特别涉及一种用于隧道的安全减震防护体系及其施工方法。

背景技术

隧道是埋置于地层内的工程建筑物，是人类利用地下空间的一种形式。隧道可分为交通隧道、水工隧道、市政隧道、矿山隧道、军事隧道。

以往隧道施工通常采用普通钢拱架结构作为初期支护来承担围岩的变形等，但是，在施工期间会有重型机械行驶、爆破等情况对施工的隧道产生影响，如果不采用较充分的减震方式，隧道可能会出现裂缝等不利情况；另外，隧道在有机械行驶、爆破等情况时，会有扬尘等情况的发生，对隧道造成一定的污染，也会影响工作人员的健康；此外，在遇到火情时，需要人工靠近事故地点进行灭火，移动速度较慢，且人身安全无法得到保障。

发明内容

本发明提供一种用于隧道的安全减震防护体系及其施工方法，以解决上述背景技术中提出的问题的至少一种。

为解决上述技术问题，本发明公开了一种用于隧道的安全减震防护体系，包括拱形架，拱形架内侧设置有若干二次衬砌管道，拱形架的两端设置有减震组件，相邻的二次衬砌管道上设置有防护组件，拱形架内侧还可拆卸设置有安全降尘组件。

优选的，减震组件包括固定块和减震箱，固定块固定设置于拱形架两端，减震箱固定设置于隧道的地面上，减震箱下侧内壁上固定设有稳定板，稳定板上固定设有若干减震弹簧，减震弹簧上端固定设有减震垫，减震垫固定设置于固定块下表面，减震箱上端开口，减震垫和固定块均与减震箱内壁滑动连接。

优选的，防护组件包括若干缓冲弹簧，缓冲弹簧两端与相邻的二次衬砌管道固定连接，防护组件还包括若干记忆合金片，记忆合金片固定设置于相邻的二次衬砌管道下侧，且记忆合金片覆盖于相邻的二次衬砌管道之间的缝隙下方。

优选的，安全降尘组件包括两个固定板，固定板可拆卸固定设置于二次衬砌管道上，固定板下端相互靠近的一侧固定设置有承接板，承接板上固定设置有轨道；安全降尘组件还设置有移动板，移动板上设置有箱体，移动板下表面安装有左右对称的自走轮，自走轮下端与轨道相配合，移动板下侧还安装有喷射组件。

优选的，移动板下表面安装有两组左右分设的刹车组件，刹车组件包括两根刹车杆，两根刹车杆位于自走轮左右两侧，刹车杆与移动板下表面固定连接，刹车杆相互靠近的一侧安装有刹车轮，刹车轮抵接在轨道上。

优选的，移动板下表面固定设有夹持箱，夹持箱内设置有稳定块，稳定块固定设置于夹持箱内部中央，夹持箱右侧壁上固定设置有第一电机，第一电机的左侧输出端固定连接螺纹杆，螺纹杆延伸进夹持箱内，且螺纹杆与夹持箱延伸位置转动连接，螺纹杆上设置有左右对称的螺纹，螺纹杆上螺纹连接有夹持板，夹持箱下端左右对称设置有通槽，夹持板向下穿过通槽延伸出夹持箱，夹持板下端固定设有夹块，夹块用于夹持喷射组件。

优选的，喷射组件包括安装板，夹块用于夹持安装板，安装板下表面固定设有左右对称的辅助板，辅助板上穿设有蜗杆，蜗杆与辅助板转动连接，蜗杆上左右对称转动连接有旋转板，旋转板位于辅助板相互远离的一侧，旋转板下端固定设有连接杆，连接杆下侧固定连接方框，方框内设置有转动杆，转动杆与方框前后侧转动连接，转动杆上固定设有蜗轮，蜗杆下侧啮合连接有蜗轮，蜗轮前后侧均设置有竖板，竖板固定设置于转动杆上，竖板下端固定设置有喷射盒，蜗杆右侧设置有驱动组件。

优选的，驱动组件包括L型板，L型板上端与安装板固定连接，L型板的水平段上固定设有第二电机，第二电机的左侧输出端固定连接有转动轴，转动轴向左转动贯穿L型板；蜗杆右端固定连接有第一摩擦轮，转动轴左端与第一摩擦轮转动连接，转动轴上还设置有H型轮，转动轴上设置有连接键，H型轮内设置有键槽，H型轮通过连接键与键槽的配合设置于转动轴上，H型轮的水平段上转动连接有推动板，安装板下表面固定设有电动伸缩杆和限位块，电动伸缩杆的输出端与推动板固定连接，转动轴上还转动设置有第二摩擦轮，第二摩擦轮上设置有凹槽，限位块上设置有凸起，第二摩擦轮与限位块滑动连接，第二摩擦轮的偏心位置转动设有驱动杆，驱动杆的另一端转动连接在右侧的旋转板上。

优选的，喷射盒内设置有水泵，喷射盒下表面贯通设置有若干喷头，喷射盒前后侧设置有进水口，箱体前后侧设置有出水口，同一竖直平面的出水口和进水口之间连接有波纹管。

一种施工方法，用于对如上所述的安全减震防护体系进行施工，包括以下步骤，

S1：将减震箱安装到隧道内，并在减震箱内安装稳定板和若干减震弹簧，之后在拱形架的两端固定安装固定块，在固定块上固定安装减震垫，之后将减震垫与若干减震弹簧固定，然后将固定块和减震垫滑动安装到5内；

S2：在拱形架的内侧安装若干二次衬砌管道，并在相邻的二次衬砌管道之间的缝隙处固定安装缓冲弹簧，在相邻的二次衬砌管道之间产生的缝隙下方覆盖记忆合金片，并将记忆合金片与二次衬砌管道固定，之后在二次衬砌管道上安装固定板，在固定板上安装承接板，并在承接板上安装轨道；

S3：将移动板通过自走轮和刹车轮安装到轨道上，并在移动板上安装箱体，在移动板下表面固定夹持箱，并在夹持箱上安装第一电机、螺纹杆、夹块和夹持板，之后启动第一电机，夹持板相向移动，夹块夹持住喷射组件即可。

与现有技术相比，本发明提供了一种用于隧道的安全减震防护体系及其施工方法，具备以下有益效果：本发明通过设置减震组件、防护组件，可以有效的降低施工和地面震动对隧道的影响，提高隧道的稳定性和安全性；同时可拆卸设置安全降尘组件，当隧道施工过程中，如果遇到火灾事故时，可以及时到达事故发生地点，无需人工靠近危险区域，同时，在无危险时，可以对隧道施工过程中的扬尘起到一个喷雾降尘的效果，有效提高了安全性和清洁性，保障了人身安全。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的减震箱的结构示意图；

图3为本发明的相邻的二次衬砌管道处的结构示意图；

图4为本发明的安全降尘组件的结构示意图；

图5为本发明的喷射组件的结构示意图一；

图6为本发明的喷射组件的结构示意图二；

图7为本发明的喷射组件的结构示意图三。

图中：1、拱形架；2、二次衬砌管道；3、固定块；4、安全降尘组件；5、减震箱；6、稳定板；7、减震弹簧；8、减震垫；9、记忆合金片；10、缓冲弹簧；11、固定板；12、承接板；13、轨道；14、箱体；15、出水口；16、移动板；17、自走轮；18、刹车轮；19、刹车杆；20、夹持箱；21、夹持板；22、稳定块；23、第一电机；24、螺纹杆；25、夹块；26、旋转板；27、连接杆；28、喷射盒；29、方框；30、喷头；31、进水口；32、蜗轮；33、辅助板；34、蜗杆；35、转动杆；36、电动伸缩杆；37、推动板；38、限位块；39、第二电机；40、L型板；41、转动轴；42、第二摩擦轮；43、H型轮；44、驱动杆；45、第一摩擦轮；46、竖板；47、安装板；48、波纹管。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案以及技术特征可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

实施例1

本发明的实施例提供了一种用于隧道的安全减震防护体系，如图1所示，包括拱形架1，拱形架1内侧设置有若干二次衬砌管道2，拱形架1的两端设置有减震组件，相邻的二次衬砌管道2上设置有防护组件，拱形架1内侧还可拆卸设置有安全降尘组件4。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：先在拱形架1的两端安装好减震组件，减震组件与隧道的地面固定，之后在拱形架1的内侧安装若干二次衬砌管道2，然后在相邻的二次衬砌管道2上设置防护组件，之后在拱形架1内侧可拆卸安装安全降尘组件4；通过设置减震组件、防护组件，可以有效的降低施工和地面震动对隧道的影响，提高隧道的稳定性和安全性；同时可拆卸设置安全降尘组件4，当隧道施工过程中，如果遇到火灾事故时，可以及时到达事故发生地点，无需人工靠近危险区域，同时，在无危险时，可以对隧道施工过程中的扬尘起到一个喷雾降尘的效果，有效提高了安全性和清洁性，保障了人身安全。

实施例2

在上述实施例1的基础上，如图2-3所示，减震组件包括固定块3和减震箱5，固定块3固定设置于拱形架1两端，减震箱5固定设置于隧道的地面上，减震箱5下侧内壁上固定设有稳定板6，稳定板6上固定设有若干减震弹簧7，减震弹簧7上端固定设有减震垫8，减震垫8固定设置于固定块3下表面，减震箱5上端开口，减震垫8和固定块3均与减震箱5内壁滑动连接。

其中，优选的，防护组件包括若干缓冲弹簧10，缓冲弹簧10两端与相邻的二次衬砌管道2固定连接，防护组件还包括若干记忆合金片9，记忆合金片9固定设置于相邻的二次衬砌管道2下侧，且记忆合金片9覆盖于相邻的二次衬砌管道2之间的缝隙下方。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：当隧道内有大型机械车辆经过时，隧道可能会发生震动，此时拱形架1发生震动，拱形架1带动固定块3和若干二次衬砌管道2震动，固定块3带动减震垫8震动，减震垫8使得若干减震弹簧7拉伸或压缩；同时若干缓冲弹簧10在震动时也能够消耗一部分震动能量，有效提高装置的安全性和稳定性。

实施例3

在上述实施例1-2的基础上，如图4所示，安全降尘组件4包括两个固定板11，固定板11可拆卸固定设置于二次衬砌管道2上，固定板11下端相互靠近的一侧固定设置有承接板12，承接板12上固定设置有轨道13；安全降尘组件4还设置有移动板16，移动板16上设置有箱体14，移动板16下表面安装有左右对称的自走轮17，自走轮17下端与轨道13相配合，移动板16下侧还安装有喷射组件。

其中，优选的，移动板16下表面安装有两组左右分设的刹车组件，刹车组件包括两根刹车杆19，两根刹车杆19位于自走轮17左右两侧，刹车杆19与移动板16下表面固定连接，刹车杆19相互靠近的一侧安装有刹车轮18，刹车轮18抵接在轨道13上。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：当遇到火灾，或者有机械车辆经过时，启动自走轮17，自走轮17带动移动板16进行移动，移动到指定地点后(需要灭火或降尘的位置)，关闭自走轮17，启动刹车轮18，移动板16停留到指定地点上方，打开喷射组件，喷射组件进行喷水，对火灾或者扬尘进行喷洒，有效提高装置的安全性和清洁性，同时，设置刹车轮18与轨道13的抵接，可以有效防止自走轮17脱轨，安全性高。

实施例4

在上述实施例1-3的基础上，如图4-7所示，移动板16下表面固定设有夹持箱20，夹持箱20内设置有稳定块22，稳定块22固定设置于夹持箱20内部中央，夹持箱20右侧壁上固定设置有第一电机23，第一电机23的左侧输出端固定连接螺纹杆24，螺纹杆24延伸进夹持箱20内，且螺纹杆24与夹持箱20延伸位置转动连接，螺纹杆24上设置有左右对称的螺纹，螺纹杆24上螺纹连接有夹持板21，夹持箱20下端左右对称设置有通槽，夹持板21向下穿过通槽延伸出夹持箱20，夹持板21下端固定设有夹块25，夹块25用于夹持喷射组件。

其中，优选的，喷射组件包括安装板47，夹块25用于夹持安装板47，安装板47下表面固定设有左右对称的辅助板33，辅助板33上穿设有蜗杆34，蜗杆34与辅助板33转动连接，蜗杆34上左右对称转动连接有旋转板26，旋转板26位于辅助板33相互远离的一侧，旋转板26下端固定设有连接杆27，连接杆27下侧固定连接方框29，方框29内设置有转动杆35，转动杆35与方框29前后侧转动连接，转动杆35上固定设有蜗轮32，蜗杆34下侧啮合连接有蜗轮32，蜗轮32前后侧均设置有竖板46，竖板46固定设置于转动杆35上，竖板46下端固定设置有喷射盒28，蜗杆34右侧设置有驱动组件。

其中，优选的，驱动组件包括L型板40，L型板40上端与安装板47固定连接，L型板40的水平段上固定设有第二电机39，第二电机39的左侧输出端固定连接有转动轴41，转动轴41向左转动贯穿L型板40；蜗杆34右端固定连接有第一摩擦轮45，转动轴41左端与第一摩擦轮45转动连接，转动轴41上还设置有H型轮43，转动轴41上设置有连接键，H型轮43内设置有键槽，H型轮43通过连接键与键槽的配合设置于转动轴41上，H型轮43的水平段上转动连接有推动板37，安装板47下表面固定设有电动伸缩杆36和限位块38，电动伸缩杆36的输出端与推动板37固定连接，转动轴41上还转动设置有第二摩擦轮42，第二摩擦轮42上设置有凹槽，限位块38上设置有凸起，第二摩擦轮42与限位块38滑动连接，第二摩擦轮42的偏心位置转动设有驱动杆44，驱动杆44的另一端转动连接在右侧的旋转板26上。

其中，优选的，喷射盒28内设置有水泵，喷射盒28下表面贯通设置有若干喷头30，喷射盒28前后侧设置有进水口31，箱体14前后侧设置有出水口15，同一竖直平面的出水口15和进水口31之间连接有波纹管48。

其中，H型轮43的竖直段相互远离的一侧设置有摩擦纹，从而使得H型轮43带动第一摩擦轮45或第二摩擦轮42时更加稳定。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：当喷射组件进行安装时，先将安装板47与夹持箱20的下表面紧贴，之后启动第一电机23，第一电机23带动螺纹杆24旋转，螺纹杆24带动两个夹持板21相向移动，夹持板21带动夹块25相向移动，夹块25对安装板47进行夹持，即安装完毕；通过夹块25对安装板47的夹持，可以快速的对喷射组件进行更换和维修，实用性和便捷性强；

启动喷射盒28内的水泵，水从箱体14上的出水口15流过波纹管48后进入喷射盒28内，然后从若干喷头30上喷出；启动第二电机39，第二电机39带动转动轴41旋转，转动轴41带动H型轮43旋转，此时，启动电动伸缩杆36，电动伸缩杆36带动推动板37向左移动，推动板37带动H型轮43向左移动，当H型轮43与第一摩擦轮45接触时，H型轮43会带动第一摩擦轮45旋转，第一摩擦轮45带动蜗杆34旋转，蜗杆34带动蜗轮32旋转，蜗轮32带动转动杆35旋转，转动杆35带动竖板46旋转，竖板46带动喷射盒28绕转动杆35偏转，当喷射盒28偏转到一定位置后(可根据使用者自行确定)，第二电机39反向启动，重复上述步骤，即喷射盒28进行左右的偏转，更大范围的进行左右喷水；

电动伸缩杆36带动推动板37向右移动，推动板37带动H型轮43向右移动，当H型轮43与第二摩擦轮42接触时，H型轮43带动第二摩擦轮42旋转，第二摩擦轮42通过驱动杆44带动右侧的旋转板26也发生旋转，右侧的旋转板26带动方框29和左侧旋转板26旋转，当方框29偏转到一定位置后(可根据使用者自行确定)，第二电机39反向启动，重复上述步骤，方框29带动方框29上的整体结构进行前后方向偏转，也就是方框29带动喷射盒28进行前后方向的偏转，更大范围的进行前后喷水；通过对喷射盒28的多角度调节，可以对隧道内的火源或者扬尘进行更大范围的抑制，灭火及抑尘的效果更佳，有效的提高了装置的实用性。

实施例5

一种施工方法，用于对如上所述的安全减震防护体系进行施工，包括以下步骤，

S1：将减震箱5安装到隧道内，并在减震箱5内安装稳定板6和若干减震弹簧7，之后在拱形架1的两端固定安装固定块3，在固定块3上固定安装减震垫8，之后将减震垫8与若干减震弹簧7固定，然后将固定块3和减震垫8滑动安装到5内；

S2：在拱形架1的内侧安装若干二次衬砌管道2，并在相邻的二次衬砌管道2之间的缝隙处固定安装缓冲弹簧10，在相邻的二次衬砌管道2之间产生的缝隙下方覆盖记忆合金片9，并将记忆合金片9与二次衬砌管道2固定，之后在二次衬砌管道2上安装固定板11，在固定板11上安装承接板12，并在承接板12上安装轨道13；

S3：将移动板16通过自走轮17和刹车轮18安装到轨道13上，并在移动板16上安装箱体14，在移动板16下表面固定夹持箱20，并在夹持箱20上安装第一电机23、螺纹杆24、夹块25和夹持板21，之后启动第一电机23，夹持板21相向移动，夹块25夹持住喷射组件即可。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：第一步，将减震箱5安装到隧道内，并在减震箱5内安装稳定板6和若干减震弹簧7，之后在拱形架1的两端固定安装固定块3，在固定块3上固定安装减震垫8，之后将减震垫8与若干减震弹簧7固定，然后将固定块3和减震垫8滑动安装到5内；第二步，在拱形架1的内侧安装若干二次衬砌管道2，并在相邻的二次衬砌管道2之间的缝隙处固定安装缓冲弹簧10，在相邻的二次衬砌管道2之间产生的缝隙下方覆盖记忆合金片9，并将记忆合金片9与二次衬砌管道2固定，之后在二次衬砌管道2上安装固定板11，在固定板11上安装承接板12，并在承接板12上安装轨道13；第三步，将移动板16通过自走轮17和刹车轮18安装到轨道13上，并在移动板16上安装箱体14，在移动板16下表面固定夹持箱20，并在夹持箱20上安装第一电机23、螺纹杆24、夹块25和夹持板21，之后启动第一电机23，夹持板21相向移动，夹块25夹持住喷射组件即可；

通过固定块3带动减震垫8震动，减震垫8使得若干减震弹簧7拉伸或压缩，从而用于吸收震动能量；同时若干缓冲弹簧10在震动时也能够消耗一部分震动能量，有效提高装置的安全性和稳定性；通过设置喷射组件，喷射组件进行喷水，对火灾或者扬尘进行喷洒，有效抑制火情和扬尘的产生，提高了装置的安全性和清洁性，同时，设置刹车轮18与轨道13的抵接，可以有效防止自走轮17脱轨，安全性高；通过夹块25对喷射组件的夹持，可以快速的对喷射组件进行拆装，实用性和便捷性强。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。