一种永临结合封闭墙施工装置及方法

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，尤其涉及一种永临结合封闭墙施工装置及方法。

背景技术

随着我国高速铁路工程的建设发展，隧道建筑结构形式复杂多变，改扩建段线路施工也逐渐增多，但目前铁路客运专线双线隧道的大断面改扩建施工仍无先例，无成熟的施工经验可借鉴，新建高速铁路双线大断面隧道渐近并入既有高铁隧道至完全重合的施工关键技术。

该项目中既有隧道断面跨度大、拆除作业面狭小，采用大型破碎机械，拆除施工安全风险高；而改建的新建隧道开挖和支护施工难度大，施工经验极少；其次，隧道改建施工包括衬砌结构的拆除和围岩的开挖，围岩受到多次挖掘施工扰动，其施工过程的衬砌结构受力复杂多变，施工安全风险较高，需要将原有的隧道内建筑拆除，并沿着隧道径向注浆加固，确保隧道施工过程中的安全性。

现有技术中，依次对隧道注浆，由于注浆方向是沿着隧道的径向方向，会有大量的混凝土沿着孔洞掉落，并且通过注料管道依次对孔洞注浆，同时需要等待混凝土稍微凝固后才能取出，致使注浆效果不佳，为此我们提出一种永临结合封闭墙施工装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种永临结合封闭墙施工装置，以解决现有技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种永临结合封闭墙施工装置，包括弧形的外壳体，所述外壳体外表面均匀开设有多个注料孔，所述外壳体内设置有滑动座，所述滑动座上开设有与注料孔相配合的通孔，所述滑动座底部设置有支撑杆，所述支撑杆底部设置有安装盘，所述安装盘上设置有气缸，所述气缸驱动端连接有注料管；

所述外壳体上设置有用于限定滑动座运动位置的限位机构，以及用于防止混凝土倒灌的闭合机构；

所述闭合机构包括外壳体位于注料孔处开设的滑槽，所述滑槽内设置有第一转动轴，所述第一转动轴外表面设置有与注料管贴合的橡胶轮，所述第一转动轴传动连接有第二转动轴，所述第二转动轴传动连接有转动杆,所述转动杆外表面设置有与滑槽滑动连接有滑动板，所述滑动板，所述滑动板与外壳体之间设置有多个第一弹簧。

优选的，所述外壳体内表面开设有轨道，所述滑动座外表面设置有多个用于滑动座与轨道滚动的电动滚轮。

优选的，所述注料管位于安装盘和滑动座的通孔位置，且注料管外表面与滑动座滑动连接。

优选的，所述限位机构包括限位座，所述限位座位于外壳体内，且限位座与外壳体滑动连接，所述限位座外表面设置有锥形块，所述限位座与外壳体之间设置有第二弹簧。

优选的，所述第二弹簧呈压缩设置。

优选的，所述第一转动轴与第二转动轴之间通过锥齿轮传动连接，所述第二转动轴与转动杆之间通过多个锥齿轮传动连接。

优选的，所述转动杆一端的外表面设置有与滑动板螺纹连接的螺纹，所述转动杆另一端的外表面呈光滑设置。

优选的，所述滑动板靠近注料管侧呈弧形设置，且弧形面与注料管外表面位置相配合。

优选的，所述滑动板上表面呈倾斜设置，且滑动板与锥形块位置相配合。

一种永临结合封闭墙施工装置的施工方法，所述施工方法包括以下步骤：

S1：将所述外壳体通过多个安装孔安装至隧道内壁，待后续注入混凝土；

S2：将混凝土供料管道与注料管底部连接，滑动座通过电动滚轮沿着轨道运动至限位机构处，随后启动气缸带动注料管伸出注料孔，注料管伸出带动橡胶轮转动，通过第二转动轴带动转动杆转动，使得滑动板与第二转动轴脱离螺纹连接，滑动板外表面与注料管外表面紧密贴合；

S3：随后注料管进入隧道事先开设的孔洞，注入混凝土，同时注料管随着注入混凝土逐步下降，至孔洞注入满后，注料管脱离注料孔；

S4：滑动板通过第一弹簧沿着滑槽滑动，使得滑动板运动至限位机构处，闭合注料孔；

S5：滑动板的倾斜面与锥形块贴合，带动限位座上升，从而解除对滑动座的限位，确保滑动座可运输至下一个注料孔位置工作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明采用外壳体安装至隧道内壁，通过滑动座沿着外壳体运动，实现依次对隧道的多个孔洞进行注浆，并且通过注料管伸入隧道开设的孔洞中，提升工作效率和注浆效果。

2.本发明通过设置有限位机构，通过限位机构限定滑动座的运动位置，确保管道可以直接与注料孔对位，提升注浆速度。

3.本发明设置有闭合机构，完成注浆后，闭合机构的滑动板直接堵塞注料孔，防止注入的混凝土掉落，保障混凝土的使用效果，同时在密封注料孔时开启限位机构，使得滑动座可运动至下一注料位置，提升装置使用便捷性。

附图说明

图1为本发明一种永临结合封闭墙施工装置的立体结构示意图；

图2为本发明一种永临结合封闭墙施工装置的仰视结构示意图；

图3为本发明一种永临结合封闭墙施工装置的局部结构示意图；

图4为本发明一种永临结合封闭墙施工装置外壳体的剖视结构示意图；

图5为本发明一种永临结合封闭墙施工装置注料管的剖视结构示意图；

图6为本发明一种永临结合封闭墙施工装置闭合机构的结构示意图；

图7为图5中A处放大图；

图8为图5中B处放大图。

图中：

1、外壳体；11、注料孔；12、轨道；2、滑动座；21、支撑杆；22、安装盘；23、气缸；24、注料管；3、第一转动轴；30、滑槽；31、橡胶轮；32、转动杆；33、滑动板；34、调节槽；35、第二转动轴；4、限位座；41、锥形块；42、第二弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施条例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种永临结合封闭墙施工装置，包括弧形的外壳体1，外壳体1外表面均匀开设有多个注料孔11，外壳体1内设置有滑动座2，滑动座2上开设有与注料孔11相配合的通孔，滑动座2底部设置有支撑杆21，支撑杆21底部设置有安装盘22，安装盘22上设置有气缸23，气缸23驱动端连接有注料管24，该为注料主体，通过混凝土供料管道与注料管24底部连接，注料管24伸入隧道开设的孔洞中，提升注浆效果，滑动座2沿着外壳体1移动，可依次对隧道的多个孔洞进行注浆，提升工作效率；

外壳体1上设置有用于限定滑动座2运动位置的限位机构，以及用于防止混凝土倒灌的闭合机构；

闭合机构包括外壳体1位于注料孔11处开设的滑槽30，滑槽30内设置有第一转动轴3，第一转动轴3外表面设置有与注料管24贴合的橡胶轮31，第一转动轴3传动连接有第二转动轴35，第二转动轴35传动连接有转动杆32,转动杆32外表面设置有与滑槽30滑动连接有滑动板33，滑动板33，滑动板33与外壳体1之间设置有多个第一弹簧，闭合机构的滑动板33直接堵塞注料孔11，防止注入的混凝土掉落，同时在密封注料孔时，滑动板33的倾斜面与锥形41块贴合，带动限位座4上升，从而解除对滑动座2的限位，使得滑动座2可运动至下一注料位置，提升装置使用便捷性。

外壳体1内表面开设有轨道12，滑动座2外表面设置有多个用于滑动座2与轨道12滚动的电动滚轮，外壳体1沿着隧道内部安装，即外壳体1通过多个安装孔安装至隧道内壁，轨道12用于限定滑动座2的运动轨迹，需要说明的是，为了确保外壳体1与隧道内部紧密贴合，防止混凝土掉落，为此在外壳体1和隧道之间设置有填充泡沫。

注料管24位于安装盘22和滑动座2的通孔位置，且注料管24外表面与滑动座2滑动连接，限定注料管24的运动轨迹，确保注料管24可以注入隧道的孔洞中。

限位机构包括限位座4，限位座4位于外壳体1内，且限位座4与外壳体1滑动连接，限位座4外表面设置有锥形块41，限位座4与外壳体1之间设置有第二弹簧42，第二弹簧42呈压缩设置，通过限位座4限定滑动座2的运动轨迹，确保滑动座2在每个注料孔11位置都进行注料工作，第二弹簧42用于限位座4的复位，确保设备可以二次使用。

第一转动轴3与第二转动轴35之间通过锥齿轮传动连接，第二转动轴35与转动杆32之间通过多个锥齿轮传动连接，转动杆32一端的外表面设置有与滑动板33螺纹连接的螺纹，转动杆32另一端的外表面呈光滑设置，滑动板33靠近注料管24侧呈弧形设置，且弧形面与注料管24外表面位置相配合；注料管24上升过程中会带动橡胶轮31转动，即第一转动轴3转动带动第二转动轴35转动，同时带动转动杆32转动，使得滑动板33与转动杆32螺纹传动，至滑动板33与转动杆32脱离螺纹传动后，第一弹簧推动滑动板33，使得滑动板33与注料管24外表面贴合，随后注料管24下降，并进入注料孔11内，使得滑动板33与注料管24脱离贴合，同时在第一弹簧的作用下，会使得滑动板33沿着滑槽30滑动。

滑动板33上表面呈倾斜设置，且滑动板33与锥形块41位置相配合，滑动板33端面与锥形块41接触，带动限位座4上升，从而解除对滑动座2的限位，确保滑动座2可运输至下一个注料孔11位置工作。

需要说明的是，滑动板33底部开设有与调节槽34，用于将滑动板33复位，其复位过程为，推动滑动板33，使得滑动板33与转动杆32螺纹状态，通过转动橡胶轮，确保滑动板33与转动杆32螺纹连接，起到滑动板33的复位。

本发明还提供一种如上的一种永临结合封闭墙施工装置的施工方法，施工方法包括以下步骤：

S1：将外壳体1通过多个安装孔安装至隧道内壁，待后续注入混凝土；

S2：将混凝土供料管道与注料管24底部连接，滑动座2通过电动滚轮沿着轨道12运动至限位机构处，随后启动气缸23带动注料管24伸出注料孔11，注料管24伸出带动橡胶轮31转动，通过第二转动轴35带动转动杆32转动，使得滑动板33与第二转动轴35脱离螺纹连接，滑动板33外表面与注料管24外表面紧密贴合；

S3：随后注料管24进入隧道事先开设的孔洞，注入混凝土，同时注料管24随着注入混凝土逐步下降，至孔洞注入满后，注料管24脱离注料孔11；

S4：滑动板33通过第一弹簧沿着滑槽30滑动，使得滑动板33运动至限位机构处，闭合注料孔11；

S5：滑动板33的倾斜面与锥形块41贴合，带动限位座4上升，从而解除对滑动座2的限位，确保滑动座2可运输至下一个注料孔11位置工作。

本装置的使用方法及工作原理：外壳体1通过多个安装孔安装至隧道内壁，为了确保外壳体1与隧道内部紧密贴合，防止混凝土掉落，为此在外壳体1和隧道之间设置有填充泡沫，完成安装后，将混凝土供料管道与注料管24底部连接，滑动座2通过电动滚轮沿着轨道12运动至限位机构处；

启动气缸23带动注料管24伸出注料孔11，注料管24伸出带动橡胶轮31转动，通过第二转动轴35带动转动杆32转动，使得滑动板33与第二转动轴35脱离螺纹连接，第一弹簧推动滑动板33，使得滑动板33与注料管24外表面贴合，随后注料管24进入隧道事先开设的孔洞，注入混凝土，同时注料管24随着注入混凝土逐步下降，至孔洞注入满后，注料管24脱离注料孔11，使得滑动板33与注料管24脱离贴合，同时在第一弹簧的作用下，会使得滑动板33沿着滑槽30滑动，滑动板33端面与锥形块41接触，带动限位座4上升，从而解除对滑动座2的限位，确保滑动座2可运输至下一个注料孔11位置工作，无需进行注料管的更换，以及可以依次进行多个径向孔洞的注浆工作，提升工作效率。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。