一种用于隧道内开挖面支护装置及支护方法

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种用于隧道内开挖面支护装置及支护方法。

背景技术

隧道施工一般指新奥法是充分利用围岩的自承能力和开挖面的空间约束作用，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，对围岩进行加固，约束围岩的松弛和变形，并通过对围岩和支护的量测、监控，指导地下工程的设计施工，随着隧道工程的不断发展，大跨度隧道越来越多，大断面隧道一次性开挖会造成工作面曝露时间过长，荷载释放较快等问题而引起围岩不稳定，加大了隧道施工风险，因此隧道分块开挖的思想逐渐盛行，在围岩较差的地质条件下，越来越多的大跨隧道施工采用三台阶开挖法施工。

但是现有的隧道开挖过程中，为了提高安全性需要支撑防护，通常采用由钢拱架这种支护结构，因此在实际使用中无法对支撑的角度进行调节，无法适应与不同大小的隧道，为解决上述问题，我们提出一种用于隧道内开挖面支护装置及支护方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于隧道内开挖面支护装置及支护方法，解决背景技术中提出的问题。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种用于隧道内开挖面支护装置，包括：居中块，所述居中块的左右两侧分别设置有侧块，所述居中块的顶面开设有第一顶槽，所述侧块的顶面开设有第二顶槽，所述第一顶槽的内部固定安装有第一气缸；调节组件，所述支撑组件设置在所述第二顶槽的内部，用于调节支撑角度；支撑组件，所述支撑组件设置在所述居中块的顶面，用于支撑隧道。

通过采用上述技术方案，通过设置调节组件，用于支撑的角度进行调节，以适应与不同大小的隧道。

优选地，所述调节组件包括：调节框，所述调节框设置在所述第二顶槽的内部，所述调节框的内部固定安装有第二气缸，所述第二顶槽的内部左右两侧分别开设有侧孔，所述侧孔的内部固定套接有轴承，所述调节框的左右两侧分别固定安装有侧轴，所述侧轴与轴承的内环内圆壁面固定套接在一起。

通过采用上述技术方案，通过设置侧轴，在使用时可通过侧轴与轴承的套接，以达到在第二顶槽内调节第二气缸角度的效果，以辅助后续对支撑的角度进行调节。

优选地，所述调节组件还包括：调节孔，所述调节孔开设在所述第二顶槽的内部一侧，所述调节孔的内部活动卡接有螺纹柱，所述螺纹柱与所述调节框固定套接在一起，所述螺纹柱的外圆壁面螺纹连接有限位螺母。

通过采用上述技术方案，通过设置螺纹柱，在使用时可通过限位螺母与螺纹柱的螺纹连接，以限位调节框在第二顶槽内的位置，对其后续支撑角度进行锁定。

优选地，两个所述侧块相邻的两侧分别固定安装有两个连接柱，所述居中块的左右两侧分别开设有侧槽，所述居中块的顶面开设有若干个顶孔，所述顶孔与相邻的所述侧槽相连通。

通过采用上述技术方案，通过设置侧槽，用于连接套接连接柱，以对两个侧块进行组合安装。

优选地，所述顶孔的内部固定套接有螺纹环，所述螺纹环的内部螺纹连接有丝杆，所述连接柱的外圆壁面开设有限位槽，所述连接柱与所述侧槽活动套接在一起，所述丝杆穿过所述螺纹环与所述限位槽活动套接在一起。

通过采用上述技术方案，通过设置丝杆，当侧槽套接连接柱后，此时可通过转动丝杆，配合螺纹环使丝杆下移插入限位槽的内部，此时即可达到连接安装侧块的效果，反之便于工作人员对该装置进行拆卸。

优选地，所述支撑组件包括：三个连接板，三个所述连接板均设置在所述居中块的顶面，三个所述连接板分别与所述第一气缸和所述第二气缸的输出轴固定连接在一起，所述连接板的顶面设置有顶板，所述顶板的顶面固定安装有支撑垫。

通过采用上述技术方案，通过设置支撑垫，在使用时可通过开启第一气缸和第二气缸推动支撑垫贴合隧道内壁以进行支撑。

优选地，所述支撑组件还包括：若干个支撑柱，若干个所述支撑柱均固定安装在所述顶板的底面，所述连接板的顶面开设有若干个连接孔，所述连接孔与所述支撑柱活动套接在一起，所述顶板的底面固定安装有若干个弹簧，所述弹簧与相邻的所述支撑柱活动套接在一起。

通过采用上述技术方案，通过设置弹簧，当支撑垫贴合隧道内壁进行支撑后，此时的弹簧会收缩，使顶板挤压支撑柱由连接孔穿出，以增加对支撑力的缓冲。

优选地，两个所述侧块相远离的两侧分别固定安装有支撑框，所述支撑框的顶面开设有仪器孔，所述仪器孔的内部固定安装有第三气缸，所述第三气缸的输出轴固定安装有移动轮，所述支撑框的底面开设有底孔，所述丝杆的顶面固定安装有转动杆。

通过采用上述技术方案，通过设置移动轮，在使用时可通过开启第三气缸推动移动轮穿过底孔贴合地面装置撑起该装置，此时工作人员可配合移动轮实现对该装置的移动，增加实用性。

一种用于隧道内开挖面支护装置及支护方法，其方法为：

A.将连接柱与侧槽套接，再转动丝杆，配合螺纹环使丝杆下移插入限位槽的内部，以连接安装侧块，再通过开启第三气缸推动移动轮穿过底孔贴合地面装置撑起该装置，此时工作人员可配合移动轮移动至待支撑的地点；

B.通过侧轴与轴承的套接，以调节第二顶槽内第二气缸位置，通过限位螺母与螺纹柱的螺纹连接，实现限位调节框在第二顶槽内的角度，以适应与不同大小的隧道；

C.可通过开启第一气缸和第二气缸推动支撑垫贴合隧道内壁以进行支撑，当支撑垫贴合隧道内壁进行支撑后，此时的弹簧会收缩，使顶板挤压支撑柱由连接孔穿出，以增加对支撑力的缓冲。

综上所述，本发明主要具有以下有益效果：

通过设置调节组件，用于支撑的角度进行调节，以适应与不同大小的隧道，通过设置侧轴，在使用时可通过侧轴与轴承的套接，以达到在第二顶槽内调节第二气缸角度的效果，以辅助后续对支撑的角度进行调节。

通过设置螺纹柱，在使用时可通过限位螺母与螺纹柱的螺纹连接，以限位调节框在第二顶槽内的位置，对其后续支撑角度进行锁定，通过设置侧槽，用于连接套接连接柱，以对两个侧块进行组合安装。

通过设置丝杆，当侧槽套接连接柱后，此时可通过转动丝杆，配合螺纹环使丝杆下移插入限位槽的内部，此时即可达到连接安装侧块的效果，反之便于工作人员对该装置进行拆卸，通过设置支撑垫，在使用时可通过开启第一气缸和第二气缸推动支撑垫贴合隧道内壁以进行支撑。

通过设置弹簧，当支撑垫贴合隧道内壁进行支撑后，此时的弹簧会收缩，使顶板挤压支撑柱由连接孔穿出，以增加对支撑力的缓冲，通过设置移动轮，在使用时可通过开启第三气缸推动移动轮穿过底孔贴合地面装置撑起该装置，此时工作人员可配合移动轮实现对该装置的移动，增加实用性。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明的侧块结构示意图；

图3是本发明的调节框结构示意图；

图4是本发明的侧槽结构示意图；

图5是本发明的连接板结构示意图；

图6是本发明的支撑框结构示意图。

附图标记：1、居中块；2、侧块；3、第一顶槽；4、第二顶槽；5、第一气缸；6、调节框；7、第二气缸；8、侧孔；9、侧轴；10、调节孔；11、螺纹柱；12、限位螺母；13、连接柱；14、侧槽；15、顶孔；16、螺纹环；17、丝杆；18、限位槽；19、连接板；20、顶板；21、支撑垫；22、支撑柱；23、连接孔；24、弹簧；25、支撑框；26、仪器孔；27、第三气缸；28、移动轮；29、底孔；30、转动杆。

具体实施方式

为了使得本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。

以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的保护范围。实施例中的条件可以根据具体条件做进一步的调整，在本发明的构思前提下对本发明的方法简单改进都属于本发明要求保护的范围。

参考图1-图6，一种用于隧道内开挖面支护装置，包括：居中块1，所述居中块1的左右两侧分别设置有侧块2，居中块1的顶面开设有第一顶槽3，侧块2的顶面开设有第二顶槽4，第一顶槽3的内部固定安装有第一气缸5，支撑组件设置在第二顶槽4的内部设置有调节组件，用于调节支撑角度；居中块1的顶面设置有支撑组件，用于支撑隧道，通过设置调节组件，用于支撑的角度进行调节，以适应与不同大小的隧道，调节组件包括：调节框6，调节框6设置在第二顶槽4的内部，调节框6的内部固定安装有第二气缸7，第二顶槽4的内部左右两侧分别开设有侧孔8，侧孔8的内部固定套接有轴承，调节框6的左右两侧分别固定安装有侧轴9，侧轴9与轴承的内环内圆壁面固定套接在一起，通过设置侧轴9，在使用时可通过侧轴9与轴承的套接，以达到在第二顶槽4内调节第二气缸7角度的效果，以辅助后续对支撑的角度进行调节。

参考图1-图6，所述调节组件还包括：调节孔10，调节孔10开设在第二顶槽4的内部一侧，调节孔10的内部活动卡接有螺纹柱11，螺纹柱11与调节框6固定套接在一起，螺纹柱11的外圆壁面螺纹连接有限位螺母12，通过设置螺纹柱11，在使用时可通过限位螺母12与螺纹柱11的螺纹连接，以限位调节框6在第二顶槽4内的位置，对其后续支撑角度进行锁定，两个侧块2相邻的两侧分别固定安装有两个连接柱13，居中块1的左右两侧分别开设有侧槽14，居中块1的顶面开设有若干个顶孔15，顶孔15与相邻的侧槽14相连通，通过设置侧槽14，用于连接套接连接柱13，以对两个侧块2进行组合安装。

参考图1-图6，所述顶孔15的内部固定套接有螺纹环16，螺纹环16的内部螺纹连接有丝杆17，连接柱13的外圆壁面开设有限位槽18，连接柱13与侧槽14活动套接在一起，丝杆17穿过螺纹环16与限位槽18活动套接在一起，通过设置丝杆17，当侧槽14套接连接柱13后，此时可通过转动丝杆17，配合螺纹环16使丝杆17下移插入限位槽18的内部，此时即可达到连接安装侧块2的效果，反之便于工作人员对该装置进行拆卸，支撑组件包括：三个连接板19，三个连接板19均设置在居中块1的顶面，三个连接板19分别与第一气缸5和第二气缸7的输出轴固定连接在一起，连接板19的顶面设置有顶板20，顶板20的顶面固定安装有支撑垫21，通过设置支撑垫21，在使用时可通过开启第一气缸5和第二气缸7推动支撑垫21贴合隧道内壁以进行支撑。

参考图1-图6，所述支撑组件还包括：若干个支撑柱22，若干个支撑柱22均固定安装在顶板20的底面，连接板19的顶面开设有若干个连接孔23，连接孔23与支撑柱22活动套接在一起，顶板20的底面固定安装有若干个弹簧24，弹簧24与相邻的支撑柱22活动套接在一起，通过设置弹簧24，当支撑垫21贴合隧道内壁进行支撑后，此时的弹簧24会收缩，使顶板20挤压支撑柱22由连接孔23穿出，以增加对支撑力的缓冲，两个侧块2相远离的两侧分别固定安装有支撑框25，支撑框25的顶面开设有仪器孔26，仪器孔26的内部固定安装有第三气缸27，第三气缸27的输出轴固定安装有移动轮28，支撑框25的底面开设有底孔29，丝杆17的顶面固定安装有转动杆30，通过设置移动轮28，在使用时可通过开启第三气缸27推动移动轮28穿过底孔29贴合地面装置撑起该装置，此时工作人员可配合移动轮28实现对该装置的移动，增加实用性。

一种用于隧道内开挖面支护装置及支护方法，其方法为：

A.将连接柱13与侧槽14套接，再转动丝杆17，配合螺纹环16使丝杆17下移插入限位槽18的内部，以连接安装侧块2，再通过开启第三气缸27推动移动轮28穿过底孔29贴合地面装置撑起该装置，此时工作人员可配合移动轮28移动至待支撑的地点；

B.通过侧轴9与轴承的套接，以调节第二顶槽4内第二气缸7位置，通过限位螺母12与螺纹柱11的螺纹连接，实现限位调节框6在第二顶槽4内的角度，以适应与不同大小的隧道；

C.可通过开启第一气缸5和第二气缸7推动支撑垫21贴合隧道内壁以进行支撑，当支撑垫21贴合隧道内壁进行支撑后，此时的弹簧24会收缩，使顶板20挤压支撑柱22由连接孔23穿出，以增加对支撑力的缓冲。

工作原理：请参考图1-图6所示，在使用时可先将连接柱13与侧槽14套接，再转动丝杆17，配合螺纹环16使丝杆17下移插入限位槽18的内部，以连接安装侧块2，再通过开启第三气缸27推动移动轮28穿过底孔29贴合地面装置撑起该装置，此时工作人员可配合移动轮28移动至待支撑的地点，再通过侧轴9与轴承的套接，以调节第二顶槽4内第二气缸7位置，通过限位螺母12与螺纹柱11的螺纹连接，实现限位调节框6在第二顶槽4内的角度，以适应与不同大小的隧道，最后可通过开启第一气缸5和第二气缸7推动支撑垫21贴合隧道内壁以进行支撑，当支撑垫21贴合隧道内壁进行支撑后，此时的弹簧24会收缩，使顶板20挤压支撑柱22由连接孔23穿出，以增加对支撑力的缓冲。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解，除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义，本发明中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件，“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，还可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。