一种软弱围岩隧道掘进施工设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种软弱围岩隧道掘进施工设备，包括支撑底板、行走轮、卡板安装装置、扣板安装装置和下料装置,所述的支撑底板上设置有方槽，支撑底板的底部上对称安装有行走轮，支撑底板上方槽的右侧分布有卡板安装装置，支撑底板上方槽的左侧分布有扣板安装装置，且卡板安装装置与扣板安装装置均安装在支撑底板上，扣板安装装置上安装有下料装置。本实用新型专利技术可以解决现有管棚法施工U型钢与支撑钢连接时存在的扣板与卡板需要人工进行拿取、无法自动对卡板与扣板进行定位放置、无法控制螺母进行定位放置、螺母在拿取时容易掉落、螺栓无法自动控制定位安装、螺栓螺母安装时会出现定位有偏差等难题。

【技术实现步骤摘要】
一种软弱围岩隧道掘进施工设备
本技术涉及隧道施工
，特别涉及一种软弱围岩隧道掘进施工设备。
技术介绍
管棚法施工或称伞拱法，是地下结构工程浅埋暗挖时的超前支护结构，其实质是在拟开挖的地下隧道或结构工程的衬砌拱圈隐埋弧线上，预先钻孔并安设惯性力矩较大的钢管，起临时超前支护作用，防止土层坍塌和地表下沉，以保证掘进与后续工艺安全运作；管棚超前支护法是近年发展起来的一种在软弱围岩中进行隧道掘进的新技术，管棚法最早是作为隧道施工的一种辅助方法，在软岩隧道施工中穿越破碎带、松散带、软弱地层，涌水、涌砂层发挥了重要作用，由于预埋超前管棚做顶板及侧壁支撑为后续的隧道开挖奠定了坚实的基础，且施工快、安全性高、工期短.被认为是软弱围岩隧道掘进施工中解决冒顶的最有效最合理的施工方法。管棚法施工前首先需要在钻孔区域的外部搭设钢结构支架，钢结构支架对钻孔起到定位与支撑的作用，钢结构搭设时，首先再外部埋下三组支撑钢，支撑钢的底部固定到地基中进行加固，在每组的两根支撑钢之间搭设U型钢，支撑钢与U型钢之间通过卡板与扣板进行固定连接，卡板与扣板之间利用螺栓与螺母进行固定，U型钢一般利用吊车进行移动与定位，卡板与扣板基本通过人工的方式安装；如图1所示，U型钢的顶部为弧形结构，底部与支撑钢的连接部分为竖直状，这种工作方式存在的问题如下，人工安装卡板与扣板时需要先搭设脚手架，人工在脚手架上对其进行安装，产生劳动量非常大，无法自动对卡板与扣板进行定位放置，无法控制螺母进行定位放置，螺母在拿取时容易掉落，螺栓无法自动控制定位安装，螺栓螺母安装时会出现定位有偏差造成螺栓螺母安装困难。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提供了一种软弱围岩隧道掘进施工设备，可以解决现有管棚法施工U型钢与支撑钢连接时存在的劳动量大、扣板与卡板需要人工进行拿取、无法自动对卡板与扣板进行定位放置、无法控制螺母进行定位放置、螺母在拿取时容易掉落、螺栓无法自动控制定位安装、螺栓螺母安装时会出现定位有偏差造成螺栓螺母安装困难等难题；可以实现管棚法施工中螺栓自动下料、扣板与卡板自动进行定位、通过螺栓与螺母配合将扣板与卡板进行固定的功能，具有劳动量小、扣板与卡板自动进行推送、自动对卡板与扣板进行定位放置、自动控制螺母进行定位放置、螺母在定位时不会掉落、螺栓自动控制定位安装、螺栓螺母安装时不会出现定位偏差等优点。为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案，一种软弱围岩隧道掘进施工设备，包括支撑底板、行走轮、卡板安装装置、扣板安装装置和下料装置,所述的支撑底板上设置有方槽，支撑底板的底部上对称安装有行走轮，行走轮为万向轮，通过行走轮的移动可以调节本技术的位置，支撑底板上方槽的右侧分布有卡板安装装置，支撑底板上方槽的左侧分布有扣板安装装置，且卡板安装装置与扣板安装装置均安装在支撑底板上，扣板安装装置上安装有下料装置。所述的卡板安装装置包括卡板框、卡板框支柱、卡板、卡板弹簧、两个卡板伸缩杆、卡板推送体、螺母推送机构、两个卡板推送机构、卡板支板和卡板推杆，卡板支板通过卡板推杆安装在支撑底板的顶部上，卡板支板的左端中部设置有圆弧形槽，卡板支板的圆弧形槽的位置与支撑钢的位置相对应，卡板框通过卡板框支柱安装在卡板支板的顶部上，卡板框的左端对称设置有两个卡位槽，卡板的数量为五，卡板上的前后两端均设置有一个圆孔，且卡板上两个圆孔的位置相对称，卡板上的圆孔为安装孔，卡板框内均匀放置有四个卡板，剩余一个卡板位于两个卡板推送机构内，两个卡板推送机构的位置相对称，且两个卡板推送机构的位置与卡板框上两个卡位槽的位置一一对应，卡板推送机构安装在卡板支板的顶部上，卡板框的右侧内壁上对称安装有两个卡板伸缩杆，卡板伸缩杆为压缩伸缩杆，具有伸展力，每个卡板伸缩杆的顶部上均安装有一个卡板推送体，每个卡板伸缩杆的外侧均分布有一个卡板弹簧，卡板弹簧安装在卡板框与卡板推送体之间，卡板弹簧为压缩弹簧，螺母推送机构安装在卡板支板的右端顶部上,具体工作时，卡板推杆的伸缩运动可以调节卡板安装装置的高度，卡板弹簧与卡板伸缩杆相配合的回复力，可以使得卡板框内的卡板具有向左移动的动力。作为本技术的一种优选技术方案，所述的螺母推送机构包括螺母电动滑块、螺母连接柱、螺母滑板、推送推杆、推送连接柱和推送支链，螺母电动滑块安装在卡板支板的右侧顶部上，螺母电动滑块的顶部上安装有螺母连接柱，螺母滑板安装在螺母连接柱的顶部上，螺母滑板的左端底面上设置有滑槽，推送推杆的底部与螺母连接柱的上端左侧面相连接，推送推杆的顶部上安装有推送连接柱，推送连接柱的左端上安装有推送支链；所述的推送支链包括螺母套筒、螺母推杆、支撑滑杆、电磁铁块、定位杆、卡位推杆、卡位伸缩柱和卡位板，螺母套筒的右端安装在推送连接柱上，螺母套筒中部设置有六角形通孔，螺母套筒的左侧下端设置有卡位槽，螺母套筒内均匀放置有螺母，螺母套筒的顶部上安装有支撑滑杆，支撑滑杆的顶部为滑块结构，支撑滑杆的滑块结构与螺母滑板上设置的滑槽相配合连接，螺母推杆的底部与推送连接柱相连接，螺母推杆的顶部上安装有电磁铁块，定位杆的右端与电磁铁块左端相连接，定位杆穿过螺母套筒内放置的螺母上的螺纹孔，卡位推杆安装在螺母套筒的下端中部上，卡位推杆的顶部上安装有卡位伸缩柱，卡位板安装在卡位伸缩柱的顶部上，卡位板位于螺母套筒上设置的卡位槽内，且卡位板的顶部为尖状结构，具体工作时，螺母推送机构能够将螺母套筒内的螺母抵在卡板的右侧面上，并对螺母提供旋转支撑力，螺母电动滑块能够控制螺母推送机构的位置，使得螺母的位置与卡板上圆孔的位置相对应，推送推杆能够控制推送支链的左端贴住卡板的右端，支撑滑杆可以在螺母滑板上设置的滑槽内滑动对推送支链提供支撑力，螺母推杆可以将螺母套筒内的螺母推到螺母套筒的左端，从而最左端的螺母可以贴住卡板，此时定位杆穿过螺母上的螺栓孔与卡板上的圆孔，定位杆对螺母起到位置矫正的作用，防止螺母定位不准确导致螺母无法安装，电磁铁块通电可以吸住螺母套筒内的螺母，防止螺母在移动过程中从螺母套筒内掉落，卡位板能够对螺母套筒内最左端的螺母进行定位隔离，防止多个螺母同时安装到一个螺栓上，卡位推杆可以调节卡位板的位置，卡位伸缩柱可以调节卡位板的高度，使得卡位板贴住最左侧螺母的右端面上，控制电磁铁块向右移动，从而最左侧的螺母与其它的螺母分离开来，同时定位杆也向右移动，使得定位杆与最左端的螺母相分离，可以防止定位杆阻碍螺母的安装动作。作为本技术的一种优选技术方案，所述的卡板推送机构包括卡板卡位体、卡板伸缩板、卡板移动推杆和卡板电动滑块，卡板卡位体的上端为U型结构，卡板伸缩板的底部上安装有卡板伸缩板，卡板伸缩板的下端面与卡板移动推杆的顶部相连接，卡板移动推杆的底部安装在卡板电动滑块上，卡板电动滑块与卡板支板的左端顶部相连接，具体工作时，卡板推送机构能够控制卡板框内的卡板移动到合适的安装位置，当卡板需要安装时，首先伸长卡板移动推杆使得卡板卡位体向上移动，卡板卡位体的结构与卡板的结构相配合，且卡板卡位体的总宽度小于卡板的总宽度，从而可以防止卡板堆积过紧产生卡板无法推出的现象，由于卡板框与U型钢之间有一定间距，从而卡板电动滑块可以控制卡板贴住U型钢，增加本技术对U型钢的固定效果。作为本技术的一种优本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种软弱围岩隧道掘进施工设备，包括支撑底板(1)、行走轮(2)、卡板安装装置(3)、扣板安装装置(4)和下料装置(5),其特征在于：所述的支撑底板(1)上设置有方槽，支撑底板(1)的底部上对称安装有行走轮(2)，支撑底板(1)上方槽的右侧分布有卡板安装装置(3)，支撑底板(1)上方槽的左侧分布有扣板安装装置(4)，且卡板安装装置(3)与扣板安装装置(4)均安装在支撑底板(1)上，扣板安装装置(4)上安装有下料装置(5)；其中：所述的卡板安装装置(3)包括卡板框(31)、卡板框支柱(32)、卡板(33)、卡板弹簧(34)、两个卡板伸缩杆(35)、卡板推送体(36)、螺母推送机构(37)、两个卡板推送机构(38)、卡板支板(39)和卡板推杆(310)，卡板支板(39)通过卡板推杆(310)安装在支撑底板(1)的顶部上，卡板框(31)通过卡板框支柱(32)安装在卡板支板(39)的顶部上，卡板框(31)的左端对称设置有两个卡位槽，卡板(33)的数量为五，卡板(33)上的前后两端均设置有一个圆孔，且卡板(33)上两个圆孔的位置相对称，卡板框(31)内均匀放置有四个卡板(33)，剩余一个卡板(33)位于两个卡板推送机构(38)内，两个卡板推送机构(38)的位置相对称，且两个卡板推送机构(38)的位置与卡板框(31)上两个卡位槽的位置一一对应，卡板推送机构(38)安装在卡板支板(39)的顶部上，卡板框(31)的右侧内壁上对称安装有两个卡板伸缩杆(35)，每个卡板伸缩杆(35)的顶部上均安装有一个卡板推送体(36)，每个卡板伸缩杆(35)的外侧均分布有一个卡板弹簧(34)，卡板弹簧(34)安装在卡板框(31)与卡板推送体(36)之间，螺母推送机构(37)安装在卡板支板(39)的右端顶部上。...

【技术特征摘要】
1.一种软弱围岩隧道掘进施工设备，包括支撑底板(1)、行走轮(2)、卡板安装装置(3)、扣板安装装置(4)和下料装置(5),其特征在于：所述的支撑底板(1)上设置有方槽，支撑底板(1)的底部上对称安装有行走轮(2)，支撑底板(1)上方槽的右侧分布有卡板安装装置(3)，支撑底板(1)上方槽的左侧分布有扣板安装装置(4)，且卡板安装装置(3)与扣板安装装置(4)均安装在支撑底板(1)上，扣板安装装置(4)上安装有下料装置(5)；其中：所述的卡板安装装置(3)包括卡板框(31)、卡板框支柱(32)、卡板(33)、卡板弹簧(34)、两个卡板伸缩杆(35)、卡板推送体(36)、螺母推送机构(37)、两个卡板推送机构(38)、卡板支板(39)和卡板推杆(310)，卡板支板(39)通过卡板推杆(310)安装在支撑底板(1)的顶部上，卡板框(31)通过卡板框支柱(32)安装在卡板支板(39)的顶部上，卡板框(31)的左端对称设置有两个卡位槽，卡板(33)的数量为五，卡板(33)上的前后两端均设置有一个圆孔，且卡板(33)上两个圆孔的位置相对称，卡板框(31)内均匀放置有四个卡板(33)，剩余一个卡板(33)位于两个卡板推送机构(38)内，两个卡板推送机构(38)的位置相对称，且两个卡板推送机构(38)的位置与卡板框(31)上两个卡位槽的位置一一对应，卡板推送机构(38)安装在卡板支板(39)的顶部上，卡板框(31)的右侧内壁上对称安装有两个卡板伸缩杆(35)，每个卡板伸缩杆(35)的顶部上均安装有一个卡板推送体(36)，每个卡板伸缩杆(35)的外侧均分布有一个卡板弹簧(34)，卡板弹簧(34)安装在卡板框(31)与卡板推送体(36)之间，螺母推送机构(37)安装在卡板支板(39)的右端顶部上。2.根据权利要求1所述的一种软弱围岩隧道掘进施工设备，其特征在于：所述的扣板安装装置(4)包括扣板框(41)、扣板框支柱(42)、扣板(43)、扣板弹簧(44)、两个扣板伸缩柱(45)、扣板推送体(46)、两个扣板推送机构(47)、扣板支板(48)和扣板推杆(49)，扣板支板(48)通过扣板推杆(49)安装在支撑底板(1)的顶部上，扣板支板(48)的右端中部设置有圆弧形槽，且扣板支板(48)上圆弧形槽的位置与卡板支板(39)上圆弧形槽的位置相对应，扣板框(41)通过扣板框支柱(42)安装在扣板支板(48)的顶部上，扣板框(41)的右端上对称设置有两个卡位槽，扣板框(41)的右端中部上设置有支撑块，扣板(43)的前后两端上均设置有一个圆孔，扣板(43)的数量为五，扣板框(41)内均匀放置有四个扣板(43)，剩余一个扣板(43)位于两个扣板推送机构(47)内，两个扣板推送机构(47)的位置相对称，且两个扣板推送机构(47)的位置与扣板框(41)上两个卡位槽的位置一一对应，扣板推送机构(47)安装在扣板支板(48)上，扣板框(41)的左侧内壁上对称安装有两个扣板伸缩柱(45)，每个扣板伸缩柱(45)的顶部上均安装有一个扣板推送体(46)，每个扣板伸缩柱(45)的外侧均设置有一个扣板弹簧(44)，扣板弹簧(44)安装在扣板框(41)与扣板推送体(46)之间。3.根据权利要求1所述的一种软弱围岩隧道掘进施工设备，其特征在于：所述的下料装置(5)包括下料电动滑块(51)、下料连接柱(52)、下料支撑板(53)、传送机构(54)、下料机构(55)、归位机构(56)和旋转机构(57)，下料电动滑块(51)安装在扣板支板(48)的顶部上，下料支撑板(53)通过下料连接柱(52)安装在下料电动滑块(51)上，下料支撑板(53)的上端前侧上安装有下料机构(55)，下料支撑板(53)的上端后侧上安装有传送机构(54)，归位机构(56)安装在下料支撑板(53)的下方右侧面上，旋转机构(57)位于归位机构(56)内，旋转机构(57)与下料支撑板(53)的下方右侧面相连接。4.根据权利要求1所述的一种软弱围岩隧道掘进施工设备，其特征在于：所述的螺母推送机构(37)包括螺母电动滑块(371)、螺母连接柱(372)、螺母滑板(373)、推送推杆(374)、推送连接柱(375)和推送支链(376)，螺母电动滑块(371)安装在卡板支板(39)的右侧顶部上，螺母电动滑块(371)的顶部上安装有螺母连接柱(372)，螺母滑板(373)安装在螺母连接柱(372)的顶部上，螺母滑板(373)的左端底面上设置有滑槽，推送推杆(374)的底部与螺母连接柱(372)的上端左侧面相连接，推送推杆(374)的顶部上安装有推送连接柱(375)，推送连接柱(375)的左端上安装有推送支链(376)。5.根据权利要求1所述的一种软弱围岩隧道掘进施工设备，其特征在于：所述的卡板推送机构(38)包括卡板卡位体(381)、卡板伸缩板(382)、卡板移动推杆(383)和卡板电动滑块(384)，卡板卡位体(381)的上端为U型结构，卡板伸缩板(382)的底部上安装有卡板伸缩板(382)，卡板伸缩板(382)的下端面与卡板移动推杆(383)的顶部相连接，卡板移动推杆(383)的底部安装在卡板电动滑块(384)上，卡板电动滑块(384)与卡板支板(39)的左端顶部相连接。6.根据权利要求2所述的一种软弱围岩隧道掘进施工设备，其特征在于：所述的扣板推送机构(47)包括扣板卡位体(471)、扣板伸缩板(472)、扣板移动推杆(473)和扣板电动滑块(474)，扣板卡位体(471)的上端为U型结构，扣板卡位体(471)的底部上安装有扣板伸缩板(472...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫西英，
申请(专利权)人：四川钻神智能机械制造有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51