一种用于松散砂卵石地质隧道施工的主动应力消除装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于松散砂卵石地质隧道施工的主动应力消除装置，涉及隧道施工技术领域。该用于松散砂卵石地质隧道施工的主动应力消除装置，包括消力拱架，所述消力拱架的两端分别焊接有两个定位脚的上表面，消力拱架上开设有以消力拱架圆心为中心圆周排布的衔接口，且消力拱架上开设有锚孔，所述消力拱架的内部开设有空腔，消力拱架外侧面的中部开设有十三个与空腔连通的导出孔，消力拱架背面和正面对应导出孔的位置均开设有与空腔连通的斜孔。该用于松散砂卵石地质隧道施工的主动应力消除装置，利用气动挤压机构内的异形传动囊能够推动挤压杆和喷射机构，实现对隧道内壁的快速有效的支撑，快速消减应力对隧道内壁结构的影响。

An active stress relief device for loose sand gravel Geological Tunnel Construction

The invention discloses an active stress eliminating device for the construction of loose sandy gravel geological tunnel, which relates to the field of tunnel construction technology. The active stress eliminating device used for the construction of loose sand and pebble geological tunnel comprises a stilling arch frame. The two ends of the stilling arch frame are welded with the upper surfaces of two positioning feet respectively. The stilling arch frame is provided with an interface arranged circularly around the center of the stilling arch frame, and an anchor hole is arranged on the stilling arch frame. A cavity is arranged inside the frame, and thirteen outlet holes connected with the cavity are arranged in the middle of the outer side of the stilling arch frame, and oblique holes connected with the cavity are arranged at the positions corresponding to the outlet holes on the back and the front of the stilling arch frame. The active stress eliminating device used in loose sand and pebble geological tunnel construction can push the extrusion rod and spraying mechanism by using the special-shaped transmission bag in the pneumatic extrusion mechanism, realize the fast and effective support to the tunnel inner wall, and quickly reduce the influence of stress on the tunnel inner wall structure.

【技术实现步骤摘要】
一种用于松散砂卵石地质隧道施工的主动应力消除装置
本专利技术涉及隧道施工
，具体为一种用于松散砂卵石地质隧道施工的主动应力消除装置。
技术介绍
不同地域开挖隧道会遇到各种各样的地形，有些地形有利于隧道的施工，有些地形则会给隧道的施工带来巨大的困难，如松散砂卵石地质的隧道施工，由于地质松散，隧道掘进呈孔后，隧道壁上的松散砂卵石承受着巨大的应力，隧道极易出现松散变形、坍塌的情况威胁工作人员安全。中国专利(授权公开号CN204591296U)公开了一种隧道支撑结构，其利用架体与液压支撑装置使其能够为隧道提供稳定的均匀的支撑；又如中国专利(授权公开号CN206111211U)公开了一种用于防止侧开口圆形隧道变形的正多边形预应力支架，利用正多边形结构的稳定性为隧道提供支撑，缓解应力对隧道带来的伤害。由于松散砂卵石结构松散的特性，相比与其他地形，松散砂卵石地质开孔后，隧道内壁更易出现大量坑洼，传统支撑装置无法快速实现有效的支撑，所以急需一种用于松散砂卵石地质隧道施工的主动应力消除装置。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种用于松散砂卵石地质隧道施工的主动应力消除装置，具有快速为隧道提供支撑，降低松散砂卵石地质隧道坍塌的风险，能够有效降低工时的优点。(二)技术方案为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种用于松散砂卵石地质隧道施工的主动应力消除装置，包括消力拱架，所述消力拱架的两端分别焊接有两个定位脚的上表面，消力拱架上开设有以消力拱架圆心为中心圆周排布的衔接口，且消力拱架上开设有锚孔，所述消力拱架的内部开设有空腔，消力拱架外侧面的中部开设有十三个与空腔连通的导出孔，消力拱架背面和正面对应导出孔的位置均开设有与空腔连通的斜孔，所述空腔的内部且对应斜孔的位置设置有气动挤压机构，所述消力拱架外侧面对应导出孔的位置设置有喷射机构。优选的，所述气动挤压机构由与空腔形状契合的异形传动囊、两个斜孔内均插接有的挤压杆、挤压杆远离异形传动囊一端设置有密封机构，斜孔的上侧壁且靠近其开口处开设的五个齿槽、挤压杆上侧壁靠近异形传动囊一侧开设的矩形槽、矩形槽底壁粘接的U形弹片，U形弹片远离矩形槽底壁的一端粘接的卡齿组成，所述U形弹片处于压缩状态，五个齿槽的一个直角边均靠近挤压杆的上侧，齿槽的一个锐角指向斜孔的开口处，卡齿与齿槽契合且齿槽的深度小于卡齿的高度，异形传动囊的外表面与空腔的内壁粘接，每个气动挤压机构内的异形传动囊相互连通，异形传动囊的充气口位于消力拱架内壁的左端，所述异形传动囊还包括分别延伸入导出孔和两个斜孔内的挤压端，延伸至两个斜孔内的挤压端分别与两个挤压杆固定连接。优选的，所述喷射机构包括基板、喷射囊、顶杆、顶板、顶头、顶刺、喷射槽、圆孔和套环，所述基板下表面的中部与异形传动囊位于导出孔内的挤压端固定连接，基板的上表面粘接有喷射囊的下表面，每个喷射机构内的喷射囊相互连通，喷射囊的入料口位于消力拱架内壁的顶端，喷射囊的内底壁固定连接有四个顶杆，喷射囊顶壁对应四个顶杆的位置开设有圆孔，圆孔内壁粘接有套环的外侧面，顶杆的固定套接在套环内，且顶杆的顶端延伸至喷射囊的上侧并固定连接有顶板下表面的中部，顶板的上表面粘接有顶头，所述顶板的下表面且位于顶杆的左右两侧粘接有顶刺，所述喷射囊内底壁对应顶板下表面两侧顶刺的位置均开设有喷射槽，所述喷射槽的深度是喷射囊顶壁后端的二分之一。优选的，所述密封机构包括封板、封孔、半圆孔、半圆柱、三角棱柱、密封槽、密封垫和弧形垫块，所述挤压杆远离异形传动囊的一端粘接有封板，封板上从左至右依次开设有四个封孔，挤压杆远离异形传动囊的一端对应封孔的位置开设有半圆孔，所述半圆孔的内部设置有半圆柱，所述半圆柱的弧面上粘接有均匀排布的弧形垫块，弧形垫块远离半圆柱的一端与半圆孔的内壁接触，所述半圆柱的上表面粘接有三角棱柱的底面，三角棱柱的左右两侧面上均开设有密封槽，且密封槽内壁的上下两侧之间粘接有密封垫。优选的，所述三角棱柱的截面成等腰三角形，且三角棱柱的左右侧面为其截面上两个相等的边，三角棱柱的顶端呈弧形，密封槽的底壁呈弧形，密封垫为橡胶软垫。优选的，所述异形传动囊位于导出孔内挤压端内的左右侧壁上均粘接有瓣膜，两个瓣膜相近的一端接触，且两个瓣膜相接触的一端均向上扬起呈弧形。优选的，所述异形传动囊处于未充气状态，基板的下表面与消力拱架的外侧面接触，所述挤压杆远离异形传动囊的一端位于消力拱架的外侧面与基板的上表面之间，异形传动囊的三个挤压端均成收缩状。优选的，所述喷射囊为橡胶囊，所述顶刺指向喷射囊的一端呈尖锐状，所述喷射囊的厚度范围为四至六毫米之间，所述顶头为橡胶软头,所述顶刺底端至喷射囊内底壁的距离与喷射囊的高度差值范围为四至十毫米。优选的，相邻两个所述气动挤压机构内的两个挤压杆通过遮布固定连接，所述遮布靠近消力拱架的一端粘接有导向杆，导向杆焊接在消力拱架上，两个相邻挤压杆相对的一侧面上均开设有导向槽，导向杆的两端分别插接在两个导向槽的内部。优选的，所述消力拱架外侧面的左右两端均固定连接有堵块，用于阻挡消力拱架两端喷射机构的开口端以避免混凝土喷射后的大量泄漏。(三)有益效果本专利技术提供了一种用于松散砂卵石地质隧道施工的主动应力消除装置。具备以下有益效果：(1)、该用于松散砂卵石地质隧道施工的主动应力消除装置，利用气动挤压机构内的异形传动囊能够推动挤压杆和喷射机构，实现对隧道内壁的快速有效的支撑，快速消减应力对隧道内壁结构的影响。(2)、该用于松散砂卵石地质隧道施工的主动应力消除装置，通过喷射机构的设置，喷射囊内充入混凝土，能够快速填充消力拱架与隧道内壁间的空间，为隧道内壁提供支撑，实现隧道内壁应力的消除。(3)、该用于松散砂卵石地质隧道施工的主动应力消除装置，利用密封机构的设置，半圆柱在半圆孔能够小范围转动，挤压杆伸出后能够快速贴合隧道内壁，避免松散砂卵石滑落情况的出现，提供有效支撑与密封。(4)、该用于松散砂卵石地质隧道施工的主动应力消除装置，区别于传统支撑结构设置软垫以追求贴合度，针对与松散砂卵石的地质结构，密封机构更易穿入卵石缝隙，由侧面和地面提供多方位支撑，效果更好。(5)、该用于松散砂卵石地质隧道施工的主动应力消除装置，通过三角棱柱上密封槽的设置，使密封机构更易适应卵石的外形，实现更好的贴合以达到有效的支撑，以降低应力对隧道内壁的影响。(6)、该用于松散砂卵石地质隧道施工的主动应力消除装置，利用密封垫的设置，能够有效的提高密封机构与卵石接触时的摩擦，避免卵石得到支撑后出现滑脱。(7)、该用于松散砂卵石地质隧道施工的主动应力消除装置，利用密封垫的弹性，在密封机构与隧道内壁接触时，密封垫对于卵石形成包覆，更易保持隧道内壁结构以消除应力。(8)、该用于松散砂卵石地质隧道施工的主动应力消除装置，利用瓣膜的设置，异形传动囊充气时，位于斜孔内的挤压端先入气推动挤压杆对隧道内壁进行支撑，然后喷射机构被另一个挤压端顶起，有助于实现支撑密封后再进行混凝土灌注的操作，利于施工的进行，降低工时。(9)、该用于松散砂卵石地质隧道施工的主动应力消除装置，利用喷射槽与顶刺的设置，喷射囊被灌满后才被顶刺刺破，有助于混凝土快速的填充与消力拱架与隧道内壁之间，避免了施工后的修饰工作。附图说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于松散砂卵石地质隧道施工的主动应力消除装置，包括消力拱架(1)，所述消力拱架(1)的两端分别焊接有两个定位脚(2)的上表面，消力拱架(1)上开设有以消力拱架圆心为中心圆周排布的衔接口(3)，且消力拱架(1)上开设有锚孔(4)，其特征在于：所述消力拱架(1)的内部开设有空腔(5)，消力拱架(1)外侧面的中部开设有十三个与空腔(5)连通的导出孔(6)，消力拱架(1)背面和正面对应导出孔(6)的位置均开设有与空腔(5)连通的斜孔(7)，所述空腔(5)的内部且对应斜孔(7)的位置设置有气动挤压机构(8)，所述消力拱架(1)外侧面对应导出孔(6)的位置设置有喷射机构(9)。

【技术特征摘要】
1.一种用于松散砂卵石地质隧道施工的主动应力消除装置，包括消力拱架(1)，所述消力拱架(1)的两端分别焊接有两个定位脚(2)的上表面，消力拱架(1)上开设有以消力拱架圆心为中心圆周排布的衔接口(3)，且消力拱架(1)上开设有锚孔(4)，其特征在于：所述消力拱架(1)的内部开设有空腔(5)，消力拱架(1)外侧面的中部开设有十三个与空腔(5)连通的导出孔(6)，消力拱架(1)背面和正面对应导出孔(6)的位置均开设有与空腔(5)连通的斜孔(7)，所述空腔(5)的内部且对应斜孔(7)的位置设置有气动挤压机构(8)，所述消力拱架(1)外侧面对应导出孔(6)的位置设置有喷射机构(9)。2.根据权利要求1所述的一种用于松散砂卵石地质隧道施工的主动应力消除装置，其特征在于：所述气动挤压机构(8)由与空腔(5)形状契合的异形传动囊(81)、两个斜孔(7)内均插接有的挤压杆(82)、挤压杆(82)远离异形传动囊(81)一端设置有密封机构(83)，斜孔(7)的上侧壁且靠近其开口处开设的五个齿槽(84)、挤压杆(82)上侧壁靠近异形传动囊(81)一侧开设的矩形槽(85)、矩形槽(85)底壁粘接的U形弹片(86)，U形弹片(86)远离矩形槽(85)底壁的一端粘接的卡齿(87)组成，所述U形弹片(86)处于压缩状态，五个齿槽(84)的一个直角边均靠近挤压杆(82)的上侧，齿槽(84)的一个锐角指向斜孔(7)的开口处，卡齿(87)与齿槽(84)契合且齿槽(84)的深度小于卡齿(87)的高度，异形传动囊(81)的外表面与空腔(5)的内壁粘接，每个气动挤压机构(8)内的异形传动囊(81)相互连通，异形传动囊(81)的充气口位于消力拱架(1)内壁的左端，所述异形传动囊(81)还包括分别延伸入导出孔(6)和两个斜孔(7)内的挤压端，延伸至两个斜孔(7)内的挤压端分别与两个挤压杆(82)固定连接。3.根据权利要求2所述的一种用于松散砂卵石地质隧道施工的主动应力消除装置，其特征在于：所述喷射机构(9)包括基板(91)、喷射囊(92)、顶杆(93)、顶板(94)、顶头(95)、顶刺(96)、喷射槽(97)、圆孔(98)和套环(99)，所述基板(91)下表面的中部与异形传动囊(81)位于导出孔(6)内的挤压端固定连接，基板(91)的上表面粘接有喷射囊(92)的下表面，每个喷射机构(9)内的喷射囊(92)相互连通，喷射囊(92)的入料口位于消力拱架(1)的顶端，喷射囊(92)的内底壁固定连接有四个顶杆(93)，喷射囊(92)顶壁对应四个顶杆(93)的位置开设有圆孔(98)，圆孔(98)内壁粘接有套环(99)的外侧面，顶杆(93)的固定套接在套环(99)内，且顶杆(93)的顶端延伸至喷射囊(92)的上侧并固定连接有顶板(94)下表面的中部，顶板(94)的上表面粘接有顶头(95)，所述顶板(94)的下表面且位于顶杆(93)的左右两侧粘接有顶刺(96)，所述喷射囊(92)内底壁对应顶板(94)下...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄建国，
申请(专利权)人：黄建国，
类型：发明
国别省市：山东,37