防护台车及非接触式隧道施工岩爆预警防护系统搭建方法技术方案

本申请涉及一种防护台车及非接触式隧道施工岩爆预警防护系统搭建方法，包括机架、行走组件、落石缓冲组件、喷淋组件以及岩爆预警系统；落石缓冲组件包括与机架固定连接的拱架以及固设于拱架上的防护网，拱架有至少两个且均横跨于机架上，拱架的两端分别位于机架两侧，防护网的两侧分别与两拱架连接，且防护网受自重向机架方向自然塌陷或靠拢；喷淋组件包括与落石缓冲组件连接的轨道小车以及固设于轨道小车上的喷淋软管，喷淋软管朝向围岩方向喷吹；岩爆预警系统包括用于检测围岩温度的热敏红外传感器以及用于检测围岩形变的高灵敏激光传感器。本申请具有能够更加精准、快速的预报岩爆且在岩爆发生时对工作人员进行保护的效果。

【技术实现步骤摘要】
防护台车及非接触式隧道施工岩爆预警防护系统搭建方法
本专利技术涉及隧道开挖防护领域，更具体的说，它涉及一种防护台车及非接触式隧道施工岩爆预警防护系统搭建方法。
技术介绍
岩爆是岩体受开挖卸荷的影响，使得围岩应力重新分布，在洞壁附近产生应力集中和应变能的聚集进而引起围岩在空间上随机性破裂、弹射、抛出的现象，尤其是在深埋隧道的掌子面、隧道拱顶、隧道拱肩，这种现象显得十分突出。岩爆作为一种地质灾害，不仅能够造成设备损失、工程失效、工期延误，而且更会极大程度的威胁施工技术人员的生命安全，由于具有突发性、随机性和猛烈性等特点。因此，为了减轻岩爆突发时对施工人员及施工设备的威胁，设计一种防护系统尤为重要。
技术实现思路
为了能够对施工过程和人员安全进行有效保障，本专利技术提供一种防护台车及非接触式隧道施工岩爆预警防护系统。为了对工作人员提供有效保护，本申请提供一种防护台车。本申请提供的一种防护台车,采用如下的技术方案：一种防护台车，包括机架、行走组件、落石缓冲组件、喷淋组件以及岩爆预警系统；行走组件作为机架移动的动力来源固设于机架底部；落石缓冲组件包括与机架固定连接的拱架以及固设于拱架上的防护网；岩爆预警系统包括用于检测围岩温度的热敏红外传感器以及用于检测围岩形变的高灵敏激光传感器。通过采用上述技术方案，落石缓冲组件配合机架能够在隧道开挖过程中承接隧道顶部掉落的落石。喷淋组件能够对开挖的围岩进行喷淋，喷淋组件喷射在围岩上的水能够软化有岩爆趋势的硬质围岩。行走组件能够传感器与高灵敏激光传感器的设置还能够对围岩进行监测，便于监控人员及时提醒施工人员警惕或闪避。附图说明图1为实施例一的轴测图；图2是实施例一中为表示机架结构的示意图；图3是图2中为表示底部立杆结构的A部放大图；图4是图2中为表示顶部立杆结构的B部放大图；图5是实施例一中为表示防护网结构的示意图；图6是实施例一中为表示拱架结构的示意图；图7是图5中为表示支撑板结构的C部放大图；图8是图6中为表示耐冲网结构的D部放大图；图9是图1中为表示紧急避难组件结构的E部放大图；图10是实施例一种为表示喷淋组件结构的示意图；附图标记：1、顶部连接框；11、顶部长杆；12、顶部短杆；13、顶部连接块；14、顶部立杆；141、顶部加强杆；142、顶部加强块；15、中部连接框；151、中部长杆；1522、中部短杆；153、中部连接块；16、顶部安全梯；161、底部安全梯；17、底部立杆；171、底部加强杆；172、底部加强块；18、中部加强杆；2、防护网；21、耐冲网；22、兜网；23、拱架；231、顶架；231、底架；24、固定器；241、支撑板；242、高强螺栓；243、耐磨套；244、螺母；3、机架；31、底板；4、落石缓冲组件；5、辅助支撑装置；51、液压缸；52、抵接板；53、挡板；6、行走组件；7、喷淋组件；71、喷淋软管；72、轨道小车；721、电机；722、限位板；7221、侧翼；7222、主体；723、带齿移动轮；73、连接板；74、滑轨；741、滑槽；8、紧急避难组件；81、防护板；82、氧气供应装置；83、固定杆；84、液压铰链；85、软垫；9、旋转平台；91、热敏红外传感器；92、高灵敏激光传感器。具体实施方式实施例：一种防护台车，参见图1，包括机架3，机架3底端固定连接有水平设置的底板31，底板31底面上固定连接有驱动机架3移动的行走组件6，本实施例中的行走组件6采用步进电机驱动的实心橡胶轮，行走组件6有四个且呈矩形的四个尖角的分布状态均匀分布。行走组件6一侧的底板31上固定连接有竖直设置的辅助支撑装置5，每一个行走组件6一侧均有且仅有一个辅助支撑装置5。机架3的两侧均固定连接有紧急避难组件8。机架3的顶端固定连接有拱形的落石缓冲组件4，落石缓冲组件4的两端分别位于两个紧急避难组件8处。落石缓冲组件4上固定连接有与其轮廓适配的滑轨74，滑轨74有两个且分设于落石缓冲组件4的两侧，滑轨74上沿其轮廓滑移连接有喷淋组件7，喷淋组件7包括与滑轨74滑移连接的轨道小车72以及固设于轨道小车72上的喷淋软管71，喷淋软管71背向防护网2设置，并朝向围岩方向喷吹。参见图2和图3，机架3包括竖直设置的六根底部立杆17，六根底部立杆17三根一组对称设置，底部立杆17为竖直设置的工字钢，六根底部立杆17呈矩形的两条相对的侧边状分布。一组三根底部立杆17中位于两侧的底部立杆17上均固设有倾斜设置的底部加强杆171，底部加强杆171的底端与底部立杆17的底端平齐，同一底部立杆17上的两个底部加强杆171呈开口向下的V字状设置，工字钢状的底部立杆17连接有底部加强杆171处的凹槽内部固定连接有底部加强块172，底部加强块172与底部加强杆171的一端固定连接。底部立杆17的侧壁上固定连接有倾斜设置的中部加强杆18，底部立杆17连接有中部加强杆18的侧壁垂直于其连接有底部加强杆171的侧壁。中部加强杆18的底端位于底部加强杆171的顶端与底部立杆17之间，顶端固定连接有水平设置的中部连接框15。中部连接框15包括连接在底部立杆17顶端的中部长杆151以及固设于相邻两根中部长杆151之间的中部短杆152。中部连接框15以及顶部连接框1上均固设有安全梯，两个安全梯的延伸方向呈夹角设置，连接于顶部连接框1上的是顶部安全梯16，连接于中部连接框15上的是底部安全梯161，顶部安全梯16与底部安全梯161均与机架3通过螺栓连接。由于安全梯与防护台车之间是可拆卸的螺栓连接，当然也可以根据工况改变安全梯的数量和安装位置，例如将安全梯靠边安装等。参见3和图4，中部长杆151有三根，且三根中部长杆151的两端分别于六根底部立杆17的顶端固定连接，中部短杆1522有十根，且十根中部短杆1522均匀的分布在三根中部长杆151形成的两个空隙之间，并形成网框状结构。中部长杆151呈工字钢状，且中部长杆151连接有中部短杆1522处的凹槽内固定连接有中部连接块153，中部连接块153与中部短杆1522固定连接。中部连接框15的顶面固定连接有竖直设置的顶部立杆14，顶部立杆14的底端固定连接在中部长杆151的顶面上，且顶部立杆14的底端与中部连接框15的连接节点交错分布，即中部长杆151连接有中部短杆1522的位置与中部长杆151连接有顶部立杆14的位置交错分布。顶端固定连接有水平设置的顶部连接框1。顶部连接框1包括与顶部立杆14固定连接的顶部长杆11以及与顶部立杆14固定连接的顶部短杆12。顶部立杆14有六根且三根一组地均匀对称的分布在三根中部长杆151上。顶部长杆11有三根，且三根顶部长杆11的两端分别固定连接在六根顶部立杆14的顶端上，顶部长杆11平行于中部长杆151。顶部短杆12有六根且均匀对称的分布在三根顶部长杆11形成的两个空隙之间，顶部短杆12平行于中部短杆1522。顶部连接杆垂直于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防护台车，其特征在于：包括机架(3)、行走组件(6)、落石缓冲组件(4)、喷淋组件(7)以及岩爆预警系统；行走组件(6)作为机架(3)移动的动力来源固设于机架(3)底部；落石缓冲组件(4)包括与机架(3)固定连接的拱架(23)以及固设于拱架(23)上的防护网(2)；岩爆预警系统包括用于检测围岩温度的热敏红外传感器(91)以及用于检测围岩形变的高灵敏激光传感器(92)。/n

【技术特征摘要】
1.一种防护台车，其特征在于：包括机架(3)、行走组件(6)、落石缓冲组件(4)、喷淋组件(7)以及岩爆预警系统；行走组件(6)作为机架(3)移动的动力来源固设于机架(3)底部；落石缓冲组件(4)包括与机架(3)固定连接的拱架(23)以及固设于拱架(23)上的防护网(2)；岩爆预警系统包括用于检测围岩温度的热敏红外传感器(91)以及用于检测围岩形变的高灵敏激光传感器(92)。


2.根据权利要求1所述的防护台车，其特征在于：防护网（2）上绑设有兜网（22），兜网(22)的两侧固设于防护网（2）的两侧之间，兜网(22)位于防护网（2）向机架(3)方向凹陷或靠拢的一侧；耐冲网(21)有两个且固定连接在防护网（2）的两侧，兜网(22)的两侧分别位于两个耐冲网(21)的两侧之间，兜网(22)与耐冲网(21)分别位于防护网（2）的两侧；耐冲网(21)以及兜网(22)均与防护网（2）贴合。


3.根据权利要求2所述的防护台车，其特征在于：所述耐冲网(21)的两侧位于防护网（2）的两侧之间。


4.根据权利要求1所述的防护台车，其特征在于：还包括紧急避难组件(8)，所述紧急避难组件(8)包括固设于机架(3)上的防护板(81)、固设于防护板(81)上的氧气供应装置(82)以及固定连接在防护板(81)上的固定件。


5.根据权利要求1所述的防护台车，其特征在于：还包括辅助支撑装置(5)，所述辅助支撑装置(5)包括固设于机架(3)底部的液压缸(51)以及固设于液压缸(51)活塞杆端部的抵接板(52)。


6.一种非接触式隧道施工岩爆预警防护系统的搭建方法，其特征在于：包括上述权利要求1-5任一所述的防护台车，还包括以下步骤：
一、收集现有隧道开挖过程中传统微震监测和地勘资料，确定不同类型围岩发生岩爆频率较高的位置，建立参考数据库；
二、将不同围岩的理化指标和力学参数作为围岩分类的标准，并记载在参考数据库中，构建神经网络模型，获得基于步骤一中参考数据库的神经网络的隧道岩爆预警模型，通过预警模型的计算输出预警区域潜在岩爆的等级及其概率；
三、确定岩爆前兆时围岩局部温度快速上升阶段温度变化加速度；同时检测记录岩爆前夕围岩局部温度上升时形变变化加速度，将上述两个变...

【专利技术属性】
技术研发人员：马栋，王武现，孙毅，吴庆红，武彬华，徐华轩，冯义涛，李永刚，马利，
申请(专利权)人：中铁十六局集团有限公司，中铁十六局集团北京建功机械有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11