本实用新型专利技术公开了一种软弱围岩隧道管棚定位调向装置，包括：拱架装置，其安装于掌子面的前方，拱架装置包括至少两个前后间隔分布的钢拱架；以及若干个定位装置，拱架装置上设有若干个定位装置，每个定位装置包括两个前后相对设置且各与一个钢拱架连接的定位机构；每个定位机构包括：弧形盖板，其与钢拱架连接；第一连接机构，其以高度能够调节的方式与弧形盖板连接；以及两个弧形管片，两个弧形管片围成供管棚钢管穿过的安装腔，每个弧形管片通过第二连接机构以能够左右移动和前后转动的方式与第一连接机构连接。采用本实用新型专利技术的定位机构能够自由调节多种管棚钢管的外插角度，还能够减少注浆压力对钢管移动和超前管棚支护变形的影响。的影响。的影响。
【技术实现步骤摘要】
一种软弱围岩隧道管棚定位调向装置
[0001]本技术涉及隧道施工
，特别涉及一种软弱围岩隧道管棚定位调向装置。
技术介绍
[0002]管棚超前支护广泛运用于公路隧道出入口等软弱破碎地层带，通常在隧道开挖前，根据隧道设计断面以一定环向间距沿隧道进深方向设置。管棚以掌子面前方钢拱架与后方围岩为支撑点，有效的控制了围岩的变形。此外，通过管壁孔向围岩裂隙压入水泥浆体，从而达到胶结加固围岩与改善软弱围岩物理力学性质的目的。
[0003]管棚钢管一般以一定外插角度顶入掌子面后方围岩中，形成有效的支护体系。但受限于钻孔精度与管棚钢管导向技术的落后，往往只能在一定深度范围内维持顶入方向大致不变。既造成管棚钢管顶入困难和一次性施作长度受限，又可能造成管棚钢管侵限。
[0004]由于相邻管棚钢管之间存在可活动的空间，在向管棚钢管内加压注入水泥浆时易造成钢管位置偏移。这样不仅对管棚的整体支护能力产生影响，同时也对接下来的隧道开挖施工带来一定的安全隐患。
技术实现思路
[0005]本技术的目的在于提供一种软弱围岩隧道管棚定位调向装置，从而克服因钻孔精度与管棚钢管导向技术的落后而导致的管棚钢管顶入困难、一次性施作长度受限、因外插仰角不满足设计要求造成的管棚钢管侵限、以及因加压注浆易造成钢管位置偏移的缺点。
[0006]为实现上述目的，本技术提供了一种软弱围岩隧道管棚定位调向装置，包括：拱架装置，其安装于掌子面的前方，所述拱架装置包括至少两个钢拱架，两个所述钢拱架前后间隔；以及若干个定位装置，所述拱架装置上沿其拱形方向上设有若干个间隔设置的该定位装置，每个所述定位装置包括两个前后相对设置且各与一个所述钢拱架连接的定位机构；其中，每个所述定位机构包括：弧形盖板，其与对应的所述钢拱架连接；第一连接机构，其以高度能够调节的方式与所述弧形盖板连接；以及两个弧形管片，两个该弧形管片的凹圆弧面左右相对设置并围成供管棚钢管穿过的安装腔，每个所述弧形管片通过第二连接机构以能够左右移动和前后转动的方式与所述第一连接机构连接。
[0007]优选地，上述技术方案中，所述弧形盖板的底面凹设有与所述钢拱架相对应的弧形凹槽，且所述弧形盖板与所述钢拱架焊接连接。
[0008]优选地，上述技术方案中，所述第一连接机构包括：调向板，其与所述弧形盖板可拆卸连接，所述调向板上设有两个左右间隔分布的调向槽；以及两个定位板，该定位板与所述调向槽一一对应设置，每个所述定位板的下端以能够上下滑动的方式与对应的所述调向槽连接，且所述定位板与对应的所述调向槽之间通过锁紧装置进行锁紧。
[0009]优选地，上述技术方案中，所述锁紧装置包括锁紧螺栓、第一连接孔组和第二连接
孔组，所述调向槽的左右两侧壁上开设有若干组沿上下方向间隔分布的所述第一连接孔组，每组所述第一连接孔组包括至少两个沿前后方向间隔分布的第一连接孔；所述定位板上开设有至少一组所述第二连接孔组，每组所述第二连接孔组包括至少两个沿前后方向间隔分布的第二连接孔，所述第二连接孔与每组所述第一连接孔组的所述第一连接孔一一对应设置；所述螺栓选择通过任意一组所述第一连接孔组与所述第二连接孔组连接。
[0010]优选地，上述技术方案中，所述第二连接机构包括两个丝杆，每个所述丝杆的内端与所述弧形管片的外侧凸圆弧面转动连接，且每个所述丝杆与所述弧形管片之间通过第一锁紧机构进行连接；每个所述丝杆的外端与所述第一连接机构螺纹配合转动连接。
[0011]优选地，上述技术方案中，每个所述丝杆与所述第一连接机构之间设有扭角器，所述扭角器以能够转动的方式安装于所述第一连接机构上，所述扭角器内设有供所述丝杆穿过且与所述丝杆配合连接的螺纹通孔；其中，所述扭角器通过第二锁紧机构与所述第一连接机构进行连接。
[0012]优选地，上述技术方案中，每个所述第二锁紧机构包括：第二齿轮，其固定安装于所述扭角器的内侧，所述第二齿轮也开设有供所述丝杆穿过且与所述丝杆配合连接的所述螺纹通孔；以及第二限位卡轮，其通过第二螺杆与所述第一连接机构可拆卸连接，所述第二限位卡轮呈凹圆弧面朝向所述第二齿轮的弧形状，所述第二限位卡轮的凹圆弧面上设有与所述第二齿轮相互啮合的齿型。
[0013]优选地，上述技术方案中，每个所述第一锁紧机构包括：传变器，其固定安装于所述弧形管片的凸圆弧面上，所述丝杆的内端与所述传变器转动连接；第一齿轮，其固定安装于所述丝杆的内端且位于所述传变器的外侧；以及第一限位卡轮，其通过第一螺杆与所述传变器可拆卸连接，所述第一限位卡轮呈凹圆弧面朝向所述第一齿轮的弧形状，所述第一限位卡轮的凹圆弧面上设有与所述第一齿轮相互啮合的齿型。
[0014]优选地，上述技术方案中，所述传变器内设有安装腔，所述安装腔的外侧壁设有通孔，所述丝杆的内端穿过所述通孔延伸至所述安装腔内，且所述丝杆的内端凸设有凸圆环，所述凸圆环的直径大于所述通孔的直径。
[0015]与现有技术相比，本技术具有如下有益效果：
[0016]1.本技术的定位机构可调节安装腔大小、角度和高度，通过两个定位机构的安装腔作用，不仅可实现管棚钢管自由调节多种外插角度，便于管棚钢管的顶入，还能够在更深的作用范围内维持管棚钢管仰角大致不变，使钢管一次性施作长度增加，有效避免了管棚钢管侵限等问题；同时，还减少了注浆压力对钢管移动和超前管棚支护变形的影响，加强了超前管棚支护的整体作用能力，直接降低隧道发生安全事故的几率，提高安全性能。
[0017]2.本技术的第一连接机构包括调向板和两个定位板，采用螺栓选择连接不同高度的连接孔的方式，能够便于调节定向板的高度，从而调节两个对应安装腔的高度差，进而调整管棚钢管的仰角。
[0018]3.本技术通过丝杆能够调节两个弧形管片之间的距离和角度，即能够调整安装腔的大小和角度，调整方式简单方便，使安装腔能够适用于不同直径大小和不同外插角度的管棚钢管，使用灵活性能高，实用性强。
附图说明
[0019]图1是根据本技术的软弱围岩隧道管棚定位调向装置的结构示意图。
[0020]图2是根据本技术的管棚钢管与两个定位机构连接的机构示意图。
[0021]图3是根据本技术的一个定位机构与管棚钢管连接的结构示意图。
[0022]图4是根据本技术的第二连接机构与第一连接机构连接、以及第二连接机构与弧形管片连接的结构示意图。
[0023]图5是根据本技术的第二齿轮与第二限位卡轮连接的结构示意图。
[0024]图6是根据本技术的丝杆与传变器连接的结构示意图。
[0025]图7是根据本技术的第一齿轮与第二限位卡轮连接的结构示意图。
[0026]主要附图标记说明：
[0027]1‑
钢拱架，2
‑
弧形盖板，3
‑
调向板，4
‑
管棚钢管，5
‑
定位机构，50
‑
定位板，51
‑...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种软弱围岩隧道管棚定位调向装置，其特征在于，包括：拱架装置，其安装于掌子面的前方，所述拱架装置包括至少两个钢拱架，两个所述钢拱架前后间隔；以及若干个定位装置，所述拱架装置上沿其拱形方向上设有若干个间隔设置的该定位装置，每个所述定位装置包括两个前后相对设置且各与一个所述钢拱架连接的定位机构；其中，每个所述定位机构包括：弧形盖板，其与对应的所述钢拱架连接；第一连接机构，其以高度能够调节的方式与所述弧形盖板连接；以及两个弧形管片，两个该弧形管片的凹圆弧面左右相对设置并围成供管棚钢管穿过的安装腔，每个所述弧形管片通过第二连接机构以能够左右移动和前后转动的方式与所述第一连接机构连接。2.根据权利要求1所述的软弱围岩隧道管棚定位调向装置，其特征在于，所述弧形盖板的底面凹设有与所述钢拱架相对应的弧形凹槽，且所述弧形盖板与所述钢拱架焊接连接。3.根据权利要求1所述的软弱围岩隧道管棚定位调向装置，其特征在于，所述第一连接机构包括：调向板，其与所述弧形盖板可拆卸连接，所述调向板上设有两个左右间隔分布的调向槽；以及两个定位板，该定位板与所述调向槽一一对应设置，每个所述定位板的下端以能够上下滑动的方式与对应的所述调向槽连接，且所述定位板与对应的所述调向槽之间通过锁紧装置进行锁紧。4.根据权利要求3所述的软弱围岩隧道管棚定位调向装置，其特征在于，所述锁紧装置包括锁紧螺栓、第一连接孔组和第二连接孔组，所述调向槽的左右两侧壁上开设有若干组沿上下方向间隔分布的所述第一连接孔组，每组所述第一连接孔组包括至少两个沿前后方向间隔分布的第一连接孔；所述定位板上开设有至少一组所述第二连接孔组，每组所述第二连接孔组包括至少两个沿前后方向间隔分布的第二连接孔，所述第二连接孔与每组所述第一连接孔组的所述第一连接孔一一对应设置；所述螺栓选择通过任意一组所述第一连接孔组与所述第二连接孔组连接。5.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡俊华，李贻材，吴波，张耀，左一铭，曹瑞，徐世祥，丘伟兴，叶华政，李宏乐，
申请(专利权)人：中铁十一局集团第一工程有限公司，
类型：新型
国别省市：
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