一种快速3D打印隧道初支的施工装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种快速3D打印隧道初支的施工装置和方法，包括转盘、大臂和隧道轮廓对正系统，其中：从动杆，其水平前后向设置，可前后往复运动，其后端连接有喷头固定架；隧道轮廓对正套，同轴套设在从动杆上的后端，且可在从动杆上转动；在其中段的侧壁上绕其周向间隔设置有两根朝向远端延伸的中空管，各中空管内套设有弹簧；隧道轮廓对正轮，其滚轮用于时刻接触于隧道轮廓线；转盘，其竖直设置，且中心轴沿前后走向设置，可绕中心轴旋转；大臂，为可伸缩管体，其近端沿转盘的直径走向与转盘相连接，远端与隧道轮廓对正系统相连接。该施工装置使喷头在全过程与受喷面保持等距和垂直，提高喷砼质量，且降低操作门槛和提高施工速度。且降低操作门槛和提高施工速度。且降低操作门槛和提高施工速度。

【技术实现步骤摘要】
一种快速3D打印隧道初支的施工装置和方法


[0001]本专利技术属于隧道工程施工
，具体涉及一种快速3D打印隧道初支的施工装置和方法。

技术介绍

[0002]随着交通行业的不断发展，修建隧道众多，由成本、地层适应性等方面综合考虑，暗挖法的应用十分广泛。在暗挖隧道施作过程中，为确保安全，每开挖一定长度(0.5m
‑
2m)必须第一时间施作初期支护结构，即架设拱架，铺设钢筋网，喷射混凝土，快速形成支护强度，限制围岩变形。
[0003]为确保初支结构质量，按规范要求，在喷射混凝土作业时需分区分块施作，喷口垂直于受喷面，且根据喷料速度和材料特性，喷口距离受喷面保持恒定距离(0.5m
‑
1m)，以减少回弹，形成质地均匀的初期支护。
[0004]现阶段施作喷射混凝土初支，主要采用人工手持喷射和机械手喷射。其中，手持喷射劳动强度大，对工人技术和经验要求高，更换人员可能造成质量波动，对于隧道拱顶等高处部位需搭设架子或预留开挖台阶，且由于距离受喷面过近，对工人健康也会造成长期危害；机械手喷射是利用多节机械臂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速3D打印隧道初支的施工装置，其特征在于，包括转盘(2)、大臂(3)和隧道轮廓对正系统(6)，其中：所述隧道轮廓对正系统(6)包括从动杆(61)、隧道轮廓对正套(62)和隧道轮廓对正轮(65)，其中：所述从动杆(61)，其为六棱柱，水平前后向设置，可前后往复运动，其后端连接有喷头固定架(7)；所述隧道轮廓对正套(62)，为中段粗两端细的变截面中空圆柱体，同轴套设在从动杆(61)上的后端，以带动从动杆(61)转动；在其中段的侧壁上绕其周向间隔设置有两根朝向远端延伸的中空管，各中空管内套设有与其走向相一致的弹簧(64)；所述隧道轮廓对正轮(65)，由短杆和滚轮组成，所述短杆同轴套设于中空管内，其内端与弹簧(64)相连接，外位于中空管外，与所述滚轮相连接，所述滚轮用于时刻接触于隧道轮廓线，所述弹簧(64)用于提供滚轮与隧道轮廓线接触的动力；所述转盘(2)，其竖直设置，且中心轴沿前后走向设置，可绕中心轴旋转；所述大臂(3)，为可伸缩管体，其近端沿所述转盘(2)的直径走向与所述转盘(2)相连接，远端与所述隧道轮廓对正系统(6)相连接；其可随所述转盘(2)旋转，并带动所述隧道轮廓对正系统(6)和喷头固定架(7)环绕于隧道内壁旋转。2.如权利要求1所述的一种快速3D打印隧道初支的施工装置，其特征在于，所述大臂(3)的远端通过隧道轮廓工作台(4)与所述隧道轮廓对正系统(6)相连接，所述隧道轮廓工作台(4)包括：双三角架工作台(41)、滚筒轴(42)、辐轮(43)和滚筒(44)，其中：所述双三角架工作台(41)，为双层的三角形状，其一顶点与所述大臂(3)的远端相连接；所述滚筒(44)，为一中空管体，其水平前后向设置；所述滚筒轴(42)，为空心管体，同轴套设于所述从动杆(61)外的前端和所述滚筒(44)内，且前后两端穿出滚筒(44)，架设于所述三角架工作台(41)的与所述大臂(3)连接的相对侧的外侧，且两端穿过所述三角架工作台(41)两端设置的钢板基座，与所述钢板基座螺纹连接；在所述滚筒轴(42)上，且沿其轴向间隔套设有多个辐轮(43)，且多个所述辐轮(43)的外侧壁与所述滚筒(44)内壁贴合连接。3.如权利要求1或2所述的一种快速3D打印隧道初支的施工装置，其特征在于，在所述滚筒(44)外同轴套设有橡胶滚筒(45)，所述橡胶滚筒(45)的外侧壁用于贴于隧道轮廓线。4.如权利要求3所述的一种快速3D打印隧道初支的施工装置，其特征在于，在所述滚筒轴(42)内套设有往复系统(5)，所述往复系统(5)包括往复动力杆(55)和直线电机(52)，所述往复动力杆(55)的后端套设在滚筒轴(42)内，且与所述从动杆(61)的前端相连接，所述往复动力杆(55)可沿所述滚筒轴(42)前后往复运动，并带动所述从动杆(61)前后往复运动；所述直线电机(52)设置于所述往复动力杆(55)上，用于提供所述往复动力杆(55)前后往复运动的动力。5.如权利要求4所述的一种快速3D打印隧道初支的施工装置，其特征在于，所述往复动力杆(55)和从动杆(61)间通过杆轴连接套(8)相连接，所述杆轴连接套(8)包括套底(81)、
套盖(82)和套芯(83)，其中，所述套底(81)为中空圆柱体，其一端封闭，一端开口；其外径与滚筒轴(42)内径相匹配，同轴套设于滚筒轴(42)内；其封闭端与所述往复动力杆(55)相连接；所述套盖(82)，为圆柱壳体，其前端为敞口状，后端为半封闭状；其前端与所述套底(81)的后端螺纹连接；所述套芯(83)，为在轴向上相连接的两个外径不同的圆柱体，其细端同轴穿出所述套盖(82)的后端，与所述从动杆(61)的前端相连接；可在套盖(82)内转动；其后端位于所述套底(81)和套盖(82)围成的空间内。6.如权利要求5所述的一种快速3D打印隧道初支的施工装置，其特征在于，所述转盘(2)包括：固定基盘(21)、主轴(22)和可转动盖盘(23)，其中：所述固定基盘(21)，竖直设置，且其中轴线前后走向水平设置，其中心同轴设置主轴(22)，在其后端侧壁上，且靠近边缘处开设一以主轴(22)为圆心的凹陷的环形轮齿；所述固定基盘(21)可绕主轴(22)转动；所述可转动盖盘(23)，为一柱状盘体，其前端为敞口状，后端为封闭状，同轴扣合在所述固定基盘(21)上，且后端穿过主轴(22)；在可转动盖盘(23)边沿壳体上开设有一...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玥，卓越，何伟，王华，邹翀，王百泉，林春刚，贺雄飞，杨朝帅，牛富生，王春玲，尚伟，张丹枫，
申请(专利权)人：中铁隧道勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：