適用於大斷面隧道的半自動安裝的鋼拱架及其安裝方法與流程

2023-05-23 15:00:32

本發明涉及地下工程施工領域，尤其是涉及一種適用於大斷面隧道的半自動安裝的鋼拱架及其安裝方法。

背景技術：

在不良圍巖中掘進隧道，鋼拱架是必不可少的支護構件之一，特別是型鋼鋼架如安裝合理、及時，就能立即發揮其支護效果，這對於保障施工安全與控制地層變形都至關重要，這是其他支護構件不可比擬的。

常規方法下，每一輪隧道開挖完畢後，一般都需要工人在靠近開挖面的情況下完成鋼拱的定位，隨後安裝拱橋並固定拱腳。這種架設方法將鋼拱架分為若干段，由人工分段架設安裝，然後用螺栓連接，施工安全性差、速度慢，佔用作業循環時間比較長，且架設質量也存在問題。

技術實現要素：

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種適用於大斷面隧道的半自動安裝的鋼拱架及其安裝方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種適用於大斷面隧道的半自動安裝的鋼拱架，包括n段鋼拱，其中，n為不小於2的正整數，所述的n段鋼拱中，相鄰兩段鋼拱通過一個合葉式鏈鉸連接起來。

優選的，所述的合葉式鏈鉸包括一根鏈鉸軸，以及連接所述鏈鉸軸並可分別繞其轉動的兩塊連接鋼板，所述的兩塊連接鋼板還分別固定連接相鄰的兩段鋼拱的端面。

更優選的，所述的兩塊連接鋼板上還分別設有位置對應的多個螺栓孔；

鋼拱架到位展開時，通過與所述螺栓孔的螺栓結構固定相鄰兩段鋼拱，實現鋼拱架的固定支護。

更優選的，所述合葉式鏈鉸的鏈鉸軸位於鋼拱架的內側，並滿足鏈鉸軸垂直於隧道開挖面。這樣，當鋼拱架在開挖面橫向展開時，採用預留核心土開挖方法時，核心土會妨礙鋼拱架的展開，因此本發明涉及的鋼拱架特別適合大斷面隧道。

一種適用於大斷面隧道的半自動安裝的鋼拱架的安裝方法，其特徵在於，包括以下步驟：

(1)取多段鋼拱採用合葉式鏈鉸依次連接組成整體，然後完全摺疊運送至功底；

(2)使用伸縮臂作業車託舉鋼拱架的頂部，並將摺疊的鋼拱架架設於設計位置，然後自動展開；

(3)鋼拱架架設定位後，將新架設的鋼拱架的拱腳與之前固定安裝好的鋼拱架的拱腳採用鋼筋焊接固定；

(4)合上並固定相鄰兩段鋼拱之間的合葉式鏈鉸；

(5)將新架設的鋼拱架上的除拱腳外的其他部位與之前安裝的鋼拱架採用鋼筋焊接起來。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

1)鋼拱架加工完畢後可整體摺疊，方便運輸。

2)安裝時採用機械安裝為主，人工輔助定位連接。

3)一榀鋼拱架可一次安裝，施工效率高、速度快、成本低。

附圖說明

圖1為本發明的整理結構示意圖；

圖2為本發明的相鄰鋼拱的連接處的示意圖；

圖中，1-鋼拱，2-鏈鉸，3-鏈鉸軸，4-連接鋼板，5-螺栓孔。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。

實施例1

一種適用於大斷面隧道的半自動安裝的鋼拱1架，其結構如圖1和圖2所示，包括五段鋼拱1，五段鋼拱1中，相鄰兩段鋼拱1通過一個合葉式鏈鉸2連接起來。合葉式鏈鉸2包括一根鏈鉸軸3，以及連接鏈鉸軸3並可分別繞其轉動的兩塊連接鋼板4，兩塊連接鋼板4還分別固定連接相鄰的兩段鋼拱1的端面。兩塊連接鋼板4上還分別設有位置對應的四個螺栓孔5；鋼拱1架到位展開時，通過與螺栓孔5的螺栓結構固定相鄰兩段鋼拱1，實現鋼拱1架的固定支護。合葉式鏈鉸2的鏈鉸軸3位於鋼拱1架的內側，並滿足鏈鉸軸3垂直於隧道開挖面。

一種適用於大斷面隧道的半自動安裝的鋼拱1架的安裝方法，其特徵在於，包括以下步驟：

(1)取五段鋼拱1採用合葉式鏈鉸2依次連接組成整體，然後完全摺疊運送至功底；

(2)使用伸縮臂作業車託舉鋼拱1架的頂部，並將摺疊的鋼拱1架架設於設計位置，然後自動展開；

(3)鋼拱1架架設定位後，將新架設的鋼拱1架的拱腳與之前固定安裝好的鋼拱1架的拱腳採用鋼筋焊接固定；

(4)合上並固定相鄰兩段鋼拱1之間的合葉式鏈鉸2；

(5)將新架設的鋼拱1架上的除拱腳外的其他部位與之前安裝的鋼拱1架採用鋼筋焊接起來。

上述的對實施例的描述是為便於該技術領域的普通技術人員能理解和使用發明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，並把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經過創造性的勞動。因此，本發明不限於上述實施例，本領域技術人員根據本發明的揭示，不脫離本發明範疇所做出的改進和修改都應該在本發明的保護範圍之內。