用于大断面隧道钻爆施工导洞的水平恒阻减震支撑装置的制作方法

1.本实用新型涉及隧道施工技术领域，具体公开了一种用于大断面隧道钻爆施工导洞的水平恒阻减震支撑装置。


背景技术：

2.为了缓解现代城市地表交通拥挤的现状，地下轨道交通体系日益发展成熟，地铁隧道的开挖方式也因地质构造及设计要求不断改进。而针对浅埋大断面地铁车站，多采用双侧壁导坑法进行开挖，以减少施工对地层的扰动，保证结构的稳定性。双侧壁导坑开挖通常保留中间核心土，首先对两侧导洞进行开挖并采用临时钢支撑对导洞进行支护，考虑到隧道断面过大，临时支撑易受中间核心土及相邻隧道爆破扰动而发生垮塌风险，故在导洞中上位置横向设置水平支撑，该水平支撑多采用临时支撑所采用的型钢进行替代，虽可以达到短期的支撑效果，但受周边围岩变形及爆破能量的影响极易发生塑性变形而丧失支撑能力，并存在高空坠落的风险，因此需要一种用于大断面隧道钻爆施工导洞的水平恒阻减震支撑装置来解决上述隧道施工过程中存在的问题。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型为了解决目前隧道浅埋大断面双侧壁导坑开挖过程中导洞水平横支撑无法适应围岩变形及爆破震动，影响隧道施工效果以及施工安全性的问题，提供一种用于大断面隧道钻爆施工导洞的水平恒阻减震支撑装置。
4.为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
5.一种用于大断面隧道钻爆施工导洞的水平恒阻减震支撑装置，包括设置在隧道内的液压伸缩装置以及固定安装在液压伸缩装置两端的若干组传力杆件，传力杆件远离液压伸缩装置的两端固定连接有恒阻让压阀，恒阻让压阀远离传力杆件的两端固定安装有与隧道双侧导洞的闭合钢拱架或围岩联结的球铰；恒阻让压阀包括中空的让压腔室、滑动连接在让压腔室靠近球铰一端的第一活塞和螺纹连接在让压腔室靠近传力杆件一端的第二活塞，第一活塞的活塞杆上套设有弹簧，第二活塞的活塞杆上一体成型有外螺纹，让压腔室内壁上一体成型安装有与外螺纹相适配的内螺纹。
6.进一步，传力杆件为空心圆杆，传力杆件两端分别与液压伸缩装置、恒阻让压阀通过螺栓固定连接。
7.进一步，恒阻让压阀两端分别与传力杆件、球铰通过螺栓固定连接。
8.进一步，传力杆件靠近液压伸缩装置的一端安装有压力传感器，液压伸缩装置上安装有水平激光测距仪。压力传感器用于传递恒阻让压阀的支撑轴力，水平激光测距仪用于监测整个水平恒阻减震支撑装置的水平度。
9.进一步，水平恒阻减震支撑装置上集成有移动终端，用于采集和传输水平激光测距仪与压力传感器采集到的数据。
10.进一步，第一活塞活塞杆上套设的弹簧为高强度弹簧。
11.本方案的工作原理及有益效果在于：
12.1、本实用新型所公开的用于大断面隧道钻爆施工导洞的水平恒阻减震支撑装置，通过弹性水平恒阻减震支撑装置的成组布置，可适应并吸收爆破产生的冲击荷载，同时提供基本恒定的支撑力。此外，大断面隧道开挖过程中往往忽略高处围岩及支护结构的变形监测，而本技术方案还集成了便于该支撑装置横向支撑力监测的压力传感器、水平激光测距仪及无线传输模块，可达到全面、长期监测隧道结构施工响应状态的目的，可有效解决浅埋大断面隧道双侧壁导坑开挖过程中导洞变形的难题。
13.2、本实用新型所公开的用于大断面隧道钻爆施工导洞的水平恒阻减震支撑装置，简易轻便、整个支撑装置安装简单，并集成有支撑压力与水平间距自动监测功能，可有效保证隧道施工安全，可以有效解决目前隧道浅埋大断面双侧壁导坑开挖过程中导洞水平横支撑无法适应围岩变形及爆破震动，影响隧道施工效果以及施工安全性的问题。
14.本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
15.图1为本实用新型用于大断面隧道钻爆施工导洞的水平恒阻减震支撑装置的结构示意图；
16.图2为本实用新型用于大断面隧道钻爆施工导洞的水平恒阻减震支撑装置中传力杆件的结构示意图；
17.图3为本实用新型用于大断面隧道钻爆施工导洞的水平恒阻减震支撑装置中恒阻让压阀的结构示意图；
18.图4为本实用新型用于大断面隧道钻爆施工导洞的水平恒阻减震支撑装置中恒阻让压阀的内部结构示意图；
19.图5为本实用新型用于大断面隧道钻爆施工导洞的水平恒阻减震支撑装置中球铰的结构示意图；
20.图6为本实用新型用于大断面隧道钻爆施工导洞的水平恒阻减震支撑装置的应用示意图。
21.附图中标记如下：液压伸缩装置1、传力杆件2、恒阻让压阀3、第一活塞31、让压腔室32、第二活塞33、球铰4、水平激光测距仪5、压力传感器6。
具体实施方式
22.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
23.如图1～6所示的一种用于大断面隧道钻爆施工导洞的水平恒阻减震支撑装置，包括设置在隧道内的液压伸缩装置1以及固定安装在液压伸缩装置1两端的传力杆件2，传力杆件2远离液压伸缩装置1的两端固定连接有恒阻让压阀3，恒阻让压阀3远离传力杆件2的两端固定安装有与隧道双侧导洞的闭合钢拱架或围岩联结的球铰4。
24.其中为了减重将传力杆件2设计为空心圆杆，两端一体成型的凸台上均匀开设有
四个螺纹孔，通过在螺纹孔内插入合适的螺栓实现传力杆件2与液压伸缩装置1、恒阻让压阀3的固定连接。恒阻让压阀3两端一体成型的凸台上也均匀开设有四个螺纹孔，通过在螺纹孔内插入合适的螺栓实现恒阻让压阀3与传力杆件2、球铰4的固定连接，恒阻让压阀3包括中空的让压腔室32、滑动连接在让压腔室32靠近球铰4一端的第一活塞31和螺纹连接在让压腔室32靠近传力杆件2一端的第二活塞33，第一活塞31的活塞杆上套设有弹簧，第二活塞33的活塞杆上一体成型有外螺纹，让压腔室32内壁上一体成型安装有与外螺纹相适配的内螺纹。恒阻让压阀3让压端第一活塞31活塞杆上选用较强刚度的弹簧，另一端的让压腔室32则靠带螺纹杆的活塞杆件调节允许让压量，即让压腔室32内部为两个活塞，左侧第一活塞31控制弹簧压缩的方向，右侧第二活塞33通过带螺纹杆的活塞杆调节让压限位，以限制左侧活塞让压最大位移。
25.传力杆件2靠近液压伸缩装置1的一端安装有压力传感器6，压力传感器6用于传递恒阻让压阀3的支撑轴力。液压伸缩装置1上安装有水平激光测距仪5，水平激光测距仪5用于监测整个水平恒阻减震支撑装置的水平度。水平恒阻减震支撑装置上还可以集成移动终端，用于采集和传输水平激光测距仪5与压力传感器6采集到的数据。
26.液压伸缩装置1的作用是在该水平恒阻减震支撑装置在隧道内安装就位后通过调整液压伸缩装置1中伸缩杆的伸缩量来调整恒阻让压阀3的让压量及支撑轴力，以保证该支撑装置的水平支撑作用。将水平激光测距仪5与压力传感器6集成到该水平恒阻减震支撑装置中并采用无线传输模块进行监测数据的采集与传输，便于施工人员进行观测。
27.该用于大断面隧道钻爆施工导洞的水平恒阻减震支撑装置的安装步骤如下：
28.1、确定该水平恒阻减震支撑装置的安装位置；
29.2、采用电钻及膨胀螺栓首先将该水平恒阻减震支撑装置最远两端球铰4安装至隧道内壁；
30.3、将两侧的恒阻让压阀3通过螺栓联接至两侧固定的球铰4上，并调节让压阀的可弹性伸缩空间；
31.4、根据导洞水平间距确定传力杆件2的规格与安装数量，并通过螺栓依次联结至恒阻让压阀3上；
32.5、通过螺栓安装该水平恒阻减震支撑装置中间的液压伸缩装置1于两侧的传力杆件2之间；
33.6、联结液压管对液压伸缩装置1进行伸缩调整，调整过程中，恒阻让压阀3内部弹簧被压缩的同时提供水平支撑力；
34.7、该水平恒阻减震支撑装置的轴向压力及导洞围岩水平收敛变化通过压力传感器6与水平激光测距仪5进行长期监测，采集结果通过无线传输模块传输至移动终端。
35.以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和本实用新型的实用性。