一种用于修正隧道轮廓的装置的制作方法

1.本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及到一种用于修正隧道轮廓的装置。


背景技术：

2.在隧道钻爆法施工作业中，隧道在钻爆开挖后需及时进行混凝土初期和二次支护，以加快隧道开挖效率，控制围岩变形，防止坍塌。但是钻爆开挖后的隧道轮廓经常出现欠挖和超挖的情况，欠挖和超挖都不利于后续立架和喷浆施工，影响施工效率。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明提供一种用于修正隧道轮廓的装置，旨在对爆破后隧道出现的欠挖情况进行处理，修正隧道轮廓。
4.为解决以上技术问题，本发明所采用的技术方案为：
5.一种用于修正隧道轮廓的装置，所述装置包括推进梁、推进机构、滑动座和破碎锤组件；其中，所述滑动座滑动连接于所述推进梁上并可沿所述推进梁的长度方向自由滑动；所述推进机构安装于所述推进梁上并用于推动所述滑动座沿所述推进梁的长度方向自由滑动；所述破碎锤组件安装于所述滑动座上。
6.在一些实施方式中，所述破碎锤组件包括破碎锤主体和斗齿；所述破碎锤主体安装于所述滑动座上；所述斗齿安装于所述破碎锤主体上；所述斗齿设有多个且在所述破碎锤主体上呈排设置；所述破碎锤主体上至少设有一排所述斗齿；每一排斗齿中，位于中间位置的斗齿长度大于位于两侧位置的斗齿长度。
7.在一些实施方式中，相邻两排斗齿中的其中一排斗齿的整体长度大于或小于另一排斗齿的整体长度。
8.在一些实施方式中，所述破碎锤组件还包括喷淋头；所述喷淋头设于所述破碎锤主体上靠近所述斗齿的位置。
9.在一些实施方式中，所述装置还包括振动驱动机构；所述振动驱动机构安装于所述滑动座上，用于驱动所述破碎锤组件在所述推进梁的长度方向上往复振动。
10.在一些实施方式中，所述装置还包括转动驱动机构；所述转动驱动机构安装于所述滑动座上，用于驱动所述破碎锤组件在垂直于所述推进梁长度方向的平面内转动。
11.在一些实施方式中，所述装置还包括弧形轨道；所述弧形轨道设于所述破碎锤主体与所述滑动座之间，用于引导所述破碎锤组件在垂直于所述推进梁长度方向的平面内转动。
12.在一些实施方式中，所述装置还包括基座、俯仰驱动机构和支座；所述基座与所述推进梁相连接；所述支座的一端与所述基座的一端相铰接，所述支座的另一端通过所述俯仰驱动机构与所述基座的另一端相铰接。
13.在一些实施方式中，所述装置还包括横摆驱动机构和连接座；所述连接座的一端与所述支座远离所述俯仰驱动机构的一侧相铰接；所述横摆驱动机构的一端与所述连接座
相铰接，另一端与所述支座相铰接。
14.在一些实施方式中，所述装置还包括至少两个距离传感器；所述距离传感器安装于所述推进梁上，用于检测所述推进梁与隧道内壁间的距离。
15.综上所述，本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：本发明可以实现隧道在爆破后的欠挖处理，并且，本技术实施例还能改变隧道施工爆破工法，可以在爆破时，预留部分轮廓岩层，保证爆破不会出现超挖情况；预留轮廓岩层采用该装置进行轮廓修正，隧道修边后，能很好保持隧道轮廓的弧形平整度。
附图说明
16.图1为本发明的结构示意图。
17.图2为本发明与台车结合后的结构示意图。
18.图中各标号的释义为：图像采集单元1，推进梁2，推进机构3，滑动座4，转动驱动机构5，破碎锤组件6，破碎锤主体7，斗齿8，振动驱动机构9，喷淋头10，弧形轨道11，基座12，俯仰驱动机构13，支座14，横摆驱动机构15，连接座16，距离传感器17。
具体实施方式
19.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
20.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
21.在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二等类似用语只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
22.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
23.如图1所示，本技术实施例所述的一种用于修正隧道轮廓的装置包括推进梁2、推进机构3、滑动座4和破碎锤组件6。
24.其中，所述推进梁2为一段长梁，在推进梁2的一侧表面上设有滑轨，所述滑动座4滑动连接于所述推进梁2的滑轨上并可沿所述推进梁2的长度方向自由滑动。所述推进机构3安装于所述推进梁2上并用于推动所述滑动座4沿所述推进梁2的长度方向自由滑动，所述推进机构3可以是液压伸缩缸、电动伸缩缸、气动伸缩缸中的任一种，其一端与所述推进梁2的一侧端部相连接，另一端与滑动座4相连接。所述破碎锤组件6安装于所述滑动座4上，所述破碎锤组件6可以采用现有技术中的液压破碎锤，其以液体静压力为动力，驱动活塞往复运动，活塞冲程时高速撞击钎杆，由钎杆破碎矿石、混凝土等固体。本技术实施例可以通过破碎锤组件6修正隧道轮廓面，从而解决隧道出现的欠挖情况。
25.在一些实施方式中，所述破碎锤组件6还可以采用其他经过针对性设计的结构形式。例如，如图1所示，所述破碎锤组件6可以包括破碎锤主体7和斗齿8。其中，所述破碎锤主体7安装于所述滑动座4上，随滑动座4一起在推进梁2上自由滑动。所述斗齿8安装于所述破碎锤主体7上，考虑到破碎效果和易操作性，斗齿8最好安装于破碎锤主体7上远离推进机构3的一侧。
26.所述斗齿8还可以设置多个并在所述破碎锤主体7上呈排设置，以利于破碎锤主体7在动作时能与隧道内壁具有更大的破碎接触面积，从而具有更好的修整效果。所述破碎锤主体7上至少设有一排所述斗齿8，每一排斗齿8中，位于中间位置的斗齿8长度大于位于两侧位置的斗齿8长度，以使每一排斗齿8能构成整体呈弧形的轮廓，从而更利于削除岩石，使修整后的隧道轮廓保持弧形断面。
27.并且，本技术实施例还可以将相邻两排斗齿8中的其中一排斗齿8的整体长度设计成大于或小于另一排斗齿8的整体长度。例如，如图1所示，当仅设有两排斗齿8时，工作状态中位于上排的斗齿8的整体长度小于下排斗齿8的整体长度，这是因为在隧道修整过程中，通常是按照从上往下的方式对隧道内壁进行修整，所以下排斗齿8先与隧道内壁接触，在下排斗齿8去掉隧道内壁相应的土方岩石后，上排斗齿8才能与隧道内壁接触，这样修整出来的隧道内壁才更具有更好的弧形轮廓。而在一些情况下，也可能是按照从下往上的方式对隧道内壁进行修整，此时，需要将工作状态中位于上排的斗齿8的整体长度设置为大于下排斗齿8的整体长度，以便于将隧道修整出较好的弧形轮廓。同时，由于隧道内壁是弧形的，将相邻两排斗齿8的整体长度设置为阶梯形，有利于保持修整后的隧道内壁的轮廓形状更符合要求。并且，将相邻两排斗齿8的整体长度设置为阶梯形，还可以实现这样的技术效果：尺寸较长的一排斗齿8先与岩块接触并将其削薄，随后，尺寸较短的另一排斗齿8再与岩块接触并将其进一步削薄，这样不仅能避免斗齿8一次性承受较大的冲击力，还能提高削岩效率，尤其是面对大岩块时，具有更好的修整效果。
28.还可以在破碎锤主体7上靠近所述斗齿8的位置增设一组喷淋头10，以降低斗齿8破岩时产生的粉尘浓度。
29.为了随时了解斗齿8的破岩情况，本技术实施例还可以在推进梁2上安装一个图像采集单元1，例如摄像头。该图像采集单元1可以安装在推进梁2上远离破碎锤组件6的一端，以避免土石飞溅损坏图像采集单元1。
30.同时，为了避免装置在隧道修整过程中出现偏挖、超挖等情形，如图1所示，可以在推进梁2上安装至少两个距离传感器17，距离传感器17可以选择为激光测距仪、超声波传感器等能够检测距离的传感器。例如，可以在推进梁2的底部间隔设置两个距离传感器17，两个距离传感器17可以同时检测推进梁2与隧道内壁之间的距离，例如两个距离传感器17同时检测到隧道左侧壁的距离，或同时检测到隧道右侧壁的距离，或其中一个检测到隧道左侧壁的距离，另一个检测到隧道右侧壁的距离。若两个距离传感器17检测到的距离基本相等，或检测到的距离始终保持不变或仅在小范围内变化，则认为推进梁2的长度方向始终平行于隧道的轴线，此时使用装置对隧道内壁进行修整能获得正确的修整路径，不会出现偏挖、超挖等情形。若两个距离传感器17检测到的距离差距较大，或检测到的距离前后变化范围较大，则说明推进梁2的长度方向与隧道的轴线出现了偏斜，此时采用装置进行修整时容易出现偏挖、超挖等情形，应及时通过控制横摆驱动机构15和/或俯仰驱动机构13对破碎锤
组件6的修整路径进行调整。
31.为了进一步提高斗齿8的破岩效率，本技术实施例还可以包括一个振动驱动机构9，例如振动马达或其他可实现高频往复运动的驱动机构。所述振动驱动机构9安装于所述滑动座4上，随滑动座4一起在推进梁2上自由滑动。破碎锤组件6连接于振动驱动机构9的活动端上，振动驱动机构9用于驱动所述破碎锤组件6在所述推进梁2的长度方向上往复振动，从而实现高频破岩。
32.为进一步增加破碎锤组件6运动的灵活性，本技术实施例还可以包括一个转动驱动机构5，例如电机。所述转动驱动机构5安装于所述滑动座4上并随滑动座4一起运动，碎锤组件6连接于转动驱动机构5的转轴上，转动驱动机构5用于驱动所述破碎锤组件6在垂直于所述推进梁2的长度方向上转动，从而调整破碎锤组件6的施工角度。
33.另外，还可以在所述破碎锤主体7与所述滑动座4之间加装一个弧形轨道11，该弧形轨道11用于引导所述破碎锤组件6在垂直于所述推进梁2的长度方向上实现例如180
°
范围的转动(左右各90
°
)，配合转动驱动机构5能够保证破碎锤组件6平稳转动。
34.如图2所示，本技术实施例所述的一种用于修正隧道轮廓的装置可以与台车配合使用，仅需要将推进梁2与台车的臂架连接即可，操作台车即可完成隧道内壁的修整。为了进一步方便本技术实施例与台车的连接，以及调整连接的位置和角度，本技术实施例还可以包括基座12、俯仰驱动机构13和支座14。所述基座12与所述推进梁2相连接；所述支座14的一端与所述基座12的一端相铰接，所述支座14的另一端通过所述俯仰驱动机构13与所述基座12的另一端相铰接。所述俯仰驱动机构13可以是液压伸缩缸、电动伸缩缸、气动伸缩缸中的任一种。所述支座14可以与台车的臂架相连接，这样一来，可以通过俯仰驱动机构13的伸长和缩短来调整推进梁2相对支座14的俯仰角度，即调整破碎锤组件6的俯仰角度。
35.同时，本技术实施例还可以包括横摆驱动机构15和连接座16。所述连接座16的一端用于与台车的臂架相连接，所述连接座16的另一端与所述支座14远离所述俯仰驱动机构13的一侧相铰接。所述横摆驱动机构15可以是液压伸缩缸、电动伸缩缸、气动伸缩缸中的任一种，其一端与所述连接座16相铰接，另一端与所述支座14相铰接。所述横摆驱动机构15可以设置两个，并分别位于连接座16的两侧。例如，当俯仰驱动机构13用于调整推进梁2的上下俯仰角度时，本技术实施例可以通过横摆驱动机构15调整推进梁2的作用摆动角度，即俯仰驱动机构13和横摆驱动机构15能实现对推进梁2在两个自由度上进行调整。
36.本技术实施例所述的一种用于修正隧道轮廓的装置可以实现隧道在爆破后的欠挖处理，并且，本技术实施例还能改变隧道施工爆破工法，可以在爆破时，预留部分轮廓岩层，保证爆破不会出现超挖情况。预留轮廓岩层采用该装置进行轮廓修正，隧道修边后，能很好保持隧道轮廓的弧形平整度，非常有利于立架和焊接连接筋及网片。本技术实施例能极大提高施工效率，同时减少混泥土的回填，降低施工成本。
37.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
38.上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。