一种隧道交叉口拱架支护装置及方法与流程

1.本发明属于建筑工程技术领域，具体的说是一种隧道交叉口拱架支护装置及方法。


背景技术：

2.在隧道的挖掘建造过程中，工人需要对新挖掘出的隧道的洞壁，会及时加固，以避免隧道塌方的发生，而一些隧道的行程过长，往往需要新开设一条斜井，来连通隧道主洞，以增加工作面，方便工人施工，此隧道主洞与斜井的交叉处的内壁由于结构的不完整，承重能力较为薄弱，则需要拱架支护进行固定和支撑。
3.现有技术也提出一些解决方案，比如使用在隧道主洞与斜井交叉口处使用多个拱架支护，并使其贴合至交叉口的处的内壁表面位置，从而对隧道主洞与斜井进行分别支撑。
4.现有技术中拱架支护对与隧道主洞与斜井交叉口的支撑多为分别对隧道主洞与斜井的内壁进行各自支撑，但由于主洞的一侧内壁已经因为斜井的通入而变得不完整，所以导致对隧道主洞的支撑效果不佳。
5.为此，本发明提供一种隧道交叉口拱架支护装置及方法。


技术实现要素：

6.为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。
7.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种隧道交叉口拱架支护装置，包括隧道主洞；所述隧道主洞的侧壁连通有斜井；所述隧道主洞与斜井的内壁均固连有拱形钢板；位于所述隧道主洞与斜井交叉口处的拱形钢板之间连接有连接座；所述拱形钢板的底端固连有钢柱；所述拱形钢板与钢柱的截面为工字形；工作时，在长距离的隧道施工过程中，由于隧道的行程过长，往往需要新开设一条斜井，来连通隧道主洞，以增加工作面，方便工人施工，而隧道主洞与斜井的交叉处的内壁由于结构的不完整，承重能力较为薄弱，为此可以使用本发明加以解决，首先工人将拱形钢板固定在隧道主洞与斜井交叉处的内壁表面，而隧道主洞表面的拱形钢板靠近斜井位置的底面，通过连接座与斜井内壁表面固定的拱形钢板相连接，其他位置的拱形钢板的底端均通过钢柱与隧道地面相固定，通过连接座将两个拱形钢板连接起来，使得隧道主洞内壁的压力通过连接座传递至斜井内壁的拱形钢板上，从而使得隧道主洞与斜井交叉处的内壁压力通过两个拱形钢板均匀的传递至隧道的地面，进而使得更好的支撑隧道主洞与斜井交叉处的内壁，防止局部的受力不均而导致隧道坍塌。
8.优选的，所述连接座包括两个夹持板；两个所述夹持板靠近斜井的一端开设有卡槽；所述夹持板之间设置有连接块；工作时，工人将两个夹持板贴和至拱形钢板的两侧表面，再通过连接块将两个夹持板连接起来，并将夹持板一端的卡槽与斜井处拱形钢板卡接，通过两个夹持板对拱形钢板进行固定，使得夹持板能够适配不同尺寸的拱形钢板，拓展了本发明的通用性。
9.优选的，所述连接块侧面开设有贯穿槽；所述贯穿槽的两个槽口均滑动连接有限位块；两个所述夹持板于限位块对应位置开设有限位槽；所述限位块与限位槽之间滑动连接；所述限位块于贯穿槽内的一端均固连有齿板；两个所述齿板之间啮合连接有齿轮；所述齿轮的表面开设有插孔；所述连接块底面于插孔对应位置开设有柱形槽，且柱形槽与贯通槽连通；工作时，工人将连接块两端的限位块塞入限位槽内，并在限位槽内滑动，从而带动连接块滑动至两个夹持板中部位置，此时工人再将铆钉通过连接块底端的柱形槽插入齿轮的插孔内，之后再旋转铆钉，通过铆钉带动齿轮旋转，再通过齿轮的旋转带动齿轮两侧的齿板相向运动，从而带动限位块向着贯穿槽的槽口运动，再通过限位块拉扯两个夹持板表面的限位槽，使得两个夹持板相向靠近，进而增大对拱形钢板表面的挤压，使得夹持板与拱形钢板之间的夹持更加稳固。
10.优选的，所述贯穿槽的槽壁于齿轮对应位置固连有第一套筒；所述齿轮靠近第一套筒的一侧表面固连有第二套筒；所述第二套筒与第一套筒的内壁转动连接；工作时，当齿轮转动时，齿轮顶面的第二套筒在第一套筒内转动，通过第一套筒与第二套筒的配合，实现对齿轮的限位作用，防止由于齿轮旋转时的晃动，导致齿轮与齿板的发生错位，进而导致齿轮与齿板卡死，从而降低了本发明的故障率。
11.优选的，所述插孔内固连接有直杆；所述直杆与柱形槽滑动连接；所述直杆的底面固连有连接柱，所述连接柱底面开设有一字槽；工作时，当工人需要收拢限位块时，工人可使用螺丝刀，插入连接柱底部的一字槽内，之后工人旋转螺丝刀，通过螺丝刀带动连接柱旋转，再由连接柱带动直杆旋转，最后由直杆带动齿轮旋转，通过齿轮与齿板的配合实现限位块的收拢，通过直杆带动连接柱旋转，避免了工人插接铆钉的麻烦，进而降低了工人的安装难度，方便了工人的安装。
12.优选的，所述第二套筒的顶面开设有环形滑槽；所述环形滑槽内滚动连接有均匀设置有滚珠，且环形滑槽内设置有润滑油；工作时，当第二套筒旋转时，第二套筒顶部的环形滑槽内的滚珠与贯穿槽的内壁接触，通过滚珠的滚动降低了第二滚筒与贯穿槽的内壁之间的摩擦力，使得齿轮的旋转更加轻松，进而方便工人通过连接柱和直杆旋拧齿轮。
13.优选的，所述连接块的两端均固连有均匀设置的弹簧；所述弹簧远离连接块的一端固连有挤压板；工作时，工人将夹持板与连接板安装好后，弹簧会挤压挤压板，而挤压板则会挤压拱形钢板的表面，而主洞内壁对拱形钢板顶部的挤压，会使得拱形钢板的两端有向外张开的趋势，此时拱形钢板便与挤压板相互挤压，从而进一步的加强夹持板和连接块与拱形钢板之间的夹持固定。
14.优选的，两个所述夹持板内侧靠近隧道主洞的一端固连有楔形板；所述楔形板的顶面转动连接有均匀布置的第一滚轮；工作时，当拱形钢板的一端与楔形板接触时，会在第一滚轮的引导下，与挤压板发生挤压，从而将一部分向下的压力传递至连接块，再由连接块传递至斜井处的拱形钢板，从将隧道顶部的压力分散，并传递至隧道的地面。
15.优选的，所述限位块的顶面与底面均转动连接有均匀布置的第二滚轮；工作时，当工人将限位块塞入限位槽时，限位块顶面与底面的第二滚轮能够降低限位块与限位槽之间的摩擦力，进而方便工人的安装。
16.一种隧道交叉口拱架支护方法，该方法适用于上述所述的一种隧道交叉口拱架支护装置，包括以下步骤：
17.s1、工人先在隧道主洞与斜井的内壁表面安装钢柱与拱形钢板，再将拱形钢板与钢柱之间固定，完成对隧道主洞与斜井内壁连接处的初步固定；
18.s2、完成对拱形钢与钢柱连接处的初步固定后，工人先使用两个夹持板，夹住位置于隧道主洞拱形钢板的侧壁，再将夹持板一端的卡槽与位于斜井侧壁的拱形钢板之间进行卡接，再通过连接块两侧的限位块与夹持板表面的限位槽滑动连接，完成对两个夹持板的初步固定；
19.s3、之后工人再使用一字螺丝刀旋拧连接块底端的连接柱，再通过连接柱带动直杆转动，再由螺杆的转动，带动齿轮转动，最后通过齿轮带动齿板向内收拢，从而使限位块拉动两个夹持板相互靠拢，进而完成两个夹持板对拱形钢板的夹持固定，通过本发明将隧道主洞与斜井内壁的拱形钢板连接成整体，共同承担隧道主洞与斜井侧壁的重量，使得隧道主洞与斜井连接处较为薄弱内壁获得更好的支撑。
20.本发明的有益效果如下：
21.1.本发明所述的一种隧道交叉口拱架支护装置及方法，通过连接座将隧道主洞内壁的压力传递至斜井内壁的拱形钢板上，从而使得隧道主洞与斜井交叉处的内壁压力通过两个拱形钢板均匀的传递至隧道的地面，进而使得更好的支撑隧道主洞与斜井交叉处的内壁，防止局部的受力不均而导致隧道坍塌。
22.2.本发明所述的一种隧道交叉口拱架支护装置及方法，通过齿轮的旋转带动齿轮两侧的齿板相向运动，从而带动限位块向着贯穿槽的槽口运动，再通过限位块拉扯两个夹持板表面的限位槽，使得两个夹持板相向靠近，进而增大对拱形钢板表面的挤压，使得夹持板与拱形钢板之间的夹持更加稳固。
附图说明
23.下面结合附图对本发明作进一步说明。
24.图1是本发明的立体结构示意图；
25.图2是本发明中拱形钢板的结构示意图；
26.图3是本发明中连接座的结构示意图；
27.图4是本发明中连接座的剖视图；
28.图5是本发明中连接块的剖视图；
29.图6是图5中a处局部放大图；
30.图7是本发明中限位块的剖视图；
31.图8是本发明的方法流程图；
32.图中：1、隧道主洞；2、斜井；3、拱形钢板；4、连接座；5、钢柱；6、夹持板；7、卡槽；8、连接块；9、贯穿槽；10、限位块；11、限位槽；12、齿板；13、齿轮；14、插孔；15、柱形槽；16、第一套筒；17、第二套筒；18、直杆；19、连接柱；20、一字槽；21、环形滑槽；22、滚珠；23、弹簧；24、挤压板；25、楔形板；26、第一滚轮；27、第二滚轮。
具体实施方式
33.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
34.实施例一
35.如图1至图2所示，本发明实施例所述的一种隧道交叉口拱架支护装置，包括隧道主洞1；所述隧道主洞1的侧壁连通有斜井2；所述隧道主洞1与斜井2的内壁均固连有拱形钢板3；位于所述隧道主洞1与斜井2交叉口处的拱形钢板3之间连接有连接座4；所述拱形钢板3的底端固连有钢柱5；所述拱形钢板3与钢柱5的截面为工字形；工作时，在长距离的隧道施工过程中，由于隧道的行程过长，往往需要新开设一条斜井2，来连通隧道主洞1，以增加工作面，方便工人施工，而隧道主洞1与斜井2的交叉处的内壁由于结构的不完整，承重能力较为薄弱，为此可以使用本发明加以解决，首先工人将拱形钢板3固定在隧道主洞1与斜井2交叉处的内壁表面，而隧道主洞1表面的拱形钢板3靠近斜井2位置的底面，通过连接座4与斜井2内壁表面固定的拱形钢板3相连接，其他位置的拱形钢板3的底端均通过钢柱5与隧道地面相固定，通过连接座4将两个拱形钢板3连接起来，使得隧道主洞1内壁的压力通过连接座4传递至斜井2内壁的拱形钢板3上，从而使得隧道主洞1与斜井2交叉处的内壁压力通过两个拱形钢板3均匀的传递至隧道的地面，进而使得更好的支撑隧道主洞1与斜井2交叉处的内壁，防止局部的受力不均而导致隧道坍塌。
36.如图2至图3所示，其中所述连接座4包括两个夹持板6；两个所述夹持板6靠近斜井2的一端开设有卡槽7；所述夹持板6之间设置有连接块8；工作时，工人将两个夹持板6贴合至拱形钢板3的两侧表面，再通过连接块8将两个夹持板6连接起来，并将夹持板6一端的卡槽7与斜井2处拱形钢板3卡接，通过两个夹持板6对拱形钢板3进行固定，使得夹持板6能够适配不同尺寸的拱形钢板3，拓展了本发明的通用性。
37.如图3至图5所示，其中所述连接块8侧面开设有贯穿槽9；所述贯穿槽9的两个槽口均滑动连接有限位块10；两个所述夹持板6于限位块10对应位置开设有限位槽11；所述限位块10与限位槽11之间滑动连接；所述限位块10于贯穿槽9内的一端均固连有齿板12；两个所述齿板12之间啮合连接有齿轮13；所述齿轮13的表面开设有插孔14；所述连接块8底面于插孔14对应位置开设有柱形槽15，且柱形槽15与贯通槽连通；工作时，工人将连接块8两端的限位块10塞入限位槽11内，并在限位槽11内滑动，从而带动连接块8滑动至两个夹持板6中部位置，此时工人再将铆钉通过连接块8底端的柱形槽15插入齿轮13的插孔14内，之后再旋转铆钉，通过铆钉带动齿轮13旋转，再通过齿轮13的旋转带动齿轮13两侧的齿板12相向运动，从而带动限位块10向着贯穿槽9的槽口运动，再通过限位块10拉扯两个夹持板6表面的限位槽11，使得两个夹持板6相向靠近，进而增大对拱形钢板3表面的挤压，使得夹持板6与拱形钢板3之间的夹持更加稳固。
38.如图5至图6所示，其中所述贯穿槽9的槽壁于齿轮13对应位置固连有第一套筒16；所述齿轮13靠近第一套筒16的一侧表面固连有第二套筒17；所述第二套筒17与第一套筒16的内壁转动连接；工作时，当齿轮13转动时，齿轮13顶面的第二套筒17在第一套筒16内转动，通过第一套筒16与第二套筒17的配合，实现对齿轮13的限位作用，防止由于齿轮13旋转时的晃动，导致齿轮13与齿板12的发生错位，进而导致齿轮13与齿板12卡死，从而降低了本发明的故障率。
39.如图5所示，其中所述插孔14内固连接有直杆18；所述直杆18与柱形槽15滑动连接；所述直杆18的底面固连有连接柱19，所述连接柱19底面开设有一字槽20；工作时，当工人需要收拢限位块10时，工人可使用螺丝刀，插入连接柱19底部的一字槽20内，之后工人旋
转螺丝刀，通过螺丝刀带动连接柱19旋转，再由连接柱19带动直杆18旋转，最后由直杆18带动齿轮13旋转，通过齿轮13与齿板12的配合实现限位块10的收拢，通过直杆18带动连接柱19旋转，避免了工人插接铆钉的麻烦，进而降低了工人的安装难度，方便了工人的安装。
40.如图6所示，其中所述第二套筒17的顶面开设有环形滑槽21；所述环形滑槽21内滚动连接有均匀设置有滚珠22，且环形滑槽21内设置有润滑油；工作时，当第二套筒17旋转时，第二套筒17顶部的环形滑槽21内的滚珠22与贯穿槽9的内壁接触，通过滚珠22的滚动降低了第二滚筒与贯穿槽9的内壁之间的摩擦力，使得齿轮13的旋转更加轻松，进而方便工人通过连接柱19和直杆18旋拧齿轮13。
41.如图3所示，其中所述连接块8的两端均固连有均匀设置的弹簧23；所述弹簧23远离连接块8的一端固连有挤压板24；工作时，工人将夹持板6与连接板安装好后，弹簧23会挤压挤压板24，而挤压板24则会挤压拱形钢板3的表面，而主洞内壁对拱形钢板3顶部的挤压，会使得拱形钢板3的两端有向外张开的趋势，此时拱形钢板3便与挤压板24相互挤压，从而进一步的加强夹持板6和连接块8与拱形钢板3之间的夹持固定。
42.如图3所示，其中两个所述夹持板6内侧靠近隧道主洞1的一端固连有楔形板25；所述楔形板25的顶面转动连接有均匀布置的第一滚轮26；工作时，当拱形钢板3的一端与楔形板25接触时，会在第一滚轮26的引导下，与挤压板24发生挤压，从而将一部分向下的压力传递至连接块8，再由连接块8传递至斜井2处的拱形钢板3，从将隧道顶部的压力分散，并传递至隧道的地面。
43.实施例二
44.如图7所示，对比实施例一，其中本发明的另一种实施方式为：所述限位块10的顶面与底面均转动连接有均匀布置的第二滚轮27；工作时，当工人将限位块10塞入限位槽11时，限位块10顶面与底面的第二滚轮27能够降低限位块10与限位槽11之间的摩擦力，进而方便工人的安装。
45.一种隧道交叉口拱架支护方法，该方法适用于上述所述的一种隧道交叉口拱架支护装置，包括以下步骤：
46.s1、工人先在隧道主洞1与斜井2的内壁表面安装钢柱5与拱形钢板3，再将拱形钢板3与钢柱5之间固定，完成对隧道主洞1与斜井2内壁连接处的初步固定；
47.s2、完成对拱形钢与钢柱5连接处的初步固定后，工人先使用两个夹持板6，夹住位置于隧道主洞1拱形钢板3的侧壁，再将夹持板6一端的卡槽7与位于斜井2侧壁的拱形钢板3之间进行卡接，再通过连接块8两侧的限位块10与夹持板6表面的限位槽11滑动连接，完成对两个夹持板6的初步固定；
48.s3、之后工人再使用一字螺丝刀旋拧连接块8底端的连接柱19，再通过连接柱19带动直杆18转动，再由螺杆的转动，带动齿轮13转动，最后通过齿轮13带动齿板12向内收拢，从而使限位块10拉动两个夹持板6相互靠拢，进而完成两个夹持板6对拱形钢板3的夹持固定，通过本发明将隧道主洞1与斜井2内壁的拱形钢板3连接成整体，共同承担隧道主洞1与斜井2侧壁的重量，使得隧道主洞1与斜井2连接处较为薄弱内壁获得更好的支撑。
49.工作时，在长距离的隧道施工过程中，由于隧道的行程过长，往往需要新开设一条斜井2，来连通隧道主洞1，以增加工作面，方便工人施工，而隧道主洞1与斜井2的交叉处的内壁由于结构的不完整，承重能力较为薄弱，为此可以使用本发明加以解决，首先工人将拱
形钢板3固定在隧道主洞1与斜井2交叉处的内壁表面，而隧道主洞1表面的拱形钢板3靠近斜井2位置的底面，通过连接座4与斜井2内壁表面固定的拱形钢板3相连接，其他位置的拱形钢板3的底端均通过钢柱5与隧道地面相固定，通过连接座4将两个拱形钢板3连接起来，使得隧道主洞1内壁的压力通过连接座4传递至斜井2内壁的拱形钢板3上，从而使得隧道主洞1与斜井2交叉处的内壁压力通过两个拱形钢板3均匀的传递至隧道的地面，进而使得更好的支撑隧道主洞1与斜井2交叉处的内壁，防止局部的受力不均而导致隧道坍塌。
50.工人将两个夹持板6贴和至拱形钢板3的两侧表面，再通过连接块8将两个夹持板6连接起来，并将夹持板6一端的卡槽7与斜井2处拱形钢板3卡接，通过两个夹持板6对拱形钢板3进行固定，使得夹持板6能够适配不同尺寸的拱形钢板3，拓展了本发明的通用性。
51.工人将连接块8两端的限位块10塞入限位槽11内，并在限位槽11内滑动，从而带动连接块8滑动至两个夹持板6中部位置，此时工人再将铆钉通过连接块8底端的柱形槽15插入齿轮13的插孔14内，之后再旋转铆钉，通过铆钉带动齿轮13旋转，再通过齿轮13的旋转带动齿轮13两侧的齿板12相向运动，从而带动限位块10向着贯穿槽9的槽口运动，再通过限位块10拉扯两个夹持板6表面的限位槽11，使得两个夹持板6相向靠近，进而增大对拱形钢板3表面的挤压，使得夹持板6与拱形钢板3之间的夹持更加稳固。
52.当齿轮13转动时，齿轮13顶面的第二套筒17在第一套筒16内转动，通过第一套筒16与第二套筒17的配合，实现对齿轮13的限位作用，防止由于齿轮13旋转时的晃动，导致齿轮13与齿板12的发生错位，进而导致齿轮13与齿板12卡死，从而降低了本发明的故障率。
53.当工人需要收拢限位块10时，工人可使用螺丝刀，插入连接柱19底部的一字槽20内，之后工人旋转螺丝刀，通过螺丝刀带动连接柱19旋转，再由连接柱19带动直杆18旋转，最后由直杆18带动齿轮13旋转，通过齿轮13与齿板12的配合实现限位块10的收拢，通过直杆18带动连接柱19旋转，避免了工人插接铆钉的麻烦，进而降低了工人的安装难度，方便了工人的安装。
54.当第二套筒17旋转时，第二套筒17顶部的环形滑槽21内的滚珠22与贯穿槽9的内壁接触，通过滚珠22的滚动降低了第二滚筒与贯穿槽9的内壁之间的摩擦力，使得齿轮13的旋转更加轻松，进而方便工人通过连接柱19和直杆18旋拧齿轮13。
55.工人将夹持板6与连接板安装好后，弹簧23会挤压挤压板24，而挤压板24则会挤压拱形钢板3的表面，而主洞内壁对拱形钢板3顶部的挤压，会使得拱形钢板3的两端有向外张开的趋势，此时拱形钢板3便与挤压板24相互挤压，从而进一步的加强夹持板6和连接块8与拱形钢板3之间的夹持固定。
56.当拱形钢板3的一端与楔形板25接触时，会在第一滚轮26的引导下，与挤压板24发生挤压，从而将一部分向下的压力传递至连接块8，再由连接块8传递至斜井2处的拱形钢板3，从将隧道顶部的压力分散，并传递至隧道的地面。
57.当工人将限位块10塞入限位槽11时，限位块10顶面与底面的第二滚轮27能够降低限位块10与限位槽11之间的摩擦力，进而方便工人的安装。
58.上述前、后、左、右、上、下均以说明书附图中的图1为基准，按照人物观察视角为标准，装置面对观察者的一面定义为前，观察者左侧定义为左，依次类推。
59.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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保护范围的限制。
60.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。