[发明专利]适用于大断面隧道的半自动安装的钢拱架及其安装方法

说明书

本发明涉及一种适用于大断面隧道的半自动安装的钢拱架及其安装方法，所述的钢拱架通过以下方法安装在大断面隧道上：(1)取多段钢拱采用合叶式链铰依次连接组成整体，然后完全折叠运送至工地；(2)使用伸缩臂作业车托举钢拱架的顶部，并将折叠的钢拱架架设于设计位置，然后自动展开；(3)钢拱架架设定位后，将新架设的钢拱架的拱脚与之前固定安装好的钢拱架的拱脚采用钢筋焊接固定；(4)合上并固定相邻两段钢拱之间的合叶式链铰；(5)将新架设的钢拱架上的除拱脚外的其他部位与之前安装的钢拱架采用钢筋焊接起来。与现有技术相比，本发明具有施工安全性高、速度快、架设质量高、加工简单等优点。

技术领域

本发明涉及地下工程施工领域，尤其是涉及一种适用于大断面隧道的半自动安装的钢拱架及其安装方法。

背景技术

在不良围岩中掘进隧道，钢拱架是必不可少的支护构件之一，特别是型钢钢架如安装合理、及时，就能立即发挥其支护效果，这对于保障施工安全与控制地层变形都至关重要，这是其他支护构件不可比拟的。

常规方法下，每一轮隧道开挖完毕后，一般都需要工人在靠近开挖面的情况下完成钢拱的定位，随后安装拱桥并固定拱脚。这种架设方法将钢拱架分为若干段，由人工分段架设安装，然后用螺栓连接，施工安全性差、速度慢，占用作业循环时间比较长，且架设质量也存在问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种适用于大断面隧道的半自动安装的钢拱架及其安装方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种适用于大断面隧道的半自动安装的钢拱架，包括n段钢拱，其中，n为不小于2的正整数，所述的n段钢拱中，相邻两段钢拱通过一个合叶式链铰连接起来。

优选的，所述的合叶式链铰包括一根链铰轴，以及连接所述链铰轴并可分别绕其转动的两块连接钢板，所述的两块连接钢板还分别固定连接相邻的两段钢拱的端面。

更优选的，所述的两块连接钢板上还分别设有位置对应的多个螺栓孔；

钢拱架到位展开时，通过与所述螺栓孔的螺栓结构固定相邻两段钢拱，实现钢拱架的固定支护。

更优选的，所述合叶式链铰的链铰轴位于钢拱架的内侧，并满足链铰轴垂直于隧道开挖面。这样，当钢拱架在开挖面横向展开时，采用预留核心土开挖方法时，核心土会妨碍钢拱架的展开，因此本发明涉及的钢拱架特别适合大断面隧道。

一种适用于大断面隧道的半自动安装的钢拱架的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)取多段钢拱采用合叶式链铰依次连接组成整体，然后完全折叠运送至工地；

(2)使用伸缩臂作业车托举钢拱架的顶部，并将折叠的钢拱架架设于设计位置，然后自动展开；

(3)钢拱架架设定位后，将新架设的钢拱架的拱脚与之前固定安装好的钢拱架的拱脚采用钢筋焊接固定；

(4)合上并固定相邻两段钢拱之间的合叶式链铰；

(5)将新架设的钢拱架上的除拱脚外的其他部位与之前安装的钢拱架采用钢筋焊接起来。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)钢拱架加工完毕后可整体折叠，方便运输。

2)安装时采用机械安装为主，人工辅助定位连接。

3)一榀钢拱架可一次安装，施工效率高、速度快、成本低。

附图说明

图1为本发明的整理结构示意图；

图2为本发明的相邻钢拱的连接处的示意图；