[发明专利]隧道落石塌方的智能钢拱架柔性防护装置

说明书

本发明公开了一种用于隧道落石塌方的智能钢拱架柔性防护装置，包括拱架主体系统和柔性防护系统；所述的拱架主体系统包括拱形的刚性高强度钢架以及底座；所述的柔性防护系统包括设置在所述的刚性高强度钢架上沿着拱架的圆弧反向设有两个平行的支撑杆，在两个支撑杆之间间隔的设有导向杆，所述的导向杆与支撑杆之间通过连接件相连；且在相邻的双向导向杆之间设有多个与双向导向杆轴线方向垂直且与双向导向杆相连的滚动轴，在所述的滚动轴上套装有柔性滚筒。

技术领域

本发明涉及一种用于隧道落石塌方的智能钢拱架柔性防护装置。

背景技术

现阶段，随着经济建设的飞速发展，大批水利水电工程、铁路公路交通工程等重大基础工程加快了建设步伐，并且建设重心向地形地质条件极端复杂的西部山区、岩溶地区转移，这都大大促进了隧洞工程的建设。在隧道施工中，为提高围岩稳定性和施工安全性，软弱围岩通常需要进行拱架安装支护。在隧道施工初支后、二衬施工前，发生的塌方落石灾害常给搭设的拱架造成了不可修复的重创，导致了严重的人员伤亡，造成了工期延误及经济损失。现阶段，相关专家学者尚未针对落石塌方灾害研制出一种有效的拱架防护措施或装置。因此，有必要针对隧道及地下工程中的落石塌方，发明一种拱架柔性防护装置及预警系统，使施工单位能及时准确地了解塌方信息，尽快采取应急措施，减小损失。

发明内容

本发明为克服上述技术的不足，提供一种操作简便、方便监测的隧道落石塌方的智能钢拱架柔性防护装置及预警系统。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种用于隧道落石塌方的智能钢拱架柔性防护装置，包括拱架主体系统和柔性防护系统；所述的拱架主体系统包括拱形的刚性高强度钢架以及底座；所述的柔性防护系统包括设置在所述的刚性高强度钢架上沿着拱架的圆弧反向设有两个平行的支撑杆，在两个支撑杆之间间隔的设有连接杆，连接杆的两端固定在两个支撑杆上，在所述的连接杆上套装有导向杆，所述的导向杆与支撑杆之间设有弹性装置；且在相邻的双向导向杆之间设有多个与双向导向杆轴线方向垂直且与双向导向杆相连的滚动轴，在所述的滚动轴上套装有柔性滚筒。

进一步的，所述的支撑杆通过立柱与所述的刚性高强度钢架相连，且在所述的立柱上设有缓冲减震垫块。

进一步的，所述的柔性防护系统还包括栅栏式拦石网，所述的栅栏式拦石网设置在刚性高强度钢架顶部，位于柔性滚筒下方。

进一步的，所述的并列滚动轴均嵌套多个柔性滚筒，所述的柔性滚筒与滚动轴之间通过轴承连接，涂有润滑油，不同滚动轴上的柔性滚筒之间有间隙，可无阻力滚动。

进一步的，在所述的双向导向杆之间也设有弹性装置。

进一步的，所述的弹性装置为高强度弹簧。

进一步的，还包括智能监测与数据采集系统，所述智能监测与数据采集系统包括多种传感器及无线传输装置，柔性滚筒内设置有转速传感器和压力传感器，可对柔性滚筒和主轴之间的压力、转数、转速、角度、角速度信息进行检测；

所述无线传输装置内嵌在柔性滚筒内，收集到的信号通过无线传输装置传送到数据分析反馈系统。

进一步的，还包括数据分析反馈系统，所述数据分析反馈系统包括计算机、伺服控制器以及远程控制室，负责对智能监测系统收集到的数据进行储存、整理、处理、分析，实现全自动化处理。

所述数据分析反馈系统通过对监测数据的分析，对不同种类的塌方进行预警、预报，反馈至报警系统，使施工单位能及时准确地了解塌方信息，尽快采取应急措施，减小损失。