[发明专利]一种隧道施工的主动应力消除装置和主动应力消除方法

权利要求书

1.一种隧道施工的主动应力消除装置，包括消力拱架(1)，所述消力拱架(1)的两端分别焊接于两个定位脚(2)的上表面，消力拱架(1)上开设有以消力拱架圆心为中心圆周排布的衔接口(3)，且消力拱架(1)上开设有锚孔(4)，其特征在于：所述消力拱架(1)的内部开设有空腔(5)，消力拱架(1)外侧面的中部开设有十三个与空腔(5)连通的导出孔(6)，消力拱架(1)背面和正面对应导出孔(6)的位置均开设有与空腔(5)连通的斜孔(7)，所述空腔(5)的内部且对应斜孔(7)的位置设置有气动挤压机构(8)，所述消力拱架(1)外侧面对应导出孔(6)的位置设置有喷射机构(9)；所述喷射机构(9)包括基板(91)、喷射囊(92)、顶杆(93)、顶板(94)、顶头(95)、顶刺(96)、喷射槽(97)、圆孔(98)和套环(99)，所述基板(91)下表面的中部与异形传动囊(81)位于导出孔(6)内的挤压端固定连接，基板(91)的上表面粘接于喷射囊(92)的下表面，每个喷射机构(9)内的喷射囊(92)相互连通，喷射囊(92)的入料口位于消力拱架(1)的顶端，喷射囊(92)的内底壁固定连接有四个顶杆(93)，喷射囊(92)顶壁对应四个顶杆(93)的位置开设有圆孔(98)，圆孔(98)内壁粘接于套环(99)的外侧面，顶杆(93)的固定套接在套环(99)内，且顶杆(93)的顶端延伸至喷射囊(92)的上侧并固定连接有顶板(94)下表面的中部，顶板(94)的上表面粘接有顶头(95)，所述顶板(94)的下表面且位于顶杆(93)的左右两侧粘接有顶刺(96)，所述喷射囊(92)内底壁对应顶板(94)下表面两侧顶刺(96)的位置均开设有喷射槽(97)，所述喷射槽(97)的深度是喷射囊(92)顶壁后端的二分之一；所述喷射囊(92)为橡胶囊，所述顶刺(96)指向喷射囊(92)的一端呈尖锐状，所述喷射囊(92)的厚度范围为四至六毫米之间，所述顶头(95)为橡胶软头,所述顶刺(96)底端至喷射囊(92)内底壁的距离与喷射囊(92)的高度差值范围为四至十毫米。

2.根据权利要求1所述的一种隧道施工的主动应力消除装置，其特征在于：所述气动挤压机构(8)由与空腔(5)形状契合的异形传动囊(81)、两个斜孔(7)内均插接有的挤压杆(82)、挤压杆(82)远离异形传动囊(81)一端设置有密封机构(83)，斜孔(7)的上侧壁且靠近其开口处开设的五个齿槽(84)、挤压杆(82)上侧壁靠近异形传动囊(81)一侧开设的矩形槽(85)、矩形槽(85)底壁粘接的U形弹片(86)，U形弹片(86)远离矩形槽(85)底壁的一端粘接的卡齿(87)组成，所述U形弹片(86)处于压缩状态，五个齿槽(84)中的每一个齿槽(84)的直角边均靠近挤压杆(82)的上侧，齿槽(84)的一个锐角指向斜孔(7)的开口处，卡齿(87)与齿槽(84)契合且齿槽(84)的深度小于卡齿(87)的高度，异形传动囊(81)的外表面与空腔(5)的内壁粘接，每个气动挤压机构(8)内的异形传动囊(81)相互连通，异形传动囊(81)的充气口位于消力拱架(1)内壁的左端，所述异形传动囊(81)还包括分别延伸入导出孔(6)和两个斜孔(7)内的挤压端，延伸至两个斜孔(7)内的挤压端分别与两个挤压杆(82)固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种隧道施工的主动应力消除装置，其特征在于：所述密封机构(83)包括封板(831)、封孔(832)、半圆孔(833)、半圆柱(834)、三角棱柱(835)、密封槽(836)、密封垫(837)和弧形垫块(838)，所述挤压杆(82)远离异形传动囊(81)的一端粘接有封板(831)，封板(831)上从左至右依次开设有四个封孔(832)，挤压杆(82)远离异形传动囊(81)的一端对应封孔(832)的位置开设有半圆孔(833)，所述半圆孔(833)的内部设置有半圆柱(834)，所述半圆柱(834)的弧面上粘接有均匀排布的弧形垫块(838)，弧形垫块(838)远离半圆柱(834)的一端与半圆孔(833)的内壁接触，所述半圆柱(834)的上表面粘接有三角棱柱(835)的底面，三角棱柱(835)的左右两侧面上均开设有密封槽(836)，且密封槽(836)内壁的上下两侧之间粘接有密封垫(837)。