[发明专利]一种用于隧道初期支护加固的组合式护拱台车及方法

说明书

本发明公开了一种用于隧道初期支护加固的组合式护拱台车及方法，它由多节移动式护拱单元体拼接而成；所述护拱单元体包括拱形工作台，在拱形工作台底部设有行走机构，顶部一侧设有多段搭接在一起构成拱形结构的弧形支撑梁，每段弧形支撑梁通过伸缩机构与拱形工作台相连；通过多节护拱单元体拼接成的组合式护拱台车，其包括收拢移动形态和扩展支撑形态，结构简单，轻便易携，实施便捷、可操作性强，通过两种工作形态的切换，可对隧道初期支护任意位置的变形段进行快速、可靠的支撑加固，配合上台车所提供的拱形工作台，便于工作人员进行高空作业，可大幅提高初期支护加固施工的工作效率缩短施工周期，减少财力和时间投入，操作安全、高效，实用性强。

技术领域

本发明涉及一种用于隧道初期支护加固的组合式护拱台车及方法，属于隧道建设技术领域。

背景技术

作为地下构筑物，隧道的施工难度较大，施工风险突出，特别是在穿越软弱围岩或不良地质段时，隧道初期支护的结构可靠性无法得到有效的保证。具体而言，当地质条件较差时，或因为施工操作不规范等原因，隧道施工过程中常出现初期支护开裂变形、沉降变形乃至侵限失稳等诸多问题，进而严重威胁施工安全及结构可靠性。针对上述情况，实际施工中最常用的处治措施是在初期支护的内侧增设可确保施工期间初期支护稳定性的临时护拱，继而在临时护拱的保护下进行诸如径向注浆加固、换拱等施工作业。待相应的加固措施可以确保初期支护稳定性后，再对临时护拱进行拆除。作为一种临时性的辅助施工措施，临时护拱需要反复进行架立及拆除工作，施工工序相对繁琐。目前施工现场多采用人工操作的方式，其架立及拆除过程所耗费的时间相对较长，且临时护拱所用到的工字钢在拆除过程中容易损坏，材料利用率较低。此外，考虑到临时护拱是在初期支护存在安全隐患的前提下增设的，其施工过程中初期支护存在的失稳破坏的可能性，采用人工施作的方法存在一定的安全隐患。

可以看出，现有采用人工施作临时护拱的方法存在着施工费时长、材料利用率低、施工人员安全隐患较大等诸多问题。鉴于上述考虑，研究一种能显著提高施工效率、材料利用率并能改善施工安全性的组合式护拱台车已经成为工程界亟待解决的问题。

发明内容

鉴于此，本发明的目的是提供一种用于隧道初期支护加固的组合式护拱台车及方法，可以克服现有技术的不足。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于隧道初期支护加固的组合式护拱台车，它由多节移动式护拱单元体拼接而成；所述护拱单元体包括拱形工作台，在拱形工作台底部设有行走机构，顶部一侧设有多段搭接在一起构成拱形结构的弧形支撑梁，每段弧形支撑梁通过伸缩机构与拱形工作台相连。

前述相邻的护拱单元体之间通过伸缩式纵向连接构件可拆卸连接。

在前述护拱单元体的弧形支撑梁上还设有监控量测设备，所述监控量测设备包括设置在弧形支撑梁顶部的土压力盒，及设置在弧形支撑梁内侧的钢筋应力计。

前述拱形工作台包括多层台阶设置的平台框架，在平台框架一侧设有呈拱形结构设置的支撑架，在支撑架上布设有用于固定伸缩机构的安装座；在平台框架和支撑架底部处设有立柱，所述行走机构设置在立柱底端。

前述行走机构包括位于立柱底部的V形斜腿构件，V形斜腿构件的底端设有扩大钢垫板；并且在V形斜腿构件中部设有伸缩式支撑杆及与之连接的轴承滚轮。

前述弧形支撑梁为三段设置，包括拱部弧形钢梁，在拱部弧形钢梁两端对称设有侧部弧形钢梁，拱部弧形钢梁两端底面设有搭接段，侧部弧形钢梁上端设有与之匹配的搭接槽，使三段弧形钢梁在扩展支撑状态下通过槽形实现搭接，使得三段弧形钢梁之间形成互相托起的结构。

一种用于隧道初期支护加固的方法，其包括以下步骤：

s1、隧道正常施工阶段，通过伸缩式纵向连接构件可将多节护拱单元体连接为一个整体，构成组合式护拱台车，并布置于隧道内的上或中台阶尾部备用；