[发明专利]一种用于处置隧道围岩的切削支撑两用机械设备及方法

说明书

本发明公开了一种用于处置隧道围岩的切削支撑两用机械设备及方法，属于隧道及地下工程辅助施工设备技术领域，通过设置行走机构便于装置的移动，通过调节连续顶推千斤顶的升起高度和倾斜角度使切削支撑系统贴近围岩。通过控制器分别控制切削机构和液压顶撑机构，提供了切削危岩和支撑围岩两种工作模式，装置使用便捷，省时省力，操作的安全性较高，且整个装置体积较小，能够适用于多种隧道环境，实用性强。

技术领域

本发明属于隧道及地下工程辅助施工设备技术领域，涉及一种用于处置隧道围岩的切削支撑两用机械设备及方法。

背景技术

在隧道的施工过程中，当进入围岩条件复杂，特别是碰到软弱水平状地层时，通常容易出现拱顶掉块超挖现象。在施工现场，对于没有完全丧失承载力的围岩，施工人员为了保护围岩的承载力通常采取种简易木撑法来顶撑松动围岩，对于已经丧失承载力并随时可能发生掉落的围岩，为了保证施工的安全，施工人员通常采取高压水冲射法来清理掉危岩。

但是简易木撑法顶撑范围有限，搭建和拆卸都需要在危岩下进行操作，这给施工工人带来了很大的安全隐患，同时木撑这种形式能提供的顶撑力有限，需要提供给临时支护的围岩的顶撑力又是不可预测的，所以这种方法并不适用于遇到大块松散围岩掉落的情况，而且这种方法灵活性差，支护并不及时，存在施工滞后的情况，这样一来，上述的工作效益和方法并不能有效的处理岩层掉块问题。对于高压冲水法，要是碰到上软下硬的岩层，围岩经高压水冲射后，会急剧的劣化围岩，同时还会扰动到上层围岩，带来更大面积的掉块超挖问题。这种问题在洞室拱部尤为明显和严重，不妥善处置最终可能导致拱部塌方等安全事故的发生。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于处置隧道围岩掉块的切削支撑两用机械设备，以解决现有的围岩处置装置无法实现利用同一装置进行支撑围岩和切削危岩的问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明公开了一种用于处置隧道围岩的切削支撑两用机械设备，包括移动顶升系统和切削支撑系统；所述移动顶升系统包括行走机构、液压顶撑机构和控制器，行走机构包括底部设有车轮的车架，控制器固定安装在车架上，控制器侧边安装有能够与控制器电性连接的电动机，液压顶撑机构由连续顶推千斤顶和伸缩变幅斜臂构成，连续顶推千斤顶利用转盘活动连接在车架上，转盘与电动机电性连接，伸缩变幅斜臂的一端固定连接在车架上且另一端与连续顶推千斤顶的侧壁滑动连接，连续顶推千斤顶的顶端活动连接有支护盆座；所述切削支撑系统包括切削机构和支顶机构，切削机构包括由上至下依次可拆卸连接的切削刀盘、液压马达和伸缩油缸；支顶机构包括套筒弹簧和固定连接在套筒弹簧上部的支座，伸缩油缸和套筒弹簧均固定连接在支护盆座上，液压马达与控制器电性连接。

优选地，所述支座设置有若干个，且以切削刀盘为圆心均匀布置。

进一步优选地，所述支座为橡胶支座。

优选地，所述支座上设有若干个卡位块和弹性橡胶支护块。

进一步优选地，所述弹性橡胶支护块和卡位块相间排列。

进一步优选地，所述弹性橡胶支护块内部安装有压力盒和应变计。

优选地，所述连续顶推千斤顶的外侧设有套筒，套筒通过转盘铰接在车架上。

进一步优选地，所述套筒与伸缩变幅斜臂连接的侧壁上设有滑槽。

优选地，所述连续顶推千斤顶的顶端通过万向球形铰与支护盆座连接。

进一步优选地，所述万向球形铰由位于上部的球形端头和位于底部且开口向上的碗式基座铰接而成。

进一步优选地，所述碗状结构包裹球形端头并超过球形端头的最大断面，但不完全包裹至球形端头上部的圆柱形结构处；碗状结构开口处的直径小于球形端头的直径。