[发明专利]一种管片支护装置及其工作方法

说明书

本发明提出了一种管片支护装置及其工作方法，包括护盾机构和管片抓取机构，所述护盾机构与行走机构相连接，行走机构上设置有拼装轨道且行走机构通过调节机构与拼装轨道相连接，拼装轨道上活动设置有管片驱动机构，管片驱动机构与管片抓取机构相连接，管片抓取机构与管片运输机构相配合。本发明整体结构设计紧凑，可在钻爆法施工中用于管片拼装进行支护，解决现有钻爆法施工中支护繁琐、支护周期长等问题。同时本发明将管片拼装机与盾构机分离，适用于大直径隧道钻爆法施工环境中，应用方便、实用性强、灵活性高。

技术领域

本发明涉及管片拼装的技术领域，尤其涉及一种管片支护装置及其工作方法。

背景技术

随着隧道与地下工程的大量建设，在极大推动我国地下工程技术发展的同时也带来了新的技术挑战，“深”、“长”、“险”、“大”已成为当前隧道工程的主要特点；在目前隧道工程中利用传统钻爆法施工时，基本采用“喷射混凝土+钢筋网+锚杆+钢拱架+二次衬砌”的支护模式，但随着隧道开挖过程中应力的逐步释放，岩体的持续流变或遇水后膨胀，使支护结构处于极高的受力状态，经常出现锚杆拉断失效、钢拱架扭曲或剪断、喷射混凝土出现开裂等现象。同时“初衬+二次衬砌”支护工序繁琐，周期较长。而采用盾构法施工时采用管片支护方式，将管片迅速准确地安装到刚刚开挖好的隧道表面，用来支护隧道表面，防止地下水的渗透与地表沉降，形成更加稳固的支护系统；但是目前在钻爆法施工中，鲜有利用管片进行支护，主要是由于大型管片拼装机械设备灵活性差，对应用环境要求高等因素影响。

发明内容

针对现有钻爆法施工中，鲜有利用管片进行支护，主要是由于大型管片拼装机械设备灵活性差，对应用环境要求高的技术问题，本发明提出一种管片支护装置及其工作方法。

为了解决上述问题，本发明的技术方案是这样实现的：

一种管片支护装置，包括护盾机构和管片抓取机构，所述护盾机构与行走机构相连接，行走机构上设置有拼装轨道且行走机构通过调节机构与拼装轨道相连接，拼装轨道上活动设置有管片驱动机构，管片驱动机构与管片抓取机构相连接，管片抓取机构与管片运输机构相配合。

优选地，所述行走机构包括行走机架，行走机架下部设置有行走组件，行走机架与护盾机构相连接，行走机架上分别安装有拼装轨道、动力站和操作平台且行走机架通过调节机构与拼装轨道相连接，动力站与调节机构相连接。

优选地，所述行走组件包括行走轮和驱动机构，行走轮安装在行走机架下部且行走轮与驱动机构相连接。

优选地，所述拼装轨道包括固定齿圈组件和活动齿圈组件，固定齿圈组件安装在行走机架的横梁上，活动齿圈组件分别与固定齿圈组件和调节机构活动连接且活动齿圈组件与固定齿圈组件整体形成弧形拼装轨道，活动齿圈组件上活动安装有管片驱动机构。

优选地，所述调节机构包括变幅油缸，变幅油缸分别与活动齿圈组件和固定齿圈组件活动连接，变幅油缸与动力站相连接。

优选地，所述管片驱动机构包括驱动架，驱动架与管片抓取机构为一体成型结构，驱动架上设置有驱动齿轮和动力源，动力源与驱动齿轮相连接，驱动齿轮与活动齿圈组件和固定齿圈组件相啮合。

优选地，所述活动齿圈组件包括活动齿圈和活动机架，活动齿圈固定在活动机架上，固定齿圈组件包括固定齿圈和固定机架，固定齿圈固定在固定机架上，固定机架与行走机架固定连接，活动机架与固定机架铰接且活动机架与调节机构中的变幅油缸相连接；所述活动齿圈和固定齿圈与管片驱动机构中的驱动齿轮相啮合。

一种管片支护装置，包括护盾机构和管片抓取机构，所述护盾机构与门子梁相连接且护盾机构通过第一推进机构与门子梁相连接，门子梁与支撑梁相连接，护盾机构与门子梁下部均设置有滑动机构；所述支撑梁上设置有滑轨，滑轨上滑动设置有拼装轨道且拼装轨道分别通过第二推进机构和调节机构与支撑梁之间相连接。