本實(shí)用新型涉及一種隧道施工時(shí)鋼拱架安裝與水平撐緊系統(tǒng)，具體的說是一種敞開式TBM鋼拱架安裝水平撐緊系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，隧道施工主要有鉆爆法和隧道掘進(jìn)機(jī)施工兩種方法。其中隧道掘進(jìn)機(jī)施工方法因施工速度快、連續(xù)作業(yè)性強(qiáng)、機(jī)械化程度高、通風(fēng)環(huán)保效果好、施工安全性高、質(zhì)量控制性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)而占據(jù)主導(dǎo)地位。隧道開挖后，巖體的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生改變，巖體產(chǎn)生了趨向隧道內(nèi)的變形收斂，當(dāng)圍巖變形量過大時(shí)，會(huì)造成圍巖失穩(wěn)，直至塌方。所以當(dāng)圍巖強(qiáng)度低、自穩(wěn)能力差、塌方、收斂變形大等因素危及施工人員與機(jī)械設(shè)備安全時(shí)，為確保施工安全，需使用鋼拱架進(jìn)行初期支護(hù)。

針對鋼拱架進(jìn)行初期支護(hù)的要求，設(shè)計(jì)敞開式TBM鋼拱架安裝水平撐緊系統(tǒng)，面臨以下難題：

1、目前我們敞開式TBM拱架作業(yè)是由人工配合拱架安裝器來完成的，需要很強(qiáng)的可操作性。

2、拱架安裝器自帶撐緊油缸只能保證隧道上部及左右兩側(cè)的拱架能夠撐緊而貼緊巖面，隧道底部拱架懸空貼不緊巖面。

3、當(dāng)上部及左右兩側(cè)油缸收回時(shí)，鋼拱架會(huì)整體下落，嚴(yán)重影響支護(hù)強(qiáng)度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種敞開式TBM鋼拱架安裝水平撐緊系統(tǒng)，采用水平張緊裝置將兩側(cè)的拱架撐緊，有效地解決了拱架底部不能緊貼巖面的問題，拱圈完整性得到保障。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案：

敞開式TBM鋼拱架安裝水平撐緊系統(tǒng)，包括水平張緊裝置，所述水平張緊裝置一端與第一拱架可拆卸連接，水平張緊裝置另一端與第二拱架可拆卸連接；所述第一拱架底部和第二拱架底部之間連接有活動(dòng)夾板，水平張緊裝置帶動(dòng)第一拱架和第二拱架移動(dòng)以完成撐緊。活動(dòng)夾板將第一拱架和第二拱架連接成為一個(gè)整體，通過水平張緊裝置可以撐緊第一拱架和第二拱架，形成更好的支護(hù)強(qiáng)度，能使剛拱架提供更好的初期支護(hù)。

所述水平張緊裝置兩端均連接卡扣，所述卡扣與第一拱架或第二拱架相連接?？劭筛鶕?jù)需要更換尺寸，通過設(shè)置卡扣，可以方便快速完成水平張緊裝置與拱架間的連接。

所述活動(dòng)夾板一端通過第一活動(dòng)連接件與第一拱架連接，活動(dòng)夾板另一端通過第二活動(dòng)連接件與第二拱架連接?；顒?dòng)夾板通過活動(dòng)連接件與拱架連接，可根據(jù)現(xiàn)場需求，確定活動(dòng)夾板與第一拱架和第二拱架的連接位置。

所述活動(dòng)夾板上設(shè)置多個(gè)開口，所述第一活動(dòng)連接件和第二活動(dòng)連接件配合設(shè)置于開口處。第一活動(dòng)連接件穿過開口與第一拱架連接，第二活動(dòng)連接件穿過開口與第二拱架連接。設(shè)置多個(gè)開口，可以調(diào)整活動(dòng)連接件與拱架的連接位置，從而調(diào)整活動(dòng)夾板的位置，以更好的保證拱架底部能緊貼巖面。

優(yōu)選的，所述開口為長條形?；顒?dòng)連接件可以固定于長條形開口的任意位置，可以滿足活動(dòng)連接件在小范圍內(nèi)調(diào)整位置，使活動(dòng)夾板連接于拱架上的位置更加符合要求。

優(yōu)選的，所述活動(dòng)夾板為圓弧形。與拱架的形狀相匹配，圓弧形的活動(dòng)夾板與拱架的連接更可靠。

優(yōu)選的，所述活動(dòng)夾板兩端分別插設(shè)于第一拱架和第二拱架內(nèi)?；顒?dòng)夾板插設(shè)在拱架內(nèi)，拱架對活動(dòng)夾板起到一定的限位和固定作用，再通過活動(dòng)連接件使得活動(dòng)夾板與拱架的連接更可靠。

所述水平張緊裝置為水平設(shè)置的液壓伸縮裝置。

敞開式TBM鋼拱架安裝水平撐緊系統(tǒng)的操作方法，包括以下步驟：

采用活動(dòng)夾板將第一拱架和第二拱架連接成整體，并固定住活動(dòng)夾板在第一拱架和第二拱架上的位置；

將水平張緊裝置連接在第一拱架和第二拱架上，水平張緊裝置將第一拱架和第二拱架撐緊；

撐緊完成后，取下水平張緊裝置。

優(yōu)選的，在取下水平張緊裝置前，將活動(dòng)夾板兩端分別與第一拱架和第二拱架焊接緊固。保證活動(dòng)夾板在拱架安裝完成后不會(huì)發(fā)生錯(cuò)動(dòng)。

本實(shí)用新型的有益效果為：

本實(shí)用新型通過活動(dòng)夾板將兩側(cè)拱架連接，可以有效地解決拱架底部不能緊貼巖面的問題，拱圈完整性得到保障，保證了鋼拱架的支護(hù)效果。

本實(shí)用新型進(jìn)行撐緊所涉及的器械小巧輕便，能留出空間，安全有保障。

本實(shí)用新型的操作步驟簡單，人員不需要花費(fèi)過多的學(xué)習(xí)成本，即可熟練進(jìn)行操作。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型水平撐緊系統(tǒng)示意圖；

圖2為撐緊后的拱架示意圖；

圖中，1為活動(dòng)夾板，2為固定螺栓，3為卡扣，4為水平張緊裝置，5為第一拱架，6為第二拱架。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。

如圖1-圖2所示，敞開式TBM鋼拱架安裝水平撐緊系統(tǒng)，包括水平張緊裝置4，水平張緊裝置4一端與第一拱架5可拆卸連接，水平張緊裝置4另一端與第二拱架6可拆卸連接，第一拱架5和第二拱架6為待連接的拱架；第一拱架5底部和第二拱架6底部之間連接有活動(dòng)夾板1，水平張緊裝置4帶動(dòng)第一拱架5和第二拱架6移動(dòng)以完成撐緊。第一拱架5和第二拱架6是完整拱架結(jié)構(gòu)下部兩側(cè)的拱架，活動(dòng)夾板1將第一拱架5和第二拱架6連接起來，能使拱架底部可以很好的緊貼巖面，拱架完整性和支護(hù)效果都有進(jìn)一步提升。

水平張緊裝置4兩端均連接卡扣3，卡扣3與第一拱架5或第二拱架6相連接。卡扣3采用3cm分厚的鋼板焊接而成，鋼拱架為I16工字鋼(寬88mm)，卡扣大小為96mm，其中卡扣與拱架使用M24螺栓固定?？筛鶕?jù)現(xiàn)場拱架規(guī)格更換卡扣。

活動(dòng)夾板1一端通過第一活動(dòng)連接件與第一拱架5連接，活動(dòng)夾板1另一端通過第二活動(dòng)連接件與第二拱架6連接。本實(shí)施例中，第一活動(dòng)連接件和第二活動(dòng)連接件均采用固定螺栓2。固定螺栓2位置可根據(jù)拱架張緊情況進(jìn)行環(huán)向移動(dòng)，不影響拱架收縮擴(kuò)張。

活動(dòng)夾板1上設(shè)置多個(gè)長條形開口，第一活動(dòng)連接件和第二活動(dòng)連接件配合設(shè)置于長條形開口處。第一活動(dòng)連接件穿過長條形開口與第一拱架5連接，第二活動(dòng)連接件穿過長條形開口與第二拱架6連接?；顒?dòng)連接件可以固定于長條形開口的任意位置，可以滿足活動(dòng)連接件在小范圍內(nèi)調(diào)整位置，使活動(dòng)夾板連接于拱架上的位置更加符合要求。

活動(dòng)夾板1為圓弧形。與拱架的形狀相匹配，圓弧形的活動(dòng)夾板與拱架的連接更可靠。

活動(dòng)夾板1兩端分別插設(shè)于第一拱架5和第二拱架6內(nèi)。活動(dòng)夾板插設(shè)在拱架內(nèi)，拱架對活動(dòng)夾板起到一定的限位和固定作用，再通過活動(dòng)連接件使得活動(dòng)夾板與拱架的連接更可靠。

水平張緊裝置4為水平設(shè)置的液壓伸縮裝置，水平張緊裝置4油缸油路可以連接到拱架安裝器上，共用一座泵站，安裝閥塊控制，便于現(xiàn)場操作。根據(jù)液壓原理，使用液壓油缸提供張緊力，在拱架安裝器自身的油缸全部撐緊后，用卡扣將水平緊張裝置與兩側(cè)鋼拱架連接，啟動(dòng)水平張緊裝置，達(dá)到拱架水平撐緊目的，然后通過活動(dòng)夾板以及螺栓固定拱架，完成拱架的安裝。

敞開式TBM鋼拱架安裝水平撐緊系統(tǒng)的操作方法，包括以下步驟：

當(dāng)拱架拼裝完成后，確定立拱架位置，利用拱架安裝器自帶的油缸將拱架上部撐緊；

采用活動(dòng)夾板1在第一拱架5和第二拱架6底部將第一拱架5和第二拱架6連接成整體，并擰緊固定螺栓2，以固定住活動(dòng)夾板1在第一拱架5和第二拱架6上的位置；

將水平張緊裝置4連接在第一拱架5和第二拱架6上，水平張緊裝置4將第一拱架5和第二拱架6撐緊，將活動(dòng)夾板1兩端分別與第一拱架5和第二拱架6焊接緊固；

撐緊完成后，取下水平張緊裝置4，完成拱架安裝。

上述雖然結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。