一种隧道拱顶加固施工系统技术方案

本发明专利技术属于隧道施工技术领域，具体涉及一种隧道拱顶加固施工系统，包括锚具、锚具推送装置和封孔装置，本发明专利技术的锚具在到达锚孔内端时受到锚孔内端面挤压，能够自动将膨胀块弹出，膨胀块张紧在锚孔内壁上实现锚具的初步固定，为后续施工提供了便利；本发明专利技术的封孔装置注浆时两端充液囊首先进行注浆，充液囊膨胀后张紧在锚孔内壁上，一方面起到固定封孔装置的作用，另一方面能够避免后续注浆过程中浆液进入锚具所在空间使锚具机械机构失效；本发明专利技术的锚具推送装置能够有效的将锚具送入拱顶锚孔中，节省了人力，另外锚具推送装置的推送角度可调，能够适应不同角度孔道的施工，降低了设备成本。

A construction system of tunnel vault reinforcement

【技术实现步骤摘要】
一种隧道拱顶加固施工系统
本专利技术属于隧道施工
，具体涉及一种隧道拱顶加固施工系统。
技术介绍
隧道拱顶开掘完毕后，为保障后续施工安全以及后期隧道结构强度需要对拱顶进行加固，传统方法一般采用拉筋进行加固，即沿拱顶弧面的专利技术穿插拉筋，使拱顶内壁与山体内部岩体连为一体，然而在加固施工过程中存在诸多问题，例如在顶部拉筋穿插过程中，孔眼均为开口向下的倒置孔，而传统加固施工基本依靠人工进行穿线，人工举升拉筋不仅劳动强度大，而且拉筋存在向下掉落的风险，施工难度较大；另外部分隧道受到空间限制，无法穿插较长的拉筋，为隧道设计施工造成了较大的局限性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种隧道拱顶加固施工系统,能够提高隧道拱顶加固施工效率和安全性。本专利技术采取的技术方案具体如下：一种隧道拱顶加固施工系统，包括锚具、锚具推送装置和封孔装置，所述锚具包括锚具本体，所述锚具本体上设有沿径向活动设置的膨胀块，以及用于驱动膨胀块沿径向向外膨胀的驱动块，所述驱动块与锚具本体之间设有第一弹性单元，第一弹性单元被装配为其弹力能够驱使驱动块驱动膨胀块沿径向向外膨胀；还包括锁止机构和解锁机构，所述锁止机构被装配为当其处于锁止状态时能够阻止驱动块驱动膨胀块沿径向向外膨胀，所述解锁机构被装配为当锚具本体到达锚孔内端时解锁机构能够受到锚孔内端面挤压并触发锁止机构解锁；所述封孔装置位于锚具外侧，所述封孔装置与锚具固接，所述封孔装置包括内盘、外盘，以及连接内盘和外盘的中心轴，所述内盘和外盘的外环面均设有环形充液囊，所述内盘和外盘上的充液囊相互连通，所述外盘上设有充液阀，所述充液阀包括进液口、第一出液口和第二出液口，所述进液口与注浆管路连通，第一出液口与外盘上的充液囊连通，第二出液口与内盘和外盘之间的环形空间连通，所述充液阀被装配为能够在以下两工位间切换：工位一，进液口与第一出液口连通；以及工位二，进液口与第二出液口连通，所述内盘与锚具外侧端面贴合；所述锚具推送装置包括推杆以及推杆输送机构，所述外盘可拆卸式安装在推杆顶端，所述推杆输送机构安装在工作台架上，推杆输送机构用于输送推杆向锚孔内穿插，所述推杆输送机构包括输送对辊和止回机构，所述止回机构被装配为当推杆向锚孔内运动时能够自由通过所述止回机构，而当推杆从锚孔内退出时止回机构能够将推杆夹紧以阻止其退出。所述膨胀块沿锚具本体周向对称设置至少两个；所述驱动块沿锚具本体的轴向活动设置，所述膨胀块上设有斜楔面，所述驱动块上设有与斜楔面配合的斜楔驱动面，所述第一弹性单元的弹力沿锚具本体的轴向作用于驱动块上，所述斜楔面和斜楔驱动面的装配方向被设置为当驱动块向锚孔外侧滑动时能够驱动膨胀块沿锚具本体径向向外膨胀；所述驱动块上设有用于连接钢绞线的索孔。所述锁止机构包括与斜楔面邻接的第一端面，以及与斜楔驱动面邻接的第二端面，所述第一端面和第二端面与锚具本体的轴线方向垂直，当第一端面与第二端面挡接并在第一弹性单元作用下相互抵紧时锁止机构处于锁止状态；当膨胀块沿锚具本体径向向外滑动一段预设距离时能够使第一端面与第二端面脱离并使斜楔面和斜楔驱动面在第一弹性单元作用下相互抵触，此时锁止机构处于解锁状态；所述解锁机构被装配为当其受到锚孔内端面挤压时能够驱动处于锁止状态的驱动块沿锚具本体径向向外滑动所述预设距离；所述解锁机构包括沿锚具本体轴向活动设置的推块，所述推块上设有与斜楔面配合的斜面，所述推块上连有顶杆，所述顶杆平行于锚具本体的轴向设置，且顶杆凸伸至锚具本体的顶端外侧并朝向锚孔内端面凸伸设置。所述顶杆或推块与锚具本体之间设有第二弹性单元，所述第二弹性单元被装配为其弹力能够驱使顶杆和推块向锚具本体的顶部凸伸；所述顶杆凸伸至锚具本体外部的一端连有一推板；所述锚具本体上沿径向开设有T型滑槽，所述膨胀块上设有与T型滑槽滑动配合的T型块；所述膨胀块朝向锚孔内壁的一侧为圆弧面，且该圆弧面上设有凸钉。所述锚具本体包括轴线间隔设置的第一盘体和第二盘体，第一盘体和第二盘体之间通过中心柱连为一体；所述驱动块和膨胀块沿中心柱轴向分布于第一盘体和第二盘体之间，其中膨胀块滑动设置在第一盘体上，驱动块靠近第二盘体设置，所述第一弹性单元为设置在第二盘体与驱动块之间的压簧；所述顶杆滑动设置在第二盘体上；所述第二弹性单元是设置在推板与第二盘体端面之间的压簧。还包括压力感应驱动机构，所述压力感应驱动机构被装配为当充液囊内的压力未达到预设压力时充液阀处于所述工位一，而当充液囊内的压力达到预设压力时压力感应驱动机构驱动充液阀切换至所述工位二。所述充液阀包括阀壳和阀芯，所述阀壳内设有圆柱形内腔，所述进液口、第一出液口、第二出液口均与圆柱形内腔连通，且第一出液口、第二出液口分别位于进液口两侧，所述阀芯滑动设置在圆柱形内腔中，所述阀芯外环面上设有环形槽，当充液阀处于工位一时环形槽位于进液口和第一出液口之间，当充液阀处于工位二时环形槽位于进液口和第二出液口之间；所述阀芯上设有朝内盘一侧凸申设置的传动杆，所述传动杆凸伸至阀壳外部，所述传动杆与阀壳之间设有第三弹性单元，所述第三弹性单元被装配为其弹力能够驱使阀芯由工位一向工位二滑动；所述内盘上设有压感挡销装置，所述压感挡销装置被装配为当内盘的充液囊压力小于预设压力时压感挡销装置与传动杆抵接以阻止传动杆在第三弹性单元作用下向工位二滑动，且当内盘的充液囊压力大于预设压力时压感挡销装置能够避开所述传动杆以使传动杆在第三弹性单元的作用下带动阀芯向工位二切换；压感挡销装置包括伸缩销、挡销和第四弹性单元，所述伸缩销沿内盘径向滑动设置，伸缩销外端凸申至内盘外环面外部并挤压所述充液囊；所述第四弹性单元位于伸缩销内端用于向外顶推所述伸缩销，所述挡销沿伸缩销径向凸伸设置，且挡销向外盘所在的一侧凸伸并与所述传动杆的端部挡接；当内盘上的充液囊达到所述预设压力时，所述伸缩销被向内压缩且此时所述挡销与所述传动杆的端部脱离。所述内盘和外盘之间还设有供钢绞线穿过的刚性管道，所述刚性管道的中心孔贯穿内盘和外盘的盘面设置；所述内盘上与外盘相对的一侧端面上设有排气孔，所述排气孔经内盘径向和中心柱轴向连通至中心柱下端；所述内盘和外盘的外环面上的环槽，所述充液囊嵌设于环槽内；所述伸缩销设置于内盘上的充液囊进液端的远端。所述推杆输送机构安装在一摆动支架上，所述摆动支架沿水平轴线铰接在滑动支架上，所述滑动支架安装在第一滑轨的滑块上，所述第一滑轨安装在第二滑轨的滑块上，所述第一滑轨和第二滑轨相互垂直且两者均水平设置，所述第二滑轨固定在工作台架上；所述止回机构包括壳体和楔形夹块，所述壳体内设有梯形内腔，所述楔形夹块设有两个，两楔形夹块的斜面与梯形内腔的斜壁滑动配合，两楔形夹块相对的两侧壁为相互平行的直壁，且直壁上设有与推杆杆面弧度一致的弧形槽；所述止回机构还包括抬块，所述抬块沿平行于推杆轴线的方向活动设置在壳体内，且抬块与两楔形夹块的底面挡接，抬块的下端凸申至壳体外部，当抬块抬升时能够使两楔形夹块的斜面与壳体内腔的斜壁分离。所述输送对辊沿推杆轴线方向设有至少两组，摆动支架上设有用于驱动至少一组输送对辊转动的驱动电机；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隧道拱顶加固施工系统，其特征在于：包括锚具、锚具推送装置和封孔装置，所述锚具包括锚具本体，所述锚具本体上设有沿径向活动设置的膨胀块，以及用于驱动膨胀块沿径向向外膨胀的驱动块，所述驱动块与锚具本体之间设有第一弹性单元，第一弹性单元被装配为其弹力能够驱使驱动块驱动膨胀块沿径向向的的外膨胀；还包括锁止机构和解锁机构，所述锁止机构被装配为当其处于锁止状态时能够阻止驱动块驱动膨胀块沿径向向外膨胀，所述解锁机构被装配为当锚具本体到达锚孔内端时解锁机构能够受到锚孔内端面挤压并触发锁止机构解锁；所述封孔装置位于锚具外侧，所述封孔装置与锚具固接，所述封孔装置包括内盘、外盘，以及连接内盘和外盘的中心轴，所述内盘和外盘的外环面均设有环形充液囊，所述内盘和外盘上的充液囊相互连通，所述外盘上设有充液阀，所述充液阀包括进液口、第一出液口和第二出液口，所述进液口与注浆管路连通，第一出液口与外盘上的充液囊连通，第二出液口与内盘和外盘之间的环形空间连通，所述充液阀被装配为能够在以下两工位间切换：工位一，进液口与第一出液口连通；以及工位二，进液口与第二出液口连通，所述内盘与锚具外侧端面贴合；所述锚具推送装置包括推杆以及推杆输送机构，所述外盘可拆卸式安装在推杆顶端，所述推杆输送机构安装在工作台架上，推杆输送机构用于输送推杆向锚孔内穿插，所述推杆输送机构包括输送对辊和止回机构，所述止回机构被装配为当推杆向锚孔内运动时能够自由通过所述止回机构，而当推杆从锚孔内退出时止回机构能够将推杆夹紧以阻止其退出。/n...

【技术特征摘要】
1.一种隧道拱顶加固施工系统，其特征在于：包括锚具、锚具推送装置和封孔装置，所述锚具包括锚具本体，所述锚具本体上设有沿径向活动设置的膨胀块，以及用于驱动膨胀块沿径向向外膨胀的驱动块，所述驱动块与锚具本体之间设有第一弹性单元，第一弹性单元被装配为其弹力能够驱使驱动块驱动膨胀块沿径向向的的外膨胀；还包括锁止机构和解锁机构，所述锁止机构被装配为当其处于锁止状态时能够阻止驱动块驱动膨胀块沿径向向外膨胀，所述解锁机构被装配为当锚具本体到达锚孔内端时解锁机构能够受到锚孔内端面挤压并触发锁止机构解锁；所述封孔装置位于锚具外侧，所述封孔装置与锚具固接，所述封孔装置包括内盘、外盘，以及连接内盘和外盘的中心轴，所述内盘和外盘的外环面均设有环形充液囊，所述内盘和外盘上的充液囊相互连通，所述外盘上设有充液阀，所述充液阀包括进液口、第一出液口和第二出液口，所述进液口与注浆管路连通，第一出液口与外盘上的充液囊连通，第二出液口与内盘和外盘之间的环形空间连通，所述充液阀被装配为能够在以下两工位间切换：工位一，进液口与第一出液口连通；以及工位二，进液口与第二出液口连通，所述内盘与锚具外侧端面贴合；所述锚具推送装置包括推杆以及推杆输送机构，所述外盘可拆卸式安装在推杆顶端，所述推杆输送机构安装在工作台架上，推杆输送机构用于输送推杆向锚孔内穿插，所述推杆输送机构包括输送对辊和止回机构，所述止回机构被装配为当推杆向锚孔内运动时能够自由通过所述止回机构，而当推杆从锚孔内退出时止回机构能够将推杆夹紧以阻止其退出。


2.根据权利要求1所述的隧道拱顶加固施工系统，其特征在于：所述膨胀块沿锚具本体周向对称设置至少两个；所述驱动块沿锚具本体的轴向活动设置，所述膨胀块上设有斜楔面，所述驱动块上设有与斜楔面配合的斜楔驱动面，所述第一弹性单元的弹力沿锚具本体的轴向作用于驱动块上，所述斜楔面和斜楔驱动面的装配方向被设置为当驱动块向锚孔外侧滑动时能够驱动膨胀块沿锚具本体径向向外膨胀；所述驱动块上设有用于连接钢绞线的索孔。


3.根据权利要求3所述的隧道拱顶加固施工系统，其特征在于：所述锁止机构包括与斜楔面邻接的第一端面，以及与斜楔驱动面邻接的第二端面，所述第一端面和第二端面与锚具本体的轴线方向垂直，当第一端面与第二端面挡接并在第一弹性单元作用下相互抵紧时锁止机构处于锁止状态；当膨胀块沿锚具本体径向向外滑动一段预设距离时能够使第一端面与第二端面脱离并使斜楔面和斜楔驱动面在第一弹性单元作用下相互抵触，此时锁止机构处于解锁状态；所述解锁机构被装配为当其受到锚孔内端面挤压时能够驱动处于锁止状态的驱动块沿锚具本体径向向外滑动所述预设距离；所述解锁机构包括沿锚具本体轴向活动设置的推块，所述推块上设有与斜楔面配合的斜面，所述推块上连有顶杆，所述顶杆平行于锚具本体的轴向设置，且顶杆凸伸至锚具本体的顶端外侧并朝向锚孔内端面凸伸设置。


4.根据权利要求6所述的隧道拱顶加固施工系统，其特征在于：所述顶杆或推块与锚具本体之间设有第二弹性单元，所述第二弹性单元被装配为其弹力能够驱使顶杆和推块向锚具本体的顶部凸伸；所述顶杆凸伸至锚具本体外部的一端连有一推板；所述锚具本体上沿径向开设有T型滑槽，所述膨胀块上设有与T型滑槽滑动配合的T型块；所述膨胀块朝向锚孔内壁的一侧为圆弧面，且该圆弧面上设有凸钉。


5.根据权利要求8所述的隧道拱顶加固施工系统，其特征在于：所述锚具本体包括轴线间隔设置的第一盘体和第二盘体，第一盘体和第二盘体之间通过中心柱连为一体；所述驱动块和膨胀块沿中心柱轴向分布于第一盘体和第二盘体之间，其中膨胀块滑动设置在第一盘体上，驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：储顺清，王辉，
申请(专利权)人：安徽企路石工程技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34