【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及引水隧道施工支护，具体为一种基于引水隧道施工支护装置。
技术介绍
1、众所周知，引水隧道是一种专门用于引水的工程结构，通常袈裁于地下，其主要作用是将水从一个地方引导到另一个地方。引水隧道可以用于各种目的，包括供水、灌溉、发电等。而引水隧洞一般采用衬砌施工。在围岩坚硬稳定的地址条件下可用喷浆或混凝土树砌，否则要用钢筋混凝上衬砌，而在引水隧道建设过程中，由于面临地质条件复杂、施工环境恶劣、施工期限紧张等挑战，因此就需要有效的支护装置确保隧道施工安全性和工程质量。
2、但现有的支护装置在对引水隧道进行支护时，主要通过单一的支护结构进行支护，仅能实现一级支护，无法有效应对复杂地质条件和施工环境带来的挑战，且现有的支护装置在进行支护后，难以对支护机构进行锁定，造成支护装置在受到应力后，易发生倒塌，从而影响支护装置的支护效果，造成支护强度不够，从而造成施工存在安全隐患。
技术实现思路
1、基于上述问题，本专利技术目的在于提供一种基于引水隧道施工支护装置，以解决上述问题。
2、本专利技术通过下述技术方案实现：
3、一种基于引水隧道施工支护装置，包括位于隧道内的门型架，以及设于门型架上的支护机构，支护机构包括一级支护结构和二级支护结构；
4、其中，基于上述方案，一级支护结构包括：顶板、升降组件和锁定组件，通过升降组件用于带动顶板在门型架的上部进行伸缩，锁定组件用于对顶板进行锁定支撑，升降组件设有至少一组，并位于顶板与门型架之间，其包括顶
5、而锁定组件包括：固定筒、锁定块和顶杆，固定筒的内部中空形成锁定腔，且固定筒底部与门型架上部固定连接，在固定筒的外周壁上对称开设有与锁定腔相连通的锁定槽，锁定块滑动设置在锁定腔内，且其两侧均设有与锁定槽相适配的弹性插销，顶杆竖直设于锁定块的上部，且其顶端与锁定块上部相连接，顶杆的顶端延伸至固定筒上部并与顶板相连接。
6、本方案特引入多级支护机构，实现对引水隧道进行多级支护，也即是利用一级支护结构和二级支护结构的相互补充，形成更为完善的支护网，从而有效地对抗复杂地质条件和施工环境的挑战。具体来说，本方案将二级支护结构设置在一级支护结构上部，使其直接与隧道端面进行支护接触，在一定程度上分担了隧道围岩对支护装置整体的挤压应力，并降低了一级支护结构的负荷，通过分层支护的方式，可以有效减少单一支护结构的受力范围，延长其使用寿命，降低因负荷过大而导致支护结构失效的风险，同时在实际支护时，一级支护结构还可作为升降机构对二级支护结构的支护高度进行调整，使其适应不同高度的引水隧道，从而改善支护装置支护效果。进一步地，本方案中在一级支护结构上设置锁定组件，当其顶板通过升降组件上下移动，完成对隧道壁的支护后，顶板在上升过程中可带动锁定块在固定筒中进行同步上下移动，从而当锁定块达到锁定位置时，位于锁定块两侧弹性插销可插入至锁定槽中，从而使其相互配合，以形成对一级支护结构进行稳固锁定，并保持顶板位置始终稳定，有效防止其在受到应力后倾斜或移动，进而确保支护结构的有效性和安全性。
7、优选地，滑动机构包括滑槽和滑块，滑槽沿门型架上部长度方向开设，且滑块分别设于滑槽的两端，并与连杆的底相连连接。利于连杆的两底端在受到液压推杆相互挤压推动后，通过滑槽和滑块在门型架上部沿相互靠近方向滑动，便于连杆进行弯折或展开，进而支撑顶板向上移动。
8、进一步地，滑槽的内部且位于两个滑块之间设有储气筒，储气筒的内部两端设有挤压活塞，且两个挤压活塞与两个滑块对应设置，且相互对应设置的挤压活塞和滑块之间通过连接杆相连接，在固定筒内部的锁定腔中还设有通过气体通管与储气筒相连通的伸缩气囊，伸缩气囊的顶部与锁定块相连接，且气体通管上与伸缩气囊之间设有单向阀。基于上述结构，在顶板上移时，也即是连杆的两底端沿相互靠近的方向滑动时，可通过连接杆推动挤压活塞沿相互靠近的方向移动，从而将储气筒内的气体充入至伸缩气囊中，利于伸缩气缸膨胀伸长后推动锁定块在固定筒内移动，从而利于实现锁定块的锁定位置精准(进一步通过连接杆实现对顶板高度的精确调整)，同时挤压活塞和储气筒的设计在一定程度上可以起到减震和缓冲作用，也即是当顶板上升时，气体在储气筒内压缩，挤压活塞起到阻尼效果，减少顶板上升过程中的冲击力，并提高整体系统的稳定性，且在顶板支护过程中提供额外的安全保障，也即是当出现意外情况导致顶板失控下降，伸缩气囊由气体通管输气膨胀后，在单向阀的作用下，其内气体难以排出，从而使伸缩气囊依旧保持在膨胀伸长状态，进而通过锁定块和连接杆为顶板提供额外支撑和阻力，进而避免顶板突然下落，从而保护施工人员和设备的安全。
9、进一步优选地，两个弹性插销与锁定块之间通过弹性伸缩组件相连接，弹性伸缩组件包括：凹槽、伸缩气筒和支撑块，凹槽开设在锁定块外侧且对应弹性插销位置处，伸缩气筒与伸缩气囊之间通过细管连通，且其设于凹槽内，伸缩气筒的输出端与嵌设在凹槽内的支撑块相连接，且支撑块远离伸缩气筒的一侧与弹性插销相连接，弹性插销截面呈锥形。基于上述结构，可使弹性插销与锁定槽之间锁定更为紧固，也即是通过伸缩气筒与伸缩气囊相连通，在伸缩气囊内部充气逐渐膨胀时，部分气体依然会进入至伸缩气筒中，从而使其进行伸长，以推动支撑块在凹槽内滑出，进而带动弹性插销插入至锁定槽中，以此实现在顶板突然失控下降时，由于伸缩气囊中的气体难以排出，进而使的伸缩气筒的气体也将难以排出，从而使得支撑块始终受到伸缩气筒的抵紧力，以使弹性插销始终插入至锁定槽中，从而实现对锁定块进行固定限位，避免锁定块在固定筒内发生移动，从而使其通过连接杆对顶板进行始终固定支撑，从而确保其支护稳定性。
10、具体地，二级支护结构包括：支撑基座和若干支撑子体，支撑基座安装在顶板上，且其内部形成空腔，若干支撑子体阵列设置在支撑基座上，且若干支撑子体的底端贯穿至支撑基座内部的空腔中、并与支撑基座滑动连接，在支撑子体内部的空腔中还设有受力支撑体，受力支撑体顶部与若干支撑子体相抵接，受力支撑体内部填充有非牛顿流体。
11、本方案通过二级支护结构的设置，使二级支护在对隧道顶部进行支撑时，能有效与隧道顶部的不规则断面，从而使其对隧道顶部进行贴合支护，提升其支护稳定性，也即是根据非牛顿流体特性和若干支撑子体的设置，在对不规整隧道顶端进行支护时，当支撑基座随着顶板向上移动靠近隧道顶部进行支护时，由于其是逐渐靠近隧道顶部的，也即是当支撑子体与隧道顶部抵接后，是逐渐对隧道顶部造成挤压的，因此此时受力支撑体本身是缓慢受力的，因此其可在支撑子体传导而至的挤压力情况下发生形变，也即是促使支撑子体在支撑基座上形成与隧道顶部曲线相适配的阶梯差，从而本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于引水隧道施工支护装置，包括位于隧道内的门型架(1)，以及设于门型架(1)上的支护机构，其特征在于，所述支护机构包括一级支护结构(2)和二级支护结构(3)；
2.根据权利要求1所述的一种基于引水隧道施工支护装置，其特征在于，所述锁定组件(23)包括：固定筒(230)、锁定块(231)和顶杆(232)，所述固定筒(230)的内部中空形成锁定腔，且固定筒(230)底部与门型架(1)上部固定连接，在固定筒(230)的外周壁上对称开设有与锁定腔相连通的锁定槽，所述锁定块(231)滑动设置在锁定腔内，且其两侧均设有与锁定槽相适配的弹性插销(233)，所述顶杆(232)竖直设于锁定块(231)的上部，且其顶端与锁定块(231)上部相连接，所述顶杆(232)的顶端延伸至固定筒(230)上部并与顶板(20)相连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于引水隧道施工支护装置，其特征在于，所述滑动机构包括滑槽(220)和滑块(221)，所述滑槽(220)沿门型架(1)上部长度方向开设，且滑块(221)分别设于滑槽(220)的两端，并与所述连杆(210)的底相连连接。p>
4.根据权利要求3所述的一种基于引水隧道施工支护装置，其特征在于，所述滑槽(220)的内部且位于两个滑块(221)之间设有储气筒(240)，所述储气筒(240)的内部两端设有挤压活塞(241)，且两个所述挤压活塞(241)与两个滑块(221)对应设置，且相互对应设置的挤压活塞(241)和滑块(221)之间通过连接杆(242)相连接，在固定筒(230)内部的锁定腔中还设有通过气体通管(244)与储气筒(240)相连通的伸缩气囊(243)，所述伸缩气囊(243)的顶部与锁定块(231)相连接，且气体通管(244)上与伸缩气囊(243)之间设有单向阀。
5.根据权利要求2所述的一种基于引水隧道施工支护装置，其特征在于，两个所述弹性插销(233)与锁定块(231)之间通过弹性伸缩组件相连接，所述弹性伸缩组件包括：凹槽(250)、伸缩气筒(251)和支撑块(252)，所述凹槽(250)开设在锁定块(231)外侧且对应弹性插销(233)位置处，所述伸缩气筒(251)与伸缩气囊(243)之间通过细管(245)连通，且其设于凹槽(250)内，所述伸缩气筒(251)的输出端与嵌设在凹槽(250)内的支撑块(252)相连接，且支撑块(252)远离伸缩气筒(251)的一侧与弹性插销(233)相连接，所述弹性插销(233)截面呈锥形。
6.根据权利要求1所述的一种基于引水隧道施工支护装置，其特征在于，所述二级支护结构(3)包括：支撑基座(30)和若干支撑子体(31)，所述支撑基座(30)安装在顶板(20)上，且其内部形成空腔，若干所述支撑子体(31)阵列设置在支撑基座(30)上，且若干支撑子体(31)的底端贯穿至支撑基座(30)内部的空腔中、并与支撑基座(30)滑动连接，在支撑子体(31)内部的空腔中还设有受力支撑体(32)，所述受力支撑体(32)顶部与若干支撑子体(31)相抵接，所述受力支撑体(32)内部填充有非牛顿流体。
7.根据权利要求6所述的一种基于引水隧道施工支护装置，其特征在于，任两个所述支撑子体(31)之间还设有联动调整机构，所述联动调整机构包括：液压缸(330)、顶块和压线轮(331)，所述液压缸(330)竖直设置，且其底端与支撑基座(30)固定连接，所述液压缸(330)的输出端连接有压线轮(331)，且所述压线轮(331)的上部设有钢缆(332)，所述钢缆(332)的两端分别与相邻的支撑子体(31)相连接。
8.根据权利要求7所述的一种基于引水隧道施工支护装置，其特征在于，在任一相邻支撑子体(31)的之间还设有过渡支撑部，所述过渡支撑部包括分别与两个相邻的支撑子体(31)顶部侧面相铰接的第一子板(340)和第二子板(341)，且第一子板(340)和第二子板(341)之间相铰接，所述第一子板(340)和第二子板(341)均为伸缩板。
...【技术特征摘要】
1.一种基于引水隧道施工支护装置，包括位于隧道内的门型架(1)，以及设于门型架(1)上的支护机构，其特征在于，所述支护机构包括一级支护结构(2)和二级支护结构(3)；
2.根据权利要求1所述的一种基于引水隧道施工支护装置，其特征在于，所述锁定组件(23)包括：固定筒(230)、锁定块(231)和顶杆(232)，所述固定筒(230)的内部中空形成锁定腔，且固定筒(230)底部与门型架(1)上部固定连接，在固定筒(230)的外周壁上对称开设有与锁定腔相连通的锁定槽，所述锁定块(231)滑动设置在锁定腔内，且其两侧均设有与锁定槽相适配的弹性插销(233)，所述顶杆(232)竖直设于锁定块(231)的上部，且其顶端与锁定块(231)上部相连接，所述顶杆(232)的顶端延伸至固定筒(230)上部并与顶板(20)相连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于引水隧道施工支护装置，其特征在于，所述滑动机构包括滑槽(220)和滑块(221)，所述滑槽(220)沿门型架(1)上部长度方向开设，且滑块(221)分别设于滑槽(220)的两端，并与所述连杆(210)的底相连连接。
4.根据权利要求3所述的一种基于引水隧道施工支护装置，其特征在于，所述滑槽(220)的内部且位于两个滑块(221)之间设有储气筒(240)，所述储气筒(240)的内部两端设有挤压活塞(241)，且两个所述挤压活塞(241)与两个滑块(221)对应设置，且相互对应设置的挤压活塞(241)和滑块(221)之间通过连接杆(242)相连接，在固定筒(230)内部的锁定腔中还设有通过气体通管(244)与储气筒(240)相连通的伸缩气囊(243)，所述伸缩气囊(243)的顶部与锁定块(231)相连接，且气体通管(244)上与伸缩气囊(243)之间设有单向阀。
5.根据权利要求2所述的一种基于引水隧道施工支护装置，其特征在于，两个所述弹性插销(233)与锁定块(231)之间通过弹性伸缩组件相连接，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁大中，付瑞蔷，万冬，于广斌，尚超华，钟汶均，任高强，
申请(专利权)人：中国安能集团第三工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：
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