一种隧道用临时仰拱的制作方法

本技术涉及隧道施工装置，具体涉及一种隧道用临时仰拱。

背景技术：

1、在隧道施工时，会不可避免的遇到浅埋软弱围岩隧道,其施工难度大,并且极易发生初期支护变形和塌方事故，给工程建设带来极大挑战。在面对浅埋软岩隧道时,施加临时仰拱往往成为首选。

2、然而，传统工字钢临时仰拱在实际操作过程中有一定的缺点，如施工质量受人为影响大、工效低并且临时仰拱在取出时会严重变形，无法重复利用，导致资源严重浪费，施工成本极大提高等弊端；并且，现有技术中临时仰拱通常直接与初期支护连接，当施工车辆、机械通过临时仰拱时，临时仰拱受到碾压，反而会造成初期支护的下沉，从而导致临时仰拱的应用起到反作用。但是，若临时仰拱与初期支护之间不增设连接构造，便无法满足铁路隧道施工需求。

3、因此，现亟需一种隧道用临时仰拱结构，既能够实现临时仰拱拆卸后的重复利用，又能避免临时仰拱在使用时对初期支护的拖拽。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于解决现有技术中存在的不足，提供了既能够实现拆卸后重复利用，又能避免使用时对初期支护造成拖拽的一种隧道用临时仰拱。

2、本实用新型通过下述技术方案实现：

3、一种隧道用临时仰拱，包括第一钢管部、两个连接柱、两个第一连接机构和若干第二连接机构；

4、所述第一钢管部水平设置在隧道内，两个所述连接柱的一端通过第二连接机构分别连接在所述第一钢管部的两端，所述第一钢管部由若干首尾依次通过第二连接机构相连接的第一钢管组成；所述第一连接机构固定在初期支护上，且其与连接柱接触；

5、所述第一连接机构包括连接底座和液压缸；所述连接底座一侧设有两个第二固定支杆，两个所述第二固定支杆包埋在初期支护内，所述液压缸固定于所述连接底座另一侧；所述连接柱远离第一钢管部的一端设有与液压缸相匹配的凹槽，所述液压缸的输出端与凹槽底部相接触。

6、进一步的，所述液压缸的上侧壁与凹槽的上侧壁有缝隙，当临时仰拱受到碾压下沉时，该缝隙缩小，进而避免临时仰拱对初期支护造成拖拽。

7、进一步的，所述第一连接机构还包括半球体接触块；所述半球体接触块设置在液压缸的输出端，所述凹槽为半圆形凹槽，所述半球体接触块的顶部与半圆形凹槽的底部接触。

8、进一步的，所述半球体接触块的半径为r1，所述半圆形凹槽的半径为r2，所述1.2r1<r2<1.5r1。

9、进一步的，所述若干第一钢管通过若干第二连接机构连接，并且所述第二连接机构能够满足多角度的调节，进而可以通过改变第二连接机构的夹角进一步改变第一钢管部的具体形状，进一步，可以根据施工需要改变第一钢管的数量，用以满足不同隧道的施工需求，进一步的，所述第一连接机构包括连接底座，所述连接底座能够通过两个第二固定支杆固定在初期支护上，进而保证临时仰拱的功能，所述连接底座上设置有电动液压缸，该电动液压缸与连接底座所呈夹角为锐角，该电动液压缸的端部设置有半球体接触块，该半球体接触块的顶部与半圆形凹槽的底部相接触，进而临时仰拱整体能够为初期支护提供向上的支撑力，避免初期支护下沉，半圆形凹槽与半球体接触块之间设有活动间隙，即1.2r1<r2<1.5r1。当临时仰拱因为汽车碾压下降时，临时仰拱高度下降，进而连接柱部下降，此时，半球体接触块的顶部与半圆形凹槽的底部出现间隙，此装置避免了初期支护与临时仰拱的刚性接触，进而能够避免临时仰拱的下沉对初期支护造成向下的拖拽力。

10、进一步的，所述第一连接机构还设有自动调节组件，所述自动调节组件包括压力传感器和控制器；所述液压缸为电动液压缸；

11、压力传感器，设置于半球体接触块顶部，用于检测半球体接触块与半圆形凹槽底部的压力数据，并将检测信息发送给控制器；

12、控制器，用于接收压力传感器的检测数据，并将反馈命令发送给电动液压缸，电动液压缸接收数据并伸出至使半球体接触块顶部与半圆形凹槽底部重新接触。

13、进一步的，当临时仰拱高度下降时，半球体接触块的顶部与半圆形凹槽的底部接触间断，此时压力传感器检测到半球体接触块受力间断，便会将信号传输给控制器，控制器将信号传输给电动液压缸，电动液压缸接受信息后伸长，保证半球体接触块的顶部与半圆形凹槽的底部再次接触，进而保证临时仰拱能够为初期支护提供向上的支撑力。

14、进一步的，所述第二连接机构包括两个第一固定盘和第一固定杆；两个所述第一固定盘的一侧均偏心且垂直设有连接转轴，两个所述连接转轴远离第一固定盘的端部均设有圆孔，所述第一固定杆置于两个圆孔间，且两个所述圆孔保持贴合，所述第一固定杆外壁设置有外螺纹和与外螺纹相匹配的螺母，两个所述连接转轴能够通过外螺纹与螺母的配合实现不同夹角的固定。

15、进一步的，所述第二连接机构还包括两个第二固定杆和八个螺纹丝杠；

16、两个所述第二固定杆分别垂直且对称设置在第一固定杆两端，所述螺纹丝杠分别对称设置在所述第二固定杆两端的两侧；所述螺纹丝杠的输出端均与第一固定盘接触。

17、进一步的，所述第二连接机构首先通过第一固定杆的外螺纹与螺母的配合实现初级固定，由于临时仰拱长期处于高压力状态，因此需要很高的稳定性，进而该机构通过螺纹丝杠与第二固定杆的设置实现二级固定，由于螺纹丝杠的长度可以伸缩，进而能够满足两个第一固定盘的不同固定角度。

18、进一步的，所述连接底座设置有若干第一螺纹孔，若干所述第一螺纹孔均配有第一螺纹杆，所述连接底座通过第一螺纹孔与第一螺纹杆的配合固定在初期支护上。

19、所述第二固定杆能够实现连接底座的一级固定，若干第一螺纹孔与第一螺纹杆的配合能够实现连接底座的二级固定，施工期间整个初期支护收到的支撑力全部由临时仰拱通过第一连接机构传递，因此，保证连接底座与初期支护的连接稳定性非常必要。

20、进一步的，所述第一钢管的两端与连接柱远离第一连接机构的一端均设置有第二固定盘，所述第二固定盘与第一固定盘均设置有若干螺纹通孔，所述若干螺纹孔均配有螺杆和固定螺母，所述第一钢管与第二连接机构、连接柱与第二连接机构均通过第一固定盘与第二固定盘实现固定。

21、进一步的，通过螺纹杆螺母固定即能够保证固定的稳定性又不至于占用过多拆卸时间，并且拆卸后的第一钢管与连接柱能够重新利用，能够很大程度的节约资源。

22、本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

23、1.本实用新型通过设置第一连接机构，避免临时仰拱的主体结构与初期支护刚性连接，进而避免当临时仰拱遭受碾压下沉时，对初期支护造成拖拽，同时，该第一连接机构设置有自动调节装置，当自动调节装置检测到该第一连接机构与临时仰拱的主体间断接触时，会控制电动液压缸拉伸，进一步实现临时仰拱的支撑作用。

24、2.本实用新型设有第二连接机构，该第二连接机构中的两个第一固定盘能够按照施工需要调整至所需角度，进而适应不同的应用场景，并且该装置结构简单不易损坏，能够循环使用；该装置设有多级固定，能够满足临时仰拱在高压高强状态下的稳定性需求。

25、3.本实用新型采用钢管代替传统工字钢，能够节省大量的人工成本和原材料成本，拆卸时工人仅需将该临时仰拱的第一钢管与连接柱依次拆卸即可。

技术特征：

1.一种隧道用临时仰拱，其特征在于：包括第一钢管部、两个连接柱（6）、两个第一连接机构和若干第二连接机构；

2.根据权利要求1所述的一种隧道用临时仰拱，其特征在于：所述第一连接机构还包括半球体接触块（15）；所述半球体接触块（15）设置在液压缸（4）的输出端，所述凹槽为半圆形凹槽，所述半球体接触块（15）的顶部与半圆形凹槽的底部接触；所述半球体接触块（15）的半径为r1，所述半圆形凹槽的半径为r2，所述1.2r1<r2<1.5r1。

3.根据权利要求2所述的一种隧道用临时仰拱，其特征在于：所述第一连接机构还设有自动调节组件，所述自动调节组件包括压力传感器和控制器；所述液压缸（4）为电动液压缸；

4.根据权利要求1所述的一种隧道用临时仰拱，其特征在于：所述第二连接机构包括两个第一固定盘（8）和第一固定杆（10）；

5.根据权利要求4所述的一种隧道用临时仰拱，其特征在于：所述第二连接机构还包括两个第二固定杆（12）和八个螺纹丝杠（9）；

6.根据权利要求2所述的一种隧道用临时仰拱，其特征在于：所述连接底座（3）设置有若干第一螺纹孔，若干所述第一螺纹孔均配有第一螺纹杆（7），所述连接底座（3）通过第一螺纹孔与第一螺纹杆（7）的配合固定在初期支护（1）上。

7.根据权利要求6所述的一种隧道用临时仰拱，其特征在于：所述第一钢管（2）的两端与连接柱（6）远离第一连接机构的一端均设置有第二固定盘（14），所述第二固定盘（14）与第一固定盘（8）均设置有若干螺纹通孔，所述若干螺纹孔均配有螺杆和固定螺母，所述第一钢管（2）与第二连接机构、连接柱（6）与第二连接机构均通过第一固定盘（8）与第二固定盘（14）实现固定。

技术总结
本技术涉及隧道施工装置技术领域，具体涉及一种隧道用临时仰拱。本装置能够避免当临时仰拱遭受碾压下沉时，对初期支护造成拖拽，同时，该第一连接机构设置有自动调节装置，当自动调节装置检测到该第一连接机构与临时仰拱的主体间断接触时，会控制电动液压缸拉伸，进一步实现临时仰拱的支撑作用；本装置设有可以调节为不同角度的第二连接机构，进而适应不同的应用场景，并且该装置能够循环利用；本装置采用钢管代替传统工字钢，能够节省大量的人工成本和原材料成本，拆除时工人仅需将该临时仰拱的第一钢管与连接柱依次拆卸即可。

技术研发人员：安佩娟,毛锦波,张斌斌,李亚隆,于海涛,陈硕
受保护的技术使用者：中交二公局东萌工程有限公司
技术研发日：20240129
技术公布日：2024/9/23