一种隧道钢拱架定位装置的制作方法

本实用新型涉及矿山法隧道施工技术领域，特别地，涉及一种隧道钢拱架定位装置。

背景技术：

在隧道工程中，Ⅲ级以上的软弱围岩中隧道施工一般使用锚喷支护作为初期支护，而钢拱架安装作为锚喷支护中的一部分，其精准安装直接关系到锚喷支护的质量，若定位失准，很有可能造成初支结构失败。目前在架立钢拱架时，一般采用现场常拉绳法，由两名施工人员牵引细绳，将绳子的一端固定在已架立的钢拱架上，绳子另一端固定在测量放样出的掌子面上的钢拱架内轮廓点上，通过拉直细绳来确定所立钢拱架是否符合要求。这种定位方式虽然能够用于隧道钢拱架的安装，但施工时必须有两名施工员同时操作，施工极为不便；由于采用人工操作，钢拱架的定位质量难以保证；且施工人员为了靠近掌子面上的放样点，还需在台架边缘行走，存在安全隐患。

然而查阅国内外文献，未发现有一种为隧道钢拱架定位提供一种准确、便捷、安全的定位装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种隧道钢拱架定位装置，以解决现有技术中钢拱架安装效率不高、定位不准确的问题，具有增加隧道钢拱架安装速度、减少工人人工浪费、安全、可靠的特点，且降低了隧道钢拱架安装实际成本。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种隧道钢拱架定位装置，用于定位待安装钢拱架，所述定位装置包括已立钢拱架、用于发出激光线束的激光发射装置和设置在掌子面上且为所述待安装钢拱架提供定位基准的钢拱架定位点，所述激光发射装置包括用于与所述已立钢拱架进行磁铁吸合连接的磁力座、与所述磁力座连接的球铰以及与所述球铰连接的激光笔，所述待安装钢拱架上设有与所述钢拱架定位点相对应的安装标识点；所述磁力座固定在所述已立钢拱架上后所述激光笔发出的激光线束用于使得待安装钢拱架上的安装标识点与所述掌子面上的钢拱架定位点准确对位。

优选的，所述已立钢拱架包括多节单元钢拱架，每一节单元钢拱架的内侧壁上均设有用于定位所述磁力座的限位装置，所述掌子面上对应每个所述限位装置都设有一个相应的钢拱架定位点。

优选的，所述待安装钢拱架上对应每个所述限位装置都设有一个相应的安装标识点。

优选的，所述限位装置为固定设置在所述单元钢拱架的内侧壁上的定位块，所述定位块的长度方向沿隧道的掘进方向设置，且所述定位块朝向待安装钢拱架的一端超出所述单元钢拱架。

优选的，所述球铰包括球铰支座、可在所述球铰支座内转动的球头以及可用于调节球头松紧的锁紧螺丝，所述球铰支座固定设置于所述磁力座的一端，所述球头与所述激光笔固定连接。

优选的，所述球铰支座与所述磁力座胶接连接。

相比于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

(1)、本实用新型隧道钢拱架定位装置，通过在已立钢架上设置激光发射装置，激光发射装置发出的激光线束使得待安装钢拱架上的安装标识点与所述掌子面上的钢拱架定位点准确对位，本实用新型利用光传播的直线性对待安装钢拱架进行定位，保证了待安装钢拱架定位的准确性，操作简单、省时省力。

(2)、本实用新型的隧道钢拱架定位装置，无需专门的施工人员拉绳定位，避免工作人员过于靠近掌子面和台架边缘，保证施工的安全性。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型一种隧道钢拱架定位装置的结构示意图；

图2是本实用新型中激光发射装置的结构示意图；

图3是本实用新型中待安装钢拱架的截面结构示意图；

图4是本实用新型中球铰的结构示意图；

图5是图4中球铰的剖面结构示意图；

其中，1、已立钢拱架，11、单元钢拱架，111、定位块2、激光发射装置，21、磁力座，22、球铰，221、球铰支座，222、球头，223、锁紧螺丝，23、激光笔，231、激光线束，3、掌子面，31、钢拱架定位点，4、待安装钢拱架，41、安装标识点。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参见图1至图3，本实用新型的一种隧道钢拱架定位装置，用于定位待安装钢拱架4，该定位装置包括已立钢拱架1、用于发出激光线束231的激光发射装置2和设置在掌子面3上且为待安装钢拱架提供定位基准的钢拱架定位点31，激光发射装置包括用于与已立钢拱架进行磁铁吸合连接的磁力座21、与磁力座连接的球铰22以及与球铰连接的激光笔23，待安装钢拱架4上设置有与钢拱架定位点31相对应的安装标识点41。当将磁力座固定安装在已立钢拱架上后激光笔发出的激光线束用于使得待安装钢拱架上的安装标识点与掌子面上的定位点准确对位。在本实用新型中，磁力座由磁铁材料制成，利用磁铁的吸附性能将激光发射装置固定在已立钢拱架上，使激光笔发出的激光线束直射掌子面上的钢拱架定位点31。

在一种具体的实施方式中，已立钢拱架1由多节单元钢拱架11焊接而成，每一节单元钢拱架的内侧壁(曲壁的内表面)的中心位置处均设有用于定位磁力座的限位装置，掌子面3上对应每个限位装置都设有一个相应的钢拱架定位点31。与之相对应的，待安装钢拱架4上对应每个限位装置都设有一个相应的安装标识点41。优选的，限位装置为固定设置在单元钢拱架的内侧壁上的定位块111，定位块沿隧道的掘进方向设置。更进一步的，为了防止喷射混凝土遮挡了已立钢拱架上的定位块，定位块朝向待安装钢拱架的一端超出单元钢拱架。该结构设置方便将激光发射装置准确定位在已立钢拱架上，提高安装准确度，保证隧道钢拱架的安装质量。在本实用新型中，由于多榀拱架沿隧道的掘进方向依次安装，因而待安装钢拱架4在定位后自动转变为已立钢拱架1，其上设置的安装标识点41相应转变为定位块111。

如图4和图5所示，本实用新型的球铰22包括球铰支座221、可在球铰支座内转动的球头222以及可用于调节球头松紧的锁紧螺丝223，球铰支座221通过胶接的方式固定连接于磁力座的一端，球头与激光笔23固定连接。施工人员可通过锁紧螺丝调节球铰的紧固状态，使球头在人力可摆动的同时，保证短时间内激光笔不会受自重影响变位。在本实用新型中，激光笔与磁力座通过球铰相连接，磁力座具有较大吸附力，能够保证激光发射装置准确、可靠的固定在前期已架立钢拱架上。激光发射装置固定后，激光笔可通过与其连接的球头在球铰支座内呈圆锥形摆动，可保证激光笔小角度调整方向。进一步的，本实用新型的激光发射装置可持续长时间工作，保证光线发射时间远超过架立钢拱架时间。

在安装时，施工人员先将激光定位装置2安装在已立钢拱架上，且使激光定位装置与定位块111对应，并打开激光笔，小角度调整球铰，使激光笔射出的激光线束直射掌子面上的钢拱架定位点，再将待安装钢拱架的安装标识点41与相应的激光线束对应设置，使得待安装钢拱架4安装在已立钢拱架1和掌子面3之间的合适位置，即达到定位待安装钢拱架的目的。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。