一种新型隧道预切槽设备的制作方法

本发明涉及一种隧道开挖超前预支护设备，特别是指一种新型隧道预切槽设备。

背景技术：

在隧道的开挖掘进施工中，对于硬岩地层隧道，大多采用钻爆法（drilling-blastingmethod）施工，在城区隧道段，高强度爆破的震动与噪音会对环境带来影响，甚至影响隧道附近地面的建筑物。对于软岩或沙土地层隧道，掌子面不稳定，掌子面与洞壁容易坍塌。

在城区隧道掘进施工当中，对于钻爆法硬岩地层隧道，应采取合适的措施进行减震或隔震。对于软岩或沙土地层隧道，应采取合适的措施，防止掌子面与洞壁的坍塌。

技术实现要素：

本发明的目的是：本发明提出一种新型隧道预切槽设备，在隧道掘进施工当中，对于钻爆法硬岩地层隧道，采用预切槽设备，在隧道掌子面前沿隧道断面周边切割出一条连续的窄槽，同时在窄槽内灌注混凝土，形成连续的起预支护作用的混凝土壳体，然后在混凝土壳体的防护下进行掌子面的开挖，预切槽混凝土壳体能起到隔震防震的作用。对于软岩或沙土地层隧道，预切槽混凝土壳体，形成预支护拱，能提高隧道稳定性，防止掌子面与洞壁的坍塌。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种新型隧道预切槽设备，包括切割臂装置、混凝土喷射机械手、仿形切割轨道、后门架、底纵梁、主操作室、活动服务吊篮和动力站，底纵梁包括纵梁，纵梁上设置有连接部，纵梁连接有活动服务吊篮，纵梁通过连接部连接有仿形切割轨道和后门架，后门架的右端侧壁上设置有动力站，后门架左端侧壁的中部设置有主操作室。

所述纵梁左右两端的下部均设置有底部伸缩支撑三，底部伸缩支撑三连接有行走机构，纵梁的左右两端均通过铰接机构连接有端部可伸缩回转支撑。

所述切割臂装置包括链式切割臂、伸缩轨道、切割臂传动装置一和切割臂传动装置二，链式切割臂为弧形链式切割臂，链式切割臂的弧形与伸缩轨道的弧形一致，伸缩轨道上设置有切割臂传动装置二，切割臂传动装置二连接链式切割臂。

所述仿形切割轨道包括轨道体，轨道体上设置有切割臂传动装置一，切割臂传动装置一上设置有混凝土喷射机械手，切割臂传动装置一连接伸缩轨道，轨道体的底部设置有底部伸缩支撑一。

所述后门架包括后门架体，后门架体的底部设置有底部伸缩支撑二。

所述纵梁通过升降杆连接活动服务吊篮，活动服务吊篮设置有两处。

本发明的切割臂传动装置二能沿伸缩轨道自由运动，伸缩轨道与切割臂传动装置一进行多自由度的连接，切割臂传动装置一能沿轨道体自由运动，从而使得链式切割臂能进行多角度、全方位切割；本发明的混凝土喷射机械手设置在切割臂传动装置一上，混凝土喷射机械手是多自由度机械手，能缩回和旋转，方便对链式切割臂切割出的槽内喷射混凝土；本发明在切割过程中，底部伸缩支撑一、底部伸缩支撑二和端部可伸缩回转支撑支撑在地面上，切割完毕后收回脱离地面，行走机构落回到轨道上；本发明在切割完毕后切割臂装置和混凝土喷射机械手缩回旋转，减少占用空间，提供出仿形切割轨道和后门架下方的空间，方便其他施工车辆通行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种新型隧道预切槽设备的轴测图；

图2为本发明的主视图；

图3为本发明的左视图；

图4为本发明的俯视图；

图5为本发明切割完毕后切割臂装置收回状态下的轴测图；

图6为本发明切割后形成的混凝土拱壳示意图。

图中：1切割臂装置，101链式切割臂，102伸缩轨道，103切割臂传动装置一，104切割臂传动装置二，2混凝土喷射机械手，3仿形切割轨道，301轨道体，302底部伸缩支撑一，4后门架，401后门架体，402底部伸缩支撑二，5底纵梁，501纵梁，502行走机构，503底部伸缩支撑三，504端部可伸缩回转支撑，505铰接机构，6主操作室，7活动服务吊篮，8动力站，9连接部，21混凝土拱壳。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1—6所示，本发明实施例提供了一种新型隧道预切槽设备，包括切割臂装置1、混凝土喷射机械手2、仿形切割轨道3、后门架4、底纵梁5、主操作室6、活动服务吊篮7和动力站8，底纵梁5包括纵梁501，纵梁501上设置有连接部9，纵梁501连接有活动服务吊篮7，方便工作人员观测工况或应急维修设备，纵梁501通过连接部9连接有仿形切割轨道3和后门架4，后门架4的右端侧壁上设置有动力站8，后门架4左端侧壁的中部设置有主操作室6，方便操作人员观察工作情况。

所述纵梁501左右两端的下部均设置有底部伸缩支撑三503，底部伸缩支撑三503连接有行走机构502，纵梁501的左右两端均通过铰接机构505连接有端部可伸缩回转支撑504。

所述切割臂装置包括链式切割臂101、伸缩轨道102、切割臂传动装置一103和切割臂传动装置二104，链式切割臂101为弧形链式切割臂，链式切割臂101的弧形与伸缩轨道102的弧形一致，伸缩轨道102上设置有切割臂传动装置二104，切割臂传动装置二104连接链式切割臂101。

所述仿形切割轨道3包括轨道体301，轨道体301上设置有切割臂传动装置一103，切割臂传动装置一103上设置有混凝土喷射机械手2，切割臂传动装置一103连接伸缩轨道102，轨道体301的底部设置有底部伸缩支撑一302。

所述后门架4包括后门架体401，后门架体401的底部设置有底部伸缩支撑二402。

所述纵梁501通过升降杆连接活动服务吊篮7，活动服务吊篮7设置有两处。

本发明在隧道施工过程中，在隧道掌子面前沿隧道断面周边切割出一条连续的窄槽，同时混凝土喷射机械手在窄槽内喷射混凝土，混凝土凝固后形成拱形的混凝土壳体，起到预支护作用，再在混凝土壳体的防护下进行掌子面的开挖，预切槽混凝土壳体不仅能起到隔震防震的作用，还能形成预支护拱，提高隧道稳定性，防止掌子面与洞壁的坍塌。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明提出了一种新型隧道预切槽设备，用以解决现有技术中隧道掘进时掌子面稳定性差的问题，包括切割臂装置、混凝土喷射机械手、仿形切割轨道、后门架、底纵梁、主操作室、活动服务吊篮和动力站，底纵梁包括纵梁，纵梁上设置有连接部，纵梁连接有活动服务吊篮，纵梁通过连接部连接有仿形切割轨道和后门架，后门架的右端侧壁上设置有动力站，后门架左端侧壁的中部设置有主操作室；本发明在隧道施工过程中，在隧道掌子面前沿隧道断面周边切割出一条连续的窄槽，同时混凝土喷射机械手在窄槽内喷射混凝土，混凝土凝固后形成拱形的混凝土壳体，起到预支护作用，本发明结构下部空间允许施工车辆通过，本发明为隧道开挖施工提供了一种新型的工法设备。

技术研发人员：王柏松;李建伟;闫艳辉;李荣鑫;王浩
受保护的技术使用者：中铁工程装备集团有限公司
技术研发日：2017.08.14
技术公布日：2017.12.29