一种隧道多通道快速注浆接头装置和隧道注浆系统的制作方法

1.本实用新型涉及隧道建筑设备技术领域，具体涉及一种在修筑隧道初期支护时使用的隧道多通道快速注浆接头装置和隧道注浆系统。


背景技术：

2.在隧道工程施工中，锚杆作为初期支护的重要体系，其所起到的作用至关重要。在沿隧道环向均匀布设径向系统锚杆时，每循环施工锚杆数量较多，无论是采用人工手风钻打设锚杆还是采用凿岩台车或锚杆钻机打设锚杆，钻孔以及安装中空锚杆有了明显的速度提升。
3.但是在锚杆的注浆施工工艺方面，目前均为采用注浆机单根锚杆进行注浆，主要是由于注浆机只能有一个保证压力的出浆口和一个连接锚杆的注浆管，导致了在施工循环中只能逐个对锚杆进行注浆操作，由此导致了每个循环的锚杆注浆工序时间加长，且每个锚杆注浆完毕后需要拆卸注浆管并连接下个锚杆，来回接管的时间耗时较长且注浆工艺繁琐，最终导致整个锚杆的施工工序时间过长；更有甚者，一些施工人员为了“加快锚杆施工”而故意减少锚杆注浆个数，偷工减料，造成质量安全隐患。


技术实现要素：

4.本实用新型的第一目的在于提供一种提升工作效率和避免安全隐患发生的隧道多通道快速注浆接头装置。
5.本实用新型的第二目的在于提供一种提升工作效率和避免安全隐患发生的隧道注浆系统。
6.本实用新型第一目的提供的隧道多通道快速注浆接头装置包括第一注浆软管、接头、顶推管、底座、直线驱动单元、转动驱动单元和第二注浆软管；第一注浆软管用于与中空锚杆对接；第二注浆软管用于与注浆机的出浆口连通，且第二注浆软管与顶推管的输入端连通；在转动驱动单元的驱动下，底座可绕第一轴心转动；顶推管和直线驱动单元均设置在底座上，且顶推管沿第一轴心的径向延伸，在直线驱动单元的驱动下，顶推管可沿径向移动于接驳位置与分离位置之间；多个接头沿第一轴心的周向布置在第一轴心的外周，接头沿径向设置，在径向上，接头包括相对设置的快接端和末端，快接端朝向第一轴心，每个末端各与一根第一注浆软管对接；当顶推管处于接驳位置，顶推管的输出端与快接端接驳；当顶推管处于分离位置，顶推管的输出端与快接端分离；输出端包括管壁和围绕在管壁外周的凸边；快接端包括周壁和封闭件；封闭件包括弯折相连的驱动部和封闭配合部，驱动部与封闭配合部之间的弯折连接处与周壁转动连接；当顶推管从分离位置移动至接驳位置，凸边推动驱动部而使封闭件摆动并使封闭配合部沿靠近顶推管的中心线的方向移动；当顶推管处于接驳位置，周壁套装在管壁外，封闭配合部的延伸末端抵接在管壁的外周面上。
7.由上述方案可见，由于顶推管可沿第一轴心转动且可沿径向移动，而多个用于与中空锚杆对接的接头沿周向布置在顶推管的外周，顶推管朝任一接头移动并插入接头后，
在凸边与封闭件的连通配合下能实现顶推管与接头的快速密封连接，因此，根据施工现场锚杆钻机、安装施工进度，可采用注浆软管将足够数量的锚杆，后通过顶推管的环向运动，与接头快速对接并进行注浆，最终可在循环中实现多通道快速注浆，进而可高效地完成对每个中空锚杆进行注浆，也能避免安全隐患的产生。
8.进一步的方案是，当顶推管从接驳位置移动至分离位置，凸边推动封闭配合部而使封闭件摆动并使封闭配合部沿远离顶推管的中心线的方向移动。
9.由上可见，在完成注浆后，直线驱动单元驱动顶推管回退，凸边与封闭配合部联动后即可解除接头与顶推管的密封对接，顶推管也能顺利回退，因此，接头和顶推管之间的拆卸分离工序快捷有效且自动化，从而进一步提升施工效率。
10.进一步的方案是，管壁外周轮廓呈正多边形，外周面包括相邻的多个平面；多个封闭件沿快接端的周向均匀布置，封闭配合部的延伸末端具有平整部；当顶推管处于接驳位置，每个平整部各与一个平面抵接，且任意相邻的两个封闭配合部之间密封配合。
11.由上可见，将多个封闭件的封闭配合部设置为平整部，将管壁的外周面设置为包括相邻的多个平面，此方式下不需要考虑弧面配合下的、径向位于对封闭配合部上弧线表面的直径设计的影响，易于设计且利于保证每个封闭件与管壁外周平面之间的密封配合，且任意相邻两个封闭件之间也易于实现密封连接。
12.进一步的方案是，平整部为弹性密封件，当顶推管处于接驳位置，弹性密封件抵接在管壁的外周面上。
13.由上可见，此设置能进一步保证封闭配合部的延伸末端与管壁的外周面之间的密封配合。
14.进一步的方案是，在垂直于顶推管的延伸方向的方向上，凸边的外表面轮廓呈圆弧状。
15.由上可见，此设置使凸边具有导向效果，在顶推管前进或回退时候易于引起封闭件的摆动，因而使顶推管的插拔动作更流畅，避免卡死。
16.进一步的方案是，封闭件沿第二轴心转动；驱动部的延伸末端到第二轴心的距离小于封闭配合部的延伸末端到第二轴心的距离。
17.由上可见，在顶推管回退且在凸边作用下，驱动部会沿逐渐靠近顶推管的方向摆动，此设置下能避免过长的驱动部抵接顶推管、使顶推管卡紧而无法拔出。
18.进一步的方案是，隧道多通道快速注浆接头装置还包括底盘；底盘包括中央部、连接部和外环部，外环部设置在中央部的外周，连接部连接在中央部与外环部之间；中央部与外环部之间具有间隔而形成开口，开口用于作为浆液搅拌筒的浆液回收入口；底座可转动地设置在中央部上，多个接头沿底盘的周向布置在外环部上，快接端和处于分离位置的顶推管的输出端均位于浆液回收入口的正上方。
19.由上可见，底盘的设置不仅能有效保证顶推管与多个接头的相对位置而保证对接成功，底盘上形成的开口还能用于回收顶推管回退时落下的浆液，避免材料浪费。
20.更进一步的方案是，底盘还包括第一导流壁和第二导流壁，第一导流壁从中央部的外周边缘向下延伸，第二导流壁从外环部的内周边缘向下延伸，第一导流壁和第二导流壁之间形成浆液回收通道，浆液回收通道与浆液回收入口连通。
21.由上可见，此设置能对回收的浆液进行导流，保证浆液到达搅拌位置。
22.另一进一步的方案是，中央部上设有绕第一轴心设置的环形导轨，底座的底部设有导槽，环形导轨与导槽配合。
23.由上可见，此设置能保证底座转动时的动作精度，继而进一步保证顶推管与多个接头准确对接。
24.本实用新型第二目的提供的隧道注浆系统包括多个中空锚杆、注浆机和浆液搅拌筒，浆液搅拌筒与注浆机的进浆口连通；还包括上述的隧道多通道快速注浆接头装置；第二注浆软管连通于注浆机的出浆口与顶推管的输入端之间，第一注浆软管连通于接头与中空锚杆之间；隧道多通道快速注浆接头装置设置在浆液搅拌筒上，快接端和处于分离位置的输出端均位于浆液搅拌筒的浆液回收入口的正上方。
25.由上述方案可见，由于顶推管可沿第一轴心转动且可沿径向移动，而多个用于与中空锚杆对接的接头沿周向布置在顶推管的外周，顶推管朝任一接头移动并插入接头后，在凸边与封闭件的连通配合下能实现顶推管与接头的快速密封连接，因此，根据施工现场锚杆钻机、安装施工进度，可采用注浆软管将足够数量的锚杆，后通过顶推管的环向运动，逐个进行注浆接头快速对接和注浆，最终可在循环中实现多通道快速注浆，进而可高效地完成对每个中空锚杆进行注浆，也能避免安全隐患的产生。
附图说明
26.图1为本实用新型隧道注浆系统实施例的结构示意图。
27.图2为本实用新型隧道多通道快速注浆接头装置实施例侧视下的结构图。
28.图3为本实用新型隧道多通道快速注浆接头装置实施例俯视下的结构图。
29.图4为本实用新型隧道多通道快速注浆接头装置实施例底盘的结构图。
30.图5为图2中a处的放大图。
31.图6为本实用新型隧道多通道快速注浆接头装置实施例中顶推管处的俯视图。
32.图7为本实用新型隧道多通道快速注浆接头装置实施例中顶推管与接头于第一配合状态的剖视图。
33.图8为本实用新型隧道多通道快速注浆接头装置实施例中封闭件的示意图。
34.图9为本实用新型隧道多通道快速注浆接头装置实施例中顶推管与接头的截面图。
35.图10为本实用新型隧道多通道快速注浆接头装置实施例中顶推管与接头于第二配合状态的剖视图。
具体实施方式
36.参见图1，隧道注浆系统用于对打设好的多根中空锚杆径向注浆工作。隧道注浆系统包括沿浆液依次经过的顺序依次设置的浆液搅拌筒11、注浆机12、本实用新型的隧道多通道快速注浆接头装置2和需要注浆的多个中空锚杆(图中未示出)，隧道多通道快速注浆接头装置2包括第二注浆软管13、顶推管3、接头4和第一注浆软管14，浆液搅拌筒11的出口与注浆机12的进浆口121连通，注浆机12的出浆口122与第二注浆软管13的第一延伸端连通，第二注浆软管13的第二延伸端与顶推管3的输入端31连通，顶推管3的输出端32可选择地与接头4的一端连通，接头4的另一端、第一注浆软管14和上述中空锚杆依次连通。
37.其中，被驱动下的顶推管3是可移动，因此，只需要控制顶推管 3移动并与接头4密封对接后，浆液即可从浆液搅拌筒11输出直至到达中空锚杆；另外，被驱动下的顶推管3是可转动的，因此，只需要控制顶推管3转动并与不同的接头4对接，即可实现多通道快速注浆。
38.参见图2至图4，隧道多通道快速注浆接头装置2整体通过底盘6 安装在浆液搅拌筒11上，隧道多通道快速注浆接头装置2除了包括上述的底盘6、第二注浆软管13、顶推管3、接头4和第一注浆软管14 外，还包括底座52、直线驱动单元53和转动驱动单元51。
39.参见图2，从高度方向上来看，底盘6包括上部601和下部602，如图4所示，上部包括中央部61、外环部62和连接部69，中央部61 设置在第一轴心100处，外环部62绕第一轴心100地设置在中央部 61的外周，且中央部61与外环部62之间具有间隔而形成开口63，连接部69连接在中央部61与外环部62之间。
40.如图2所示，下部包括第一导流壁611和第二导流壁621，第一导流壁611从中央部61的外周边缘向下延伸，第二导流壁621从外环部62的内周边缘向下延伸，第一导流壁611和第二导流壁621之间形成连通于开口63下方的浆液回收通道64，进一步地，从上往下地，第二导流壁621沿逐渐靠近第一轴心100的方向倾斜延伸，且第二导流壁621的延伸末端弯折地延伸至第一导流壁611的正下方，从而使浆液回收通道64的通道出口640朝向第一轴心100。因此，开口63 用于作为浆液搅拌筒11的浆液回收入口，从开口63上方滴落的浆液可由开口63进入浆液回收通道64并回到浆液搅拌筒11内，且在弯折延伸的第二导流壁621的导向下，从通道出口640甩出的浆液更靠近浆液搅拌筒11的搅拌中心，更利于浆液充分搅拌。
41.继续参见图2至图4，转动驱动单元51安装在上部601的下方。转动驱动单元51包括依次传动的电机511、齿轮组512和主轴513，主轴513位于第一轴心100处且从下往上穿过中央部61，底座52固定连接在主轴513的上端，因此，在电机511驱动下，底座52可沿第一轴心100转动。另外，再结合图5，中央部61上设有绕第一轴心100 设置的环形导轨71，底座52的底部设有导槽72，环形导轨71与导槽 72配合以保证底座52的有效转摆。
42.再结合图6，顶推管3和直线驱动单元53均设置在底座52上，直线驱动单元53包括气缸531和连接板533，连接板533沿平行于气缸531的活塞杆532的方向固定连接在活塞杆532的延伸末端，直线驱动单元53的直线驱动方向为平行于第一轴心100的径向的方向，顶推管3与连接板533固定连接且顶推管3沿第一轴心100的径向设置，因此，在气缸531的推动下，顶推管3可沿第一轴心100的径向前进或回退。另外，底座52上还设有导向机构54，导向机构54为导杆，导杆与活塞杆532相互平行且分别设置在顶推管3的相对两侧额，导杆与连接板533滑动配合，此设置能保证顶推管3的直线移动准确度，保证顶推管3能到达准确位置并与接头4对接。
43.再参见图2和图3，多个接头4沿第一轴心100的周向布置并固定安装在外环部62上，接头4沿第一轴心100的径向设置，在第一轴心100的径向上，接头4包括相对设置的快接端401和末端402，快接端401朝向第一轴心100，每个末端402各与一根第一注浆软管14 对接。图2所示的顶推管3处于分离位置，此时的顶推管3和接头4 的快接端401均位于入口63的正上方，由于拔出顶推管3时管内余留的浆液会流出，此设置能有效回收浆液。
44.参见图6和图9，顶推管3的输出端302包括管壁31和围绕在管壁31外周的凸边32，管壁31的外周轮廓呈正方形，管壁31的外周面包括相邻的四个平面310。在垂直于顶推管3
的延伸方向的方向上，凸边32的外表面轮廓呈圆弧状。
45.参见图7，快接端401包括周壁41和封闭件8。周壁41的内周轮廓呈正方形，沿快接端401的延伸方向且从快接端401到末端402的方向，周壁41的内周轮廓连续阶梯变化而形成第一台阶位411和第二台阶位412，第一台阶位411和第二台阶位412均为朝向快接端401 的入口的平面部，第一台阶位411上设置有第一橡胶垫491，第二台阶位412上设有第二橡胶垫492。
46.参见图7和图8，封闭件8包括弯折相连的驱动部81和封闭配合部82，驱动部81与封闭配合部82之间的弯折连接处与周壁41转动连接与第二轴心800处，驱动部81的延伸末端到第二轴心800的距离小于封闭配合部82的延伸末端到第二轴心800的距离，封闭配合部 82的延伸末端连接有弹性密封件83，弹性密封件83为橡胶垫，弹性密封件83用于与处于接驳位置的顶推管3抵接，弹性密封件83具有平整的抵接表面，该抵接表面为本实用新型的平整部821。另外，参见图7和图9，四个封闭件8沿接头4的周向均匀地布置在接头4的插口外周。
47.参见图2，当顶推管3处于分离位置，顶推管3的输出端302与快接端401分离；当顶推管3从图2所示的分离位置移动至图7所示的接驳位置，凸边32推动驱动部81而使封闭件8摆动并使封闭配合部82沿靠近顶推管3的中心线300的方向移动；结合图9，当顶推管 3处于接驳位置，周壁41套装在管壁31外，封闭配合部82延伸末端抵接在管壁31的外周面上，且此时输出端302的轴向端面抵接到第二橡胶垫492上，转摆后的驱动部81也抵接在第一橡胶垫491上。
48.再结合图10，若注浆完成，直线驱动单元53驱动顶推管3回退而使顶推管3从接驳位置移动至分离位置的过程中，凸边32推动封闭配合部82而使封闭件8摆动并使封闭配合部82沿远离顶推管3的中心线300的方向移动，凸边32与封闭配合部81联动后即可解除接头 4与顶推管3的密封对接，顶推管3也能顺利回退，因此，接头4和顶推管3之间的拆卸分离工序快捷有效且自动化。
49.因此，顶推管3朝任一接头4移动并插入接头4后，在凸边32与封闭件8的连通配合下能实现顶推管3与接头4的快速密封连接，根据施工现场锚杆钻机、安装施工进度，可采用注浆软管将足够数量的锚杆，后通过顶推管3的环向运动而与接头4快速对接并进行注浆，最终可在循环中实现多通道快速注浆，进而可高效地完成对每个中空锚杆进行注浆，也能避免安全隐患的产生。
50.最后需要强调的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，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变化和更改，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。