一种公路隧道掌子面坍塌修复装置及其使用方法与流程

本发明属于隧道施工设备，具体的说是一种公路隧道掌子面坍塌修复装置及其使用方法。

背景技术：

1、公路隧道是指修筑在地下供汽车行驶的通道，一般还兼作管线和行人等通道，公路隧道工程在我国有着悠久的历史，在古代，我国的公路隧道多为简陋的山洞或人工开凿的通道，主要用于连接山间道路，方便行人和马匹通行。随着科技的进步和交通需求的增加，现代公路隧道的建设技术得到了飞速发展。

2、现代公路隧道工程中，在公路隧道建设初期，需要对隧道所处地区的地形、地质、气象、水文、社会和自然环境以及有关法规调查的基础上，对隧道的总体布局进行全面的考虑，然而即便如此，在公路隧道建设过程中，还是会由于隧道规划路线中山体环境的多样性，致使隧道规划路线上存在着断层破碎带、突泥、涌水、软弱围岩等不良地质，因此使得挖掘的隧道存在坍塌的几率，在隧道坍塌后，需要对隧道进行修复、加固，以确保其结构安全和长期稳定，而在相关技术中隧道坍塌的修复，通常包括坍塌废料清理、补强料回填、封顶等步骤，而在隧道中坍塌废料清理时，由于隧道坍塌处结构强度较低，在缺乏必要的支撑的情况下，很容易导致二次坍塌现象的产生，为施工过程带来不便。

3、相关技术中公开了一种山岭隧道拱部非冒顶塌方施工处理方法及结构，申请号为cn202111206177.3，该方案通过采用长臂机械在隧洞坍塌处进行修复，进而提高工作人员的操作安全性，然而采用该方案进行坍塌修复时发现，一方面由于坍塌处缺乏支撑设备，在施工过程中，受到设备振动的影响，导致二次坍塌几率增大，进而影响隧道修复进度。

4、鉴于此，本发明提出了一种公路隧道掌子面坍塌修复装置及其使用方法，用于解决上述技术问题。

技术实现思路

1、为了弥补现有技术的不足，解决上述技术问题，本发明提出了一种公路隧道掌子面坍塌修复装置及其使用方法。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种公路隧道掌子面坍塌修复装置，包括支撑架构，所述支撑架构用于对隧道掌子面进行支撑；

3、所述支撑架构包括顶柱和弧板，所述弧板贴合安装在掌子面上，所述顶柱位于弧板下方，所述顶柱用于对弧板进行支撑；

4、还包括逐级推进架构，所述逐级推进架构与支撑架构配合形成安全作业空间；

5、所述逐级推进架构包括延伸枕、推进台和移动门架；

6、所述弧板朝向掌子面一侧开设有均匀分布的组合槽，所述组合槽内均安装有延伸枕，所述延伸枕沿隧道长度方向延伸；

7、所述推进台固定安装在移动门架顶端，所述移动门架为推进台提供支撑力，所述推进台上开设有延伸槽，所述延伸枕延伸并固定至延伸槽内。

8、优选的，所述移动门架上安装有放置台，所述放置台上放置有覆盖网布，所述推进台上开设有放置槽，所述覆盖网布通过放置槽延伸至延伸枕上方。

9、优选的，所述延伸枕均由移动端和支承端构成，所述移动端可拆卸式固定安装在延伸槽内，所述支承端固定安装在支撑架构与掌子面之间，所述支承端由多节组装钢轨固定连接而成。

10、优选的，多个所述移动端长度不相同，且多个移动端长度的极差大于单节组装钢轨的长度。

11、优选的，所述组合槽内转动安装有滚珠，所述延伸枕通过滚珠与组合槽滑动连接，所述移动端远离支承端一端转动安装有滚轮，所述移动端通过滚轮与覆盖网布接触。

12、优选的，还包括修整增固组件，所述修整增固组件安装在移动门架上，所述修整增固组件在移动门架推进过程中对隧道进行修整增固；

13、所述修整增固组件包括掘进板、碾压轮和填料箱；

14、所述掘进板固定安装在移动门架上，所述掘进板与隧道掌子面贴合，所述掘进板用于修整隧道掌子面；

15、所述碾压轮转动安装在移动门架底部，所述碾压轮复数设计，所述碾压轮用于碾压隧道地面，所述支撑架构安装位置位于碾压轮运动路径上；

16、所述填料箱安装在移动门架上，所述填料箱于碾压轮间隙中开口设计，所述填料箱中存放有粉状增固材料，用于对隧道地面进行加固。

17、优选的，所述移动门架包括推进端和碾压端，所述推进端套设在碾压端上，所述掘进板安装在碾压端上，所述推进端与碾压端之间固定安装有液压推杆，所述碾压端上安装有驱动装置，所述驱动装置用于驱动碾压轮转动。

18、优选的，所述碾压端上开设有翻转槽和冲击槽，所述冲击槽与翻转槽导通连接，所述碾压端上安装有翻转电机，所述翻转电机输出端固定安装有翻转斗，所述翻转斗与翻转槽对应，且翻转斗开口朝向冲击槽，所述冲击槽内安装有高压喷管，所述高压喷管外接泵送组件，所述冲击槽远离翻转槽一侧倾斜设置，用于引导碎石向覆盖网布上方运动。

19、优选的，所述翻转斗开口处铰接安装有粗滤板，所述翻转斗底部固定安装有接料盒，所述接料盒延伸至翻转斗内部，且接料盒与翻转斗内腔导通处固定安装有细滤网，所述接料盒通过管道与填料箱导通连接。

20、一种公路隧道掌子面坍塌修复装置的使用方法，该方法包括以下步骤：

21、s1：将装置移动至隧道中，并于隧道坍塌部分之外调整移动门架高度，致使推进台顶端与隧道掌子面贴合；

22、s2：启动驱动装置，致使移动门架运动，对隧道进行掘进修整与碾压增固，当运动距离达到预设的数值后，工作人员于移动门架移动路径上搭建支撑架构，并装填延伸枕；

23、s3：重复进行移动门架移动、支撑架构搭设，直至冲击槽与隧道坍塌处对齐，此时通过翻转电机驱动翻转斗，工作人员于逐级推进架构下方将坍塌料向翻转斗中投放；

24、s4：经粗滤板、细滤网过滤后，碎石处于翻转斗中、小粒土掉落至填料箱内，控制翻转斗翻转至翻转槽内，在高压喷管的辅助下，将碎石冲击至隧道坍塌处；

25、s5：逐级移动，直至支承架构、延伸枕和覆盖网布共同作用，将隧道坍塌处完全封堵，此时通过在覆盖网布上开孔，并向坍塌处注入混凝土，当混凝土完全凝固后，即完成对隧道掌子面的修复。

26、本发明的有益效果如下：

27、1.本发明所述的一种公路隧道掌子面坍塌修复装置及其使用方法，通过设置逐级推进组件，在对隧道坍塌处进行处理时，通过逐级架设的支撑架构，配合延伸枕、推动台和覆盖网布，对隧道掌子面进行遮挡、支撑，一方面能够为工作人员提供安全的作业空间，在工作人员清理隧道坍塌碎料的过程中，始终对工作人员进行笼罩，进而减少工作人员工作过程中的安全隐患，另一方面还能够利用支撑作用，降低隧道二次坍塌的几率，为隧道坍塌处的修复提供便利，同时隧道坍塌处被支撑架构、覆盖网布遮挡后，配合注浆固化作业等工艺，增强对隧道坍塌处进行修复的便捷性。

28、2.本发明所述的一种公路隧道掌子面坍塌修复装置及其使用方法，通过设置修整增固组件，在移动门架逐级推进的过程中，一方面对隧道掌子面进行修整，致使隧道掌子面最低端较为规整，以便于延伸枕平行铺设，另一方面对隧道局部路面进行碾压增固，进而为支撑架构提供安装平台，增强对支撑架构的支撑效果。