一种隧道洞口浅埋偏压明挖暗做施工注浆机

摘要

本发明涉及隧道施工建设领域，尤其涉及一种隧道洞口浅埋偏压明挖暗做施工注浆机。本发明提供一种能够自动完成注浆的隧道洞口浅埋偏压明挖暗做施工注浆机。一种隧道洞口浅埋偏压明挖暗做施工注浆机，包括有底架、搅拌器、抽液泵、输送管、注浆管和万向轮，底架上安装有用于对泥浆搅拌的搅拌器，搅拌器上安装有用于抽送泥浆的抽液泵，抽液泵上连通有输送管，输送管上端连接有用于为小导管注浆的注浆管，底架底部均匀转动式设有四个万向轮。通过电动推杆带着注浆管伸入小导管内自动进行注浆，在小导管内部注满泥浆后使控压机构受压，控压机构便使注浆管从小导管内弹出，无需人工控制，避免泥浆溢出浪费。

说明书

技术领域

本发明涉及隧道施工建设领域，尤其涉及一种隧道洞口浅埋偏压明挖暗做施工注浆机。

背景技术

随着隧道工程项目数量逐年地增多，在一些山岭重丘地区，受到地形以及地质条件影响，一些洞口段存在偏压情况，针对这一现象现有技术是采用明挖暗做的施工工艺，在规定的时间内完成洞口施工，既满足现场施工的需求保证了现场施工质量，又极大的提高了洞口施工的安全性，在施工过程中，通过小导管对安装的钢拱架进行固定，以及对洞顶的支撑固定，安装好小导管，对小导管注浆以提高其稳定性。

一般在注浆时，需要在洞口搭建架子，然后工作人员爬上架子使用注浆机对小导管一一注浆，如此工作人员在攀爬架子时易跌落，存在安全隐患，且手持注浆管对小导管注浆的方式，操作较为繁琐，影响工期，并且在注浆时，较难了解到小导管内部是否注浆充分，只能在泥浆溢出时停止注浆，造成泥浆溢出浪费。

鉴于上述原因，需要设计一种能够自动完成注浆的隧道洞口浅埋偏压明挖暗做施工注浆机。

发明内容

为了克服现有通过人工操作注浆机为小导管注浆的方式，较为繁琐的缺点，本发明提供一种能够自动完成注浆的隧道洞口浅埋偏压明挖暗做施工注浆机。

本发明的技术实施方案是：一种隧道洞口浅埋偏压明挖暗做施工注浆机，包括有底架、搅拌器、抽液泵、输送管、注浆管和万向轮，底架上安装有用于对泥浆搅拌的搅拌器，搅拌器上安装有用于抽送泥浆的抽液泵，抽液泵上连通有输送管，输送管上端连接有用于为小导管注浆的注浆管，底架底部均匀转动式设有四个万向轮，还包括有推进机构、移动机构和控压机构，注浆管上设有能够自动将注浆管推进小导管内部的推进机构，进料机构上设有能够自动带着注浆管移动，从而使注浆管对准小导管入口的移动机构，移动机构上设有在小导管内部注浆完毕后，使注浆管自动弹出的控压机构。

进一步的是，推进机构包括有活塞杆、伸缩块、拉伸弹簧、电动推杆、移动块和磁铁环，注浆管上固定有活塞杆，活塞杆上滑动式设有伸缩块，伸缩块与注浆管卡接，电动推杆伸缩杆与伸缩块相连，电动推杆位于注浆管上方，伸缩块与活塞杆之间连接有拉伸弹簧，电动推杆上固定有移动块，活塞杆外侧固定有磁铁环，用于提高与小导管内部的紧密性。

进一步的是，移动机构包括有支撑块、传输轴、转动杆、铰接杆、推动杆、固定架、滑杆、输送轮、电机、同步带和卡紧弹簧，移动块上对称固定有滑杆，两滑杆上均滑动式且转动式设有转动杆，两传输轴转动式地连接在支撑块内部，两转动杆下侧均与相近的传输轴转动式相接，支撑块中间固定有固定架，两转动杆下侧均铰接有两铰接杆，铰接杆上均铰接有推动杆，推动杆均与固定架滑动式相连，推动杆与固定架内部之间均连接有卡紧弹簧，卡紧弹簧始终具有将对应的两推动杆向相互远离方向移动的趋势，传输轴上均固定有输送轮，支撑块上安装有电机，电机输出轴与相近的一根传输轴相连，两传输轴上套有同步带，同步带位于支撑块内部。

进一步的是，控压机构包括有支撑杆、卡齿、扭力弹簧、滑动杆、接触杆、扭转弹簧、压缩弹簧和齿条，固定架上靠近注浆管的一侧对称固定有支撑杆，支撑杆之间共同转动连接有卡齿，卡齿与支撑杆连接处涂有阻尼物质，以使卡齿缓慢转动，卡齿与支撑杆之间连接有两扭力弹簧，活塞杆上滑动式设有滑动杆，滑动杆与注浆管卡接，滑动杆与活塞杆之间连接有压缩弹簧，滑动杆上靠近卡齿的一侧转动式设有接触杆，接触杆与滑动杆之间连接有扭转弹簧，接触杆与卡齿接触，注浆管底部固定有齿条，齿条靠近卡齿能够与其接触。

进一步的是，还包括有限位机构，限位机构包括有连接杆、螺杆和限位块，支撑块上靠近输送轮的一侧固定有连接杆，连接杆上螺纹连接有螺杆，螺杆上转动式设有用于夹紧钢拱架，以提高移动机构稳定性的限位块。

进一步的是，还包括有封堵机构，封堵机构包括有固定杆、封堵盘和回力弹簧，其中一根转动杆上滑动式设有固定杆，固定杆上固定有用于堵住小导管，以避免泥浆溢出的封堵盘，封堵盘与相近的一根转动杆之间连接有回力弹簧，回力弹簧套在固定杆上。

进一步的是，还包括有滚轮，移动块底部均匀转动式设有用于辅助移动块移动的滚轮。

进一步的是，还包括有滚珠，限位块上均匀铰接有用于使限位块移动更加顺利的滚珠用。

本发明具有如下优点：

1、通过电动推杆带着注浆管伸入小导管内自动进行注浆，在小导管内部注满泥浆后使控压机构受压，控压机构便使注浆管从小导管内弹出，无需人工控制，避免泥浆溢出浪费；

2、在一根小导管注浆结束后，能够通过移动机构带着注浆管移动去到下一处小导管进行注浆，如此依次进行达到自动注浆的目的，提高整体的工作效率，省去人工操作的麻烦；

3、通过转动螺杆，使限位块夹紧钢拱架后侧，能够起到加固的作用，提高移动机构整体的稳定，同时滚珠辅助限位块移动；

4、在完成一根小导管的注浆后，注浆管移动至下一处小导管上时，封堵盘便会堵住刚注浆好的小导管，避免泥浆流出，也方便工作人员后期封堵。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明的使用状态图。

图3为本发明推进机构的立体结构示意图。

图4为本发明推进机构的部分立体结构示意图。

图5为本发明移动机构的立体结构示意图。

图6为本发明移动机构的局部剖视立体结构示意图。

图7为本发明控压机构的第一种立体结构示意图。

图8为本发明控压机构的第二种立体结构示意图。

图9为本发明限位机构的第一种立体结构示意图。

图10为本发明限位机构的第二种立体结构示意图。

图11为本发明螺杆、限位块与滚轮的立体结构示意图。

图12为本发明移动块与滚珠的立体结构示意图。

以上附图中：1：底架，2：搅拌器，3：抽液泵，4：输送管，5：注浆管，6：万向轮，7：推进机构，71：活塞杆，72：伸缩块，73：拉伸弹簧，74：电动推杆，75：移动块，76：磁铁环，8：移动机构，81：支撑块，82：传输轴，83：转动杆，84：铰接杆，85：推动杆，86：固定架，87：滑杆，88：输送轮，89：电机，810：同步带，811：卡紧弹簧，9：控压机构，91：支撑杆，92：卡齿，93：扭力弹簧，94：滑动杆，95：接触杆，96：扭转弹簧，97：压缩弹簧，98：齿条，10：限位机构，101：连接杆，102：螺杆，103：限位块，11：滚轮，12：封堵机构，121：固定杆，122：封堵盘，123：回力弹簧，13：滚珠。

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做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。

实施例1

一种隧道洞口浅埋偏压明挖暗做施工注浆机，如图1-2所示，包括有底架1、搅拌器2、抽液泵3、输送管4、注浆管5、万向轮6、推进机构7、移动机构8和控压机构9，底架1上安装有用于对泥浆搅拌的搅拌器2，搅拌器2右侧安装有用于抽送泥浆的抽液泵3，抽液泵3上连通有输送管4，输送管4上端连接有用于为小导管注浆的注浆管5，底架1底部均匀转动式设有四个万向轮6，注浆管5上设有能够自动将注浆管5推进小导管内部的推进机构7，进料机构上设有能够自动带着注浆管5移动，从而使注浆管5对准小导管入口的移动机构8，移动机构8上设有在小导管内部注浆完毕后，使注浆管5自动弹出的控压机构9。

如图1、图2、图3和图4所示，推进机构7包括有活塞杆71、伸缩块72、拉伸弹簧73、电动推杆74、移动块75和磁铁环76，注浆管5上固定有活塞杆71，活塞杆71上滑动式设有伸缩块72，伸缩块72与注浆管5卡接，电动推杆74伸缩杆与伸缩块72相连，电动推杆74位于注浆管5上方，伸缩块72与活塞杆71之间连接有拉伸弹簧73，电动推杆74上固定有移动块75，活塞杆71外侧固定有磁铁环76，以便于提高与小导管内部的紧密性。

如图1、图2、图5和图6所示，移动机构8包括有支撑块81、传输轴82、转动杆83、铰接杆84、推动杆85、固定架86、滑杆87、输送轮88、电机89、同步带810和卡紧弹簧811，移动块75前侧左右对称栓接有滑杆87，两滑杆87上均滑动式且转动式设有转动杆83，两传输轴82转动式地连接在支撑块81内部，两转动杆83下侧均与相近的传输轴82转动式相接，支撑块81中间固定有固定架86，两转动杆83下侧均铰接有两铰接杆84，铰接杆84上均铰接有推动杆85，推动杆85均与固定架86滑动式相连，推动杆85与固定架86内部之间均连接有卡紧弹簧811，卡紧弹簧811始终具有将对应的两推动杆85向相互远离方向移动的趋势，传输轴82后侧均固定有输送轮88，支撑块81前部左侧安装有电机89，电机89输出轴与左侧传输轴82相连，两传输轴82上套有同步带810，同步带810位于支撑块81内部。

如图1、图2、图7和图8所示，控压机构9包括有支撑杆91、卡齿92、扭力弹簧93、滑动杆94、接触杆95、扭转弹簧96、压缩弹簧97和齿条98，固定架86前侧左右对称固定有支撑杆91，支撑杆91之间共同转动连接有卡齿92，卡齿92与支撑杆91连接处涂有阻尼物质，以使卡齿92缓慢转动，卡齿92左右两侧与相近的支撑杆91之间均连接有扭力弹簧93，活塞杆71上滑动式设有滑动杆94，滑动杆94与注浆管5卡接，滑动杆94与活塞杆71之间连接有压缩弹簧97，滑动杆94前侧转动式设有接触杆95，接触杆95与滑动杆94之间连接有扭转弹簧96，接触杆95与卡齿92接触，注浆管5底部固定有齿条98，齿条98向后侧移动能够与卡齿92接触。

一些地区由于地质条件的影响，隧道的洞口段存在严重的偏压情况，而将明洞暗挖技术应用在偏压状态下的隧道洞口段，能较好地解决这一问题，在对偏压地段进行隧道的施工时，需要先进行施工准备工作，对边坡地植被进行处理、对边仰坡喷锚注浆处理、修筑自然坡坡脚挡土墙与碎石土回填等准备工作。

在这些工作做完后，如图2所示，便可将小导管插在洞顶反压回填段，使小导管呈环状位于已经安装的钢拱架外侧，钢拱架是为了配合输送轮88而定制的，是洞口的初期支护，起到支撑围岩的作用，接着需要对小导管进行注浆，以提高小导管的稳定，需要先将1:1水泥浆，并掺入水玻璃作为速凝剂加入搅拌器2内，在加入完毕后，启动搅拌器2，使搅拌器2工作对水泥浆进行搅拌混合，在水泥浆搅拌完毕后，便可推动本装置去到洞口旁，万向轮6将辅助本装置整体移动，而后将推进机构7与移动机构8固定在钢拱架右侧上，使移动机构8沿着钢拱架环形从右往左滑动，具体安装时，先向上拉动移动块75，带着滑杆87与电动推杆74向上移动，伸缩块72将伸长，滑杆87上移将推动两转动杆83相互靠近转动，使转动杆83推动铰接杆84转动，而铰接杆84会推动对应的两推动杆85相互靠近，初始时卡紧弹簧811处于压缩状态，两推动杆85相互靠近，卡紧弹簧811继续压缩，可将移动块75移动至钢拱架的外侧，使注浆管5对齐第一个小导管，而两输送轮88便位于钢拱架内侧，使输送轮88与钢拱架内侧相卡接，钢拱架内侧带有与输送轮88配合的凸起，在输送轮88沿着钢拱架移动时，更加稳定，然后松开移动块75，使卡紧弹簧811反弹复位到初始状态，进而使对应的两推动杆85相互远离，使推动杆85推动铰接杆84反向转动，而铰接杆84将推动两转动杆83相互远离转动，使转动杆83带动移动块75向下移动夹紧钢拱架，移动块75也带着电动推杆74与伸缩块72下移复位，通过卡紧弹簧811压缩的力使移动块75与输送轮88夹紧钢拱架。

接着控制电动推杆74伸缩杆从初始时伸出的状态缩回，使伸缩杆带动伸缩块72向后侧移动，伸缩块72便能够推动注浆管5、活塞杆71与磁铁环76向后侧移动，注浆管5同时带动滑动杆94、齿条98与接触杆95向后侧移动，齿条98将会与卡齿92接触上，在齿条98移动过程中，会推动卡齿92反复正反两个方向转动，使扭力弹簧93反复的形变与复位，在接触杆95后移至与卡齿92接触上时，接触杆95将会被挤压着向下转动，使扭转弹簧96发生形变，在接触杆95越过卡齿92后，便通过扭转弹簧96反弹复位，在注浆管5进入小导管内部后，磁铁环76也将与小导管内壁接触，进而通过磁性与小导管内部相吸附，提高紧密性，在注浆管5进入小导管内部后，电动推杆74将自动伸长复位，进而带动伸缩块72向前侧移动，因卡齿92无法直接向前侧移动越过齿条98，使得活塞杆71被间接卡住，伸缩块72向前侧移动，便拉动拉伸弹簧73，使拉伸弹簧73拉伸，紧接着可启动抽液泵3，使抽液泵3将搅拌器2内的水泥浆抽送至输送管4内，进而经输送管4从注浆管5流出至小导管内，小导管上开有梅花形的槽，水泥浆会经槽流出至边坡内，确保泥浆充分扩散。

小导管内部会逐渐填满泥浆，泥浆会与滑动杆94接触上，如泥浆填满后，泥浆将会推动滑动杆94向前侧移动，使压缩弹簧97压缩，滑动杆94向前侧移动将会带动接触杆95向前侧移动，使接触杆95与卡齿92接触，进入推动卡齿92向下转动，使扭力弹簧93发生形变，卡齿92将不再卡住齿条98，这时活塞杆71便会因拉伸弹簧73的复位而向前侧移动，进而带动磁铁环76、注浆管5与齿条98向前侧移动，而压缩弹簧97也将逐渐复位，在接触杆95与卡齿92脱离后，卡齿92会因扭力弹簧93的复位而反转，同时也因阻尼物质的原因而缓慢转动复位，为注浆管5提供复位的时间，使注浆管5完整从小导管内部弹出，这样便完成了一根小导管的注浆，可将注浆好的小导管出口堵住，避免泥浆流出，如此通过控压机构9，能够在小导管注满泥浆后，使注浆管5自动弹出，无需人为控制，能够保证注浆的完整充分。

然后可对其余的小导管进行注浆，可根据小导管的数量，以及两小导管之间的间距，通过设定编程的方式对电机89进行控制，使推进机构7与移动机构8带着注浆管5沿钢拱架移动至下一处小导管时自动停下，电机89输出轴转动带动左侧的传输轴82与左侧的输送轮88转动，左侧的传输轴82便能够通过同步带810来带动右侧的传输轴82与右侧的输送轮88转动，输送轮88转动将沿着钢拱架内侧移动，通过与钢拱架的卡接，移动起来更加顺利，不易打滑，输送轮88将使移动机构8、控压机构9与推进机构7整体移动，推进机构7将带着注浆管5移动，使注浆管5移动至与下一处小导管对齐，电机89将处于待机状态，便可重复上述操作对这一根小导管进行注浆，注浆结束后，再通过电机89将注浆管5带到下一处小导管上，如此通过移动机构8能够使注浆管5一一对小导管进行注浆，无需工作人员手持注浆管5完成注浆工作，更加省力，最后在全部的小导管都注浆完毕后，将输送轮88与移动块75从钢拱架上卸下即可。

实施例2

在实施例1的基础之上，如图1、图2、图9和图10所示，还包括有限位机构10，限位机构10包括有连接杆101、螺杆102和限位块103，支撑块81后侧固定有连接杆101，连接杆101上螺纹连接有螺杆102，螺杆102前侧转动式设有用于夹紧钢拱架，以提高移动机构8稳定性的限位块103。

在通过输送轮88与移动块75将钢拱架夹紧后，限位机构10整体位于钢拱架后方，可转动螺杆102，使螺杆102带着限位块103向靠近钢拱架的方向移动，可调控限位块103的位置，使限位块103卡进钢拱架后侧的滑槽内，该滑槽在钢拱架拼装过程中组成的，限位块103可起到加固移动机构8的作用，在移动机构8沿着钢拱架移动时也更加稳定，最后在小导管注浆完毕后，反转螺杆102，带着限位块103向远离钢拱架的方向移动，使限位块103不再夹紧着钢拱架，方便将移动机构8卸下。

如图1和图6所示，还包括有封堵机构12，封堵机构12包括有固定杆121、封堵盘122和回力弹簧123，右侧转动杆83上滑动式设有固定杆121，固定杆121上固定有用于堵住小导管，以避免泥浆溢出的封堵盘122，封堵盘122与右侧转动杆83之间连接有回力弹簧123，回力弹簧123套在固定杆121上。

在进行一处小导管的注浆时，右侧的转动杆83会带着固定杆121与封堵盘122移动，在封堵盘122与刚注浆完毕的小导管接触时，将会被挤压着向前侧移动，带着固定杆121向前侧移动，回力弹簧123将压缩，在封堵盘122与小导管对齐后，封堵盘122便会因回力弹簧123的复位带着固定杆121向后侧移动卡进小导管内，进而堵住刚注浆完毕的小导管，注浆管5也与下一处小导管对齐，进而进行注浆工作，如此能够在进行下一根小导管的注浆时，对上一根刚注浆完毕的小导管进行封堵，方便后面工作人员封堵小导管，避免移动机构8占用空间大影响工作人员操作。

如图12所示，还包括有滚轮11，移动块75底部均匀转动式设有滚轮11，在移动块75移动时，能够通过与钢拱架的摩擦自转，使移动块75移动更为顺利。

如图11所示，还包括有滚珠13，限位块103前侧均匀铰接有滚珠13，限位块103在沿着钢拱架移动时更加顺畅，起到辅助移动的作用。

上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。