CN107420114A - 一种用于隧道施工的多功能高空作业施工装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于隧道施工的多功能高空作业施工装置，它包括安装座和调平油缸，所述安装座的一端固定连接在隧道施工的多功能高空作业台车悬臂上，其另一端铰接在平台立架的中段上，所述平台立架的底端与调平油缸铰接，其上部设有水平回转支撑装置，所述水平回转支撑装置上设有吊篮和垂直回转支撑装置，调平油缸的另一端铰接在安装座上。可实现包括掌子面的超欠挖和危岩处理、钢拱架安装、钢筋网片挂设，同时还能够完成隧道内其它的高空作业及吊装作业，实现了一机多用的目的，节约了设备采购成本，整个施工过程可以实现全机械化操作，不需要搭设架子，大大提高了施工效率，同时也提高了工人的安全系数，保证了拱架安装的施工质量。

Description

一种用于隧道施工的多功能高空作业施工装置

技术领域

本发明涉及一种多功能高空作业施工装置，特别涉及一种用于隧道施工的多功能高空作业施工装置，属于施工机械技术领域。

背景技术

目前，市场上出现了一些针对隧道施工中钢拱架安装的施工设备，其功能主要体现在实现钢拱架的安装施工，而对于其它的如掌子面的超欠挖和危岩处理、钢筋网片挂设、装填炸药等高空作业没有进行充分的考虑，或者说有的设计是考虑了部分，但是它们没有系统的掌握隧道施工中高空作业的要求，设计的施工平台并不能很好的满足施工和客户的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种用于隧道施工的多功能高空作业施工装置，主要用于隧道施工的多功能作业台车的两侧工作臂上，作为多功能高空作业台车的主施工平台辅助施工平台，该装置主要为中间主施工平台进行拱架安装，同时其吊篮水平回转和夹持装置的垂直大角度偏摆等创新结构设计充分扩展了多功能作业台车在掌子面高空作业范围，极大的提高了施工效率和提供了可靠的安全保障，彻底解决了隧道施工中钢拱架安装、掌子面的超欠挖和危岩处理、钢筋网片挂设、装填炸药等相关的高空作业中所遇到的问题。

本发明的技术方案是：一种用于隧道施工的多功能高空作业施工装置，它包括安装座和调平油缸，所述安装座的一端固定连接在隧道施工的多功能高空作业台车悬臂上，其另一端铰接在平台立架的中段上，所述平台立架的底端与调平油缸铰接，其上部设有水平回转支撑装置，所述水平回转支撑装置上设有吊篮和垂直回转支撑装置，调平油缸的另一端铰接在安装座上。

所述水平回转支撑装置为蜗轮蜗杆结构，吊篮及垂直回转支撑装置设在蜗轮的外壳支架上。

所述垂直回转支撑装置的蜗轮轴上还连接有液压铰车和偏摆夹持装置，所述垂直回转支撑装置为蜗轮蜗杆结构，蜗轮外壳固定连接在水平回转支撑装置的顶端支架上。

所述偏摆夹持装置一端固定连接在垂直回转支撑装置的蜗轮轴上，另一端有夹持头和夹持油缸，与偏摆夹持装置垂直的方向上一端为液压铰车，另一端设有滑轮组，液压铰车的钢丝绳穿过滑轮组与钢拱架夹具连接。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明通过以上技术方案，在隧道施工中所有的初期支护和装填炸药等高空作业，包括掌子面的超欠挖和危岩处理、钢拱架安装、钢筋网片挂设，同时其吊篮平面回转和夹持装置的垂直大角度偏摆等创新结构设计充分扩展了多功能作业台车在掌子面高空作业范围，极大的提高了施工效率和提供了可靠的安全保障。它和主施工平台完美搭配，彻底解决了隧道施工中钢拱架安装、掌子面的超欠挖和危岩处理、钢筋网片挂设、装填炸药等相关的高空作业。同时还能够完成隧道内其它的高空作业（如挂设风管、电缆，安装照明灯等）以及1吨以内的吊装作业，实现了一机多用的目的，节约了设备采购成本，整个施工过程可以实现全机械化操作，不需要搭设架子，大大提高了施工效率，同时也提高了工人的安全系数，保证了拱架安装的施工质量。

附图说明

图1：一种用于隧道施工的多功能高空作业施工装置结构示意图；

图2：一种用于隧道施工的多功能高空作业施工装置吊篮作业示意图；

图3：一种用于隧道施工的多功能高空作业施工装置工作状态示意图；

图4：一种用于隧道施工的多功能高空作业施工装置钢拱架吊装示意图；

图5：一种用于隧道施工的多功能高空作业施工装置钢拱架吊装示意图；

图6：一种用于隧道施工的多功能高空作业施工装置钢拱架拼装示意图；

图7：一种用于隧道施工的多功能高空作业施工装置钢拱架对接示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将参照本说明书附图对本发明作进一步的详细描述。

实施例：如附图1～7所示，一种用于隧道施工的多功能高空作业施工装置，它包括安装座1和调平油缸2，所述安装座1的一端固定连接在隧道施工的多功能高空作业台车悬臂上，其另一端铰接在平台立架10的中段上，所述平台立架10的底端与调平油缸2铰接，其上部设有水平回转支撑装置3，所述水平回转支撑装置3上设有吊篮9和垂直回转支撑装置8，调平油缸2的另一端铰接在安装座1上。安装座1是整个施工平台的支撑结构，它焊接在隧道施工的多功能高空作业台车的工作臂的第三级伸缩臂上，并与平台立架10的中段铰接，通过调平油缸2自动控制实现整个平台始终处于接近于水平的水平，保证安全和可靠的操作。

进一步的，水平回转支撑装置3为蜗轮蜗杆结构，吊篮9及垂直回转支撑装置8设在蜗轮的外壳支架上。吊篮9和偏摆夹持装置5安装在水平回转支撑装置3上，并通过水平回转支撑装置3实现在接近于水平的平面做360°回转。当设备需要安装钢拱架6和挂设钢筋网片时，施工平台的偏摆夹持装置5转至正前方，此时平台的吊篮9就处于后方，便于拱架安装施工，同时工人可以在吊篮9内进行钢拱架4的位置对接调整和螺栓连接施工等操作（见图3）。

当需要进行掌子面的超欠挖和危岩处理和装填炸药等高空作业时，可将施工平台旋转180°，将偏摆夹持装置5旋转至正后方，此时平台的吊篮9就处于正前方（见图2）。

吊篮9是该施工平台的多功能作业平台，可进行掌子面的超欠挖和危岩处理、钢筋网片挂设、装填炸药等高空作业。它安装在平面回转支撑装置3上，可实现360°回转，便于施工。

进一步的，垂直回转支撑装置8的蜗轮轴上还连接有液压铰车4和偏摆夹持装置5，所述垂直回转支撑装置8为蜗轮蜗杆结构，蜗轮外壳固定连接在水平回转支撑装置3的顶端支架上。液压绞车4安装在偏摆夹持装置5上，通过钢丝绳栓接有一专用的钢拱架夹具7。

进一步的，偏摆夹持装置5一端固定连接在垂直回转支撑装置8的蜗轮轴上，另一端有夹持头13和夹持油缸12，与偏摆夹持装置5垂直的方向上一端为液压铰车4，另一端设有滑轮组11，液压铰车4的钢丝绳穿过滑轮组11与钢拱架夹具7连接。

偏摆夹持装置5为两侧钢拱架安装提供支撑和偏转动作的机构，它安装在垂直回转支撑装置8上，并随其向外侧上下翻转180°。偏摆夹持装置5装有支撑钢拱架的滚筒，便于在钢拱架对接前的提升；偏摆夹持装置5也有小型的夹持机构，为整榀钢拱架连接成型完毕后前后调整前后距离用。

液压绞车4钢丝绳的提拉和偏摆夹持装置5上支撑滚筒辅助定位共同作用，使侧钢拱架6在提升、偏转、就位对接过程中始终都是柔性定位状态，这使得在两拱架法兰对接过程中无须进行耗时而复杂的孔与孔的精确定位操作，只要在基本靠拢的情况下就可以进行人工撬动和对孔，这有利于钢拱架6的快速对接。

进一步的，液压操作机构设置在吊篮内，主要对该施工平台所有执行动作进行操控，该机构便于工人就近操作，确保安全和高效。

其工作原理如下：

施工中首先是主施工平台将中间段拱架安装就位。操作主施工平台将中间段钢拱架提升到隧道拱顶的中间位置，并使之尽可能的靠近掌子面，然后定位保持位置不变。

拱架安装工作的过程中，夹持钳口始终处于张开状态，此时夹持板和橡胶支撑背板边形成限位空间刚好作为钢拱架偏转提升过程中的侧向限位器。当整榀拱架安装完毕后，需要将偏摆夹持装置5调整高度和角度，并用夹持钳口处的夹持板夹紧钢拱架6，以配合中间主夹持装置对整榀钢拱架进行设计要求的前后距离的调整（见图7）。

1、侧钢拱架的起吊提升：操作本发明多功能高空作业施工装置，将偏摆夹持装置5向下移动至竖直方向，驱动液压绞车4放下专用钢拱架夹具7并由工人将钢拱架夹具7夹持在钢拱架6的指定位置，再驱动液压绞车4收钢丝绳带动钢拱架夹具7和钢拱架6一同向上提升，起吊至钢拱架夹具7快接近限位滑轮组11处（见图4、图5）。

2、钢拱架偏转就位（见图6）：首先操作垂直回转支撑装置8向外侧旋转，带动偏摆夹持装置5一起向外旋转至滚筒14和钢拱架接触，然后继续旋转垂直回转支撑装置8，使得钢拱架下端逐渐抬起，让上端法兰缓慢靠近中间段钢拱架法兰直至两法兰基本靠拢。

3、连接紧固：由于侧钢拱架在提升、偏转、就位对接过程中始终都是柔性定位状态，待上述法兰基本靠拢后，可由站在吊篮9上的工人进行人工的撬动和法兰对孔穿螺栓紧固工作，效果可参见图3。

4、松开液压绞车、夹具7和偏摆夹持装置5，调整该施工装置（侧施工平台）的位置，依上述工作顺序，进行下一节侧钢拱架的安装，直至整榀钢拱架对接成型，见图7所示。

本发明最大限度的满足了隧道施工的掌子面超欠挖和危岩处理、钢拱架安装、钢筋网片挂设、装填炸药，以及平时挂设风管、电缆，安装照明灯等施工中的所有高空作业的需求，实现了一机多用的目的，节约了设备采购成本。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种用于隧道施工的多功能高空作业施工装置，它包括安装座（1）和调平油缸（2），其特征在于：所述安装座（1）的一端固定连接在隧道施工的多功能高空作业台车悬臂上，其另一端铰接在平台立架（10）的中段上，所述平台立架（10）的底端与调平油缸（2）铰接，其上部设有水平回转支撑装置（3），所述水平回转支撑装置（3）上设有吊篮（9）和垂直回转支撑装置（8），调平油缸（2）的另一端铰接在安装座（1）上。

2.根据权利要求1所述的一种用于隧道施工的多功能高空作业施工装置，其特征在于：所述水平回转支撑装置（3）为蜗轮蜗杆结构，吊篮（9）及垂直回转支撑装置（8）设在蜗轮的外壳支架上。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于隧道施工的多功能高空作业施工装置，其特征在于：所述垂直回转支撑装置（8）的蜗轮轴上还连接有液压铰车（4）和偏摆夹持装置（5），所述垂直回转支撑装置（8）为蜗轮蜗杆结构，蜗轮外壳固定连接在水平回转支撑装置（3）的顶端支架上。

4.根据权利要求3所述的一种用于隧道施工的多功能高空作业施工装置，其特征在于：所述偏摆夹持装置（5）一端固定连接在垂直回转支撑装置（8）的蜗轮轴上，另一端有夹持头（13）和夹持油缸（12），与偏摆夹持装置（5）垂直的方向上一端为液压铰车（4），另一端设有滑轮组（11），液压铰车（4）的钢丝绳穿过滑轮组（11）与钢拱架夹具（7）连接。