一种隧道二次衬砌拱顶防脱空多角度注浆装置的制作方法

1.本发明涉及二次衬砌拱顶注浆设备技术领域，具体是一种隧道二次衬砌拱顶防脱空多角度注浆装置。


背景技术：

2.在隧道施工中，围岩开挖后，首先在断面围岩界面上安装支撑钢架，然后喷射混凝土，形成一次衬砌，当一次衬砌达到标准强度后进行防水板施作，防水板施作完工后，将二次衬砌台车开入就位。二次衬砌台车就位后，先进行台车端模板封堵，将二次衬砌台车与一次衬砌所形成的弧形空隙封闭掉，然后，在处于低位的混凝土灌注口上连接混凝土灌注管，通过混凝土灌注管灌注二次衬砌的混凝土，在灌注过程中，采用人工观察的方式，目测拱部空隙中混凝土的灌注情况，当弧形空隙灌注满后，停止混凝土的灌注，待灌注的二次衬砌混凝土终凝后，拆除二次衬砌台车模板，将台车移至下一板二次衬砌施工位置。
3.混凝土砂浆从拱形模板两侧逐渐向顶部上升，最后拱顶的部分通过模板顶部的注浆孔将砂浆向上喷入直至注满，在使用这种由下向上的喷注方式时，容易产生空腔、缝隙等缺陷。
4.目前常用的方法是沿隧道纵向在衬砌台车上间隔布设径向注浆管进行补浆，这种预埋注浆管补浆的方法存在一定的问题：注浆管数量有限且位置固定，无法覆盖整个拱顶区域，补浆广度不足，无法径向伸入指定的脱空区域而进行补浆。
5.因此，本发明提供一种隧道二次衬砌拱顶防脱空多角度注浆装置来解决此问题。


技术实现要素：

6.针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供一种隧道二次衬砌拱顶防脱空多角度注浆装置，有效的解决了注浆管数量有限且位置固定，无法覆盖整个拱顶区域，补浆广度不足，无法径向伸入指定的脱空区域而进行补浆的问题。
7.本发明为一种隧道二次衬砌拱顶防脱空多角度注浆装置，包括台车本体，所述台车本体上端设置有注浆口，所述注浆口内部可拆卸连接有安装外壳，所述安装外壳内部可拆卸连接有角度调节装置，所述角度调节装置包括可拆卸连接在所述安装外壳底部的调节外壳，所述调节外壳下端设置为半球形，所述调节外壳底部开设有漏出口，所述调节外壳内部转动连接有半球形的遮挡壳体，所述遮挡壳体内部转动连接有限位壳体，所述限位壳体底部开设有安装孔，所述安装孔内部滑动安装有注浆管，所述遮挡壳体底部开设有调节滑槽，所述注浆管滑动连接在所述调节滑槽内部，所述调节外壳上安装有用于固定所述注浆管的固定装置，所述台车本体上设置有用于遮挡所述注浆口的遮挡结构。
8.优选的，所述限位壳体内部固定连接有辅助支撑杆，所述辅助支撑杆内部开设有和所述注浆管滑动连接的辅助限位孔。
9.优选的，所述调节滑槽内部安装有用于密封所述安装孔的密封装置，所述密封装置包括两个对称安装在所述调节滑槽内部的滑动密封块，所述滑动密封块相互靠近的一侧
开设有弧形的密封口，所述密封口上安装有橡胶密封块，所述滑动密封块之间安装有拉紧弹簧。
10.优选的，所述固定装置包括固定安装在所述调节外壳两侧的转动轴，所述转动轴上固定安装有限位齿轮，两个所述转动轴之间上转动连接有弧形固定架，所述弧形固定架内部对称设置有两个固定弧形板，所述固定弧形板和所述弧形固定架之间安装有锁紧弹簧，所述固定弧形板靠近所述限位齿轮的一端开设有多个和所述限位齿轮相配合的限位齿槽，所述弧形固定架底部开设有固定滑槽，所述固定滑槽内部滑动连接有固定环套，所述注浆管滑动连接在所述固定环套内部，所述弧形固定架上设置有用于固定所述固定环套位置的环套限位装置。
11.优选的，所述环套限位装置包括滑动连接在所述弧形固定架两侧的限位板，所述限位板靠近所述弧形固定架的一侧固定连接有多个限位齿块，所述固定环套两侧均开设有多个和所述限位齿块相配合的固定槽，所述弧形固定架上安装有用于控制所述限位板滑动的控制结构。
12.优选的，所述控制结构包括固定连接在所述固定弧形板上的卡合板，所述卡合板上固定安装有控制轴，所述限位板两端均安装有滑动板，所述滑动板上倾斜设置有和所述控制轴滑动连接的控制滑槽。
13.优选的，所述固定环套内部滑动连接有弧形压紧板，所述弧形压紧板远离所述固定环套的一端转动连接有压紧螺母，所述压紧螺母螺纹连接在所述固定环套上。
14.优选的，所述弧形压紧板远离所述压紧螺母的一侧安装有多条橡胶压紧块。
15.优选的，所述遮挡结构包括开设在所述台车本体上端的遮挡槽，所述遮挡槽内部滑动安装有弧形遮挡板，所述弧形遮挡板下方固定连接有和所述台车本体滑动连接的拉动杆。
16.本发明的有益效果是：
17.本发明针对现有的一种隧道二次衬砌拱顶防脱空多角度注浆装置，通过增加台车本体、注浆口、安装外壳、调节外壳、漏出口、遮挡壳体、限位壳体、安装孔、注浆管和调节滑槽，来解决注浆管数量有限且位置固定，无法覆盖整个拱顶区域，补浆广度不足，无法径向伸入指定的脱空区域而进行补浆的问题；通过增加滑动密封块、密封口、橡胶密封块和拉紧弹簧，来解决在注浆过程中从安装孔的位置漏浆的问题；通过增加转动轴、限位齿轮、弧形固定架、固定弧形板、锁紧弹簧、限位齿槽、固定滑槽和固定环套，来解决将注浆管调整到合适的位置后，在进行注浆时，注浆管容易移动位置的问题；通过增加弧形压紧板、压紧螺母和橡胶压紧块，来锁紧注浆管；本发明便于使用，能够准确的调整注浆位置，提高注浆精度。
附图说明
18.图1为本发明使用状态示意图；
19.图2为本发明遮挡槽开设位置示意图；
20.图3为本发明角度调节装置整体安装示意图；
21.图4为本发明调节外壳示意图；
22.图5为本发明辅助支撑杆安装位置示意图；
23.图6为本发明滑动密封块安装位置示意图；
24.图7为本发明弧形固定架示意图；
25.图8为本发明图7中a处局部放大示意图；
26.图9为本发明限位板示意图；
27.图10为本发明固定环套剖视示意图；
28.1、台车本体；2、注浆口；3、安装外壳；4、调节外壳；5、漏出口；6、遮挡壳体；7、限位壳体；8、安装孔；9、注浆管；10、调节滑槽；11、辅助支撑杆；12、辅助限位孔；13滑动密封块；15、橡胶密封块；16、拉紧弹簧；17、转动轴；18、限位齿轮；19、弧形固定架；20、固定弧形板；21、锁紧弹簧；22、限位齿槽；23、固定滑槽；24、固定环套；25、限位板；26、限位齿块；27、固定槽；28、卡合板；29、控制轴；30、滑动板；31、控制滑槽；32、弧形压紧板；33、压紧螺母；34、橡胶压紧块；35、遮挡槽；36、弧形遮挡板；37、拉动杆。
具体实施方式
29.有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至图10实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
30.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“中”、“外”、“内”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
31.下面将参照附图描述本发明的各示例性的实施例。
32.实施例一，一种隧道二次衬砌拱顶防脱空多角度注浆装置，包括台车本体1，所述台车本体1上端设置有注浆口2，所述注浆口2内部可拆卸连接有安装外壳3，所述安装外壳3通过螺栓固定连接在所述注浆口2下方，从而便于安装和更换，所述安装外壳3内部可拆卸连接有角度调节装置，所述角度调节装置包括可拆卸连接在所述安装外壳3底部的调节外壳4，所述调节外壳4通过螺栓连接在所述安装外壳3底部，所述调节外壳4下端设置为半球形，所述调节外壳4底部开设有漏出口5，所述调节外壳4内部转动连接有半球形的遮挡壳体6，所述调节外壳4内部两侧对称设置有调节转轴，所述遮挡壳体6两侧开设有和所述调节转轴转动连接的调节转孔，所述遮挡壳体6内部转动连接有限位壳体7，所述遮挡壳体6内部两侧对称设置有遮挡转轴，所述限位壳体7两侧均开设有和所述遮挡转轴转动连接的遮挡孔，所述限位壳体7底部开设有安装孔8，所述安装孔8内部滑动安装有注浆管9，所述遮挡壳体6底部开设有调节滑槽10，所述注浆管9滑动连接在所述调节滑槽10内部，所述调节外壳4上安装有用于固定所述注浆管9的固定装置，所述台车本体1上设置有用于遮挡所述注浆口2的遮挡结构。
33.本实施例再具体实施时，将注浆管9穿过所述调节滑槽10和所述安装孔8插入到所述注浆口2进行注浆，在需要调节注浆角度时，转动所述注浆管9，所述注浆管9可以在所述调节滑槽10内部滑动，也可以通过所述调节滑槽10带动所述遮挡壳体6在所述调节外壳4内部转动，同时通过所述安装孔8带动所述限位壳体7转动从而随意调整所述注浆管9的位置，从而实现精准注浆的操作，通过设置调节外壳4、遮挡壳体6和限位壳体7来保证，注浆时随着压力过大不会使调节外壳4、遮挡壳体6和限位壳体7造成形变从造成二次衬砌时出现空腔和缝隙；在确定好所述注浆管9的位置时，通过所述固定装置将注浆管9固定在当前位置，
在使用完毕后，通过所述遮挡结构遮挡住所述注浆口2，从而防止在注浆结束后，将调节外壳4从所述安装外壳3上拆除时，浇筑的混凝土流失造成空腔和缝隙；所述台车本体1上安装有捣震器，在使用时，一边进行捣震一边注浆。
34.实施例二，在实施例一的基础上，在调整所述注浆管9的位置时，所述限位壳体7不容易转动，不变调整位置，故本实施例提供了一种辅助结构来解决上述问题，具体的，所述限位壳体7内部固定连接有辅助支撑杆11，所述辅助支撑杆11内部开设有和所述注浆管9滑动连接的辅助限位孔12，所述辅助支撑杆11设置在所述限位壳体7上端，所述辅助限位孔12位于所述安装孔8上方，在使用时，将所述注浆管9同时穿过所述安装孔8和所述辅助限位孔12，从而实现在调整所述注浆管9的位置时，所述限位壳体7更容易转动。
35.实施例三，在实施例一的基础上，在进行注浆时，中容易从安装孔8的位置漏浆，故本实施例提供了一种密封装置来解决上述问题，具体的，所述调节滑槽10内部安装有用于密封所述安装孔8的密封装置，所述密封装置包括两个对称安装在所述调节滑槽10内部的滑动密封块13，所述滑动密封块13相互靠近的一侧开设有弧形的密封口，所述密封口上安装有橡胶密封块15，所述滑动密封块13之间安装有拉紧弹簧16，在使用时，所述密封口卡紧所述注浆管9，所述橡胶密封块15紧密贴合所述注浆管9，从而使所述橡胶密封块15密封住所述安装孔8，在使用完毕后，将所述注浆管9从所述限位壳体7内部取出时，所述橡胶密封块15密封住所述注浆管9，防止注浆时，混凝土从所述安装孔8和所述注浆管9之间的缝隙流出。
36.实施例四，在实施例一的基础上，将注浆管调整到合适的位置后，在进行注浆时，注浆管容易移动位置，故本实施例提供了一种固定装置来解决上述问题，具体的，所述固定装置包括固定安装在所述调节外壳4两侧的转动轴17，所述转动轴17上固定安装有限位齿轮18，两个所述转动轴17之间上转动连接有弧形固定架19，所述弧形固定架19内部对称设置有两个固定弧形板20，所述弧形固定架19内部开设有弧形槽，所述固定弧形板20滑动连接在所述弧形槽内部，所述固定弧形板20和所述弧形固定架19之间安装有锁紧弹簧21，所述固定弧形板20靠近所述限位齿轮18的一端开设有多个和所述限位齿轮18相配合的限位齿槽22，初始状态，在所述锁紧弹簧21的作用下，将所述弧形固定架19向靠近所述限位齿轮18的方向推动，从而使所述限位齿槽22卡入到所述限位齿轮18内部，从而将所述弧形固定架19固定在当前位置，所述弧形固定架19底部开设有固定滑槽23，所述固定滑槽23内部滑动连接有固定环套24，所述注浆管9滑动连接在所述固定环套24内部，所述弧形固定架19上设置有用于固定所述固定环套24位置的环套限位装置。
37.所述环套限位装置包括滑动连接在所述弧形固定架19两侧的限位板25，所述限位板25靠近所述弧形固定架19的一侧固定连接有多个限位齿块26，所述固定环套24两侧均开设有多个和所述限位齿块26相配合的固定槽27，在使用时，所述限位齿块26卡入到所述固定槽27内部，从而将所述固定环套24固定在当前位置，所述弧形固定架19上安装有用于控制所述限位板25滑动的控制结构。
38.所述控制结构包括固定连接在所述固定弧形板20上的卡合板28，所述卡合板28上固定安装有控制轴29，所述限位板25两端均安装有滑动板30，所述滑动板30上倾斜设置有和所述控制轴29滑动连接的控制滑槽31，在使用时，向远离所述固定环套24的方向拉动所述限位板25，使所述限位齿块26从所述固定槽27内部滑出，从而使所述固定环套24可以自
由滑动，所述限位板25滑动时，所述滑动板30同步滑动，所述控制轴29在所述控制滑槽31内部滑动，同时带动所述固定弧形板20向远离所述限位齿轮18的方向滑动，使所述限位齿槽22和所述限位齿轮18分离，从而使所述弧形固定架19可以自由转动。
39.本实施例再具体实施时，向远离所述固定环套24的方向拉动所述限位板25，所述滑动板30同步滑动，所述控制轴29在所述控制滑槽31内部滑动，同时带动所述固定弧形板20向远离所述限位齿轮18的方向滑动，使所述限位齿槽22和所述限位齿轮18分离，从而使所述弧形固定架19可以自由转动；拉动所述限位板25的同时，所述限位齿块26从所述固定槽27内部滑出，从而使所述固定环套24可以自由滑动，从而可以自由调节所述注浆管9的位置，当将所述注浆管9调整到合适位置时，松开所述限位板25，在所述锁紧弹簧21的作用下，将所述弧形固定架19向靠近所述限位齿轮18的方向推动，使所述限位齿轮18卡入到所述限位齿槽22内部，所述限位齿块26卡入到所述固定槽27内部，从而将所述固定环套24固定到当前位置。
40.实施例五，在实施例四的基础上，本实施例提供了一种注浆管9压紧结构，来限制所述注浆管9的位置，具体的，所述固定环套24内部滑动连接有弧形压紧板32，所述弧形压紧板32远离所述固定环套24的一端转动连接有压紧螺母33，所述压紧螺母33螺纹连接在所述固定环套24上，在使用时，转动所述压紧螺母33来控制所述弧形压紧板32滑动，使其压紧调整好位置的所述注浆管9。
41.所述弧形压紧板32远离所述压紧螺母33的一侧安装有多条橡胶压紧块34，所述橡胶压紧块34用来增加摩擦力。
42.实施例六，在实施例一的基础上，本实施例提供了一种遮挡结构，具体的，所述遮挡结构包括开设在所述台车本体1上端的遮挡槽35，所述遮挡槽35内部滑动安装有弧形遮挡板36，所述弧形遮挡板36下方固定连接有和所述台车本体1滑动连接的拉动杆37，所述台车本体1上端开设有遮挡槽，所述拉动杆37滑动连接在所述遮挡槽内部，初始位置，所述弧形遮挡板36位于所述遮挡槽35内部，所述弧形遮挡板36能够遮挡住所述遮挡槽，防止漏浆，在使用完毕后，拉动所述弧形遮挡板36遮挡住所述注浆口2。
43.具体实施时：
44.本实施例再具体实施时，将注浆管9穿过调节滑槽10和安装孔8插入到注浆口2，密封口卡紧注浆管9，橡胶密封块15紧密贴合注浆管9，进行注浆，在需要调节注浆角度时，向远离固定环套24的方向拉动限位板25，滑动板30同步滑动，控制轴29在控制滑槽31内部滑动，同时带动固定弧形板20向远离限位齿轮18的方向滑动，使限位齿槽22和限位齿轮18分离，从而使弧形固定架19可以自由转动；拉动限位板25的同时，限位齿块26从固定槽27内部滑出，从而使固定环套24可以自由滑动，转动注浆管9，注浆管9可以在调节滑槽10内部滑动，也可以通过调节滑槽10带动遮挡壳体6在调节外壳4内部转动，同时通过安装孔8带动限位壳体7转动从而随意调整注浆管9的位置，从而实现精准注浆的操作；
45.当将注浆管9调整到合适位置时，松开限位板25，在锁紧弹簧21的作用下，将弧形固定架19向靠近限位齿轮18的方向推动，使限位齿轮18卡入到限位齿槽22内部，限位齿块26卡入到固定槽27内部，从而将固定环套24固定到当前位置。
46.在使用完毕后，拉动弧形遮挡板36遮挡住注浆口2，将调节外壳4从安装外壳3上拆除将调节外壳4、遮挡壳体6和限位壳体7清理干净。
47.本发明的有益效果是：
48.本发明针对现有的一种隧道二次衬砌拱顶防脱空多角度注浆装置，通过增加台车本体、注浆口、安装外壳、调节外壳、漏出口、遮挡壳体、限位壳体、安装孔、注浆管和调节滑槽，来解决注浆管数量有限且位置固定，无法覆盖整个拱顶区域，补浆广度不足，无法径向伸入指定的脱空区域而进行补浆的问题；通过增加滑动密封块、密封口、橡胶密封块和拉紧弹簧，来解决在注浆过程中从安装孔的位置漏浆的问题；通过增加转动轴、限位齿轮、弧形固定架、固定弧形板、锁紧弹簧、限位齿槽、固定滑槽和固定环套，来解决将注浆管调整到合适的位置后，在进行注浆时，注浆管容易移动位置的问题；通过增加弧形压紧板、压紧螺母和橡胶压紧块，来锁紧注浆管；本发明便于使用，能够准确的调整注浆位置，提高注浆精度。

技术特征：
1.一种隧道二次衬砌拱顶防脱空多角度注浆装置，包括台车本体(1)，其特征在于：所述台车本体(1)上端设置有注浆口(2)，所述注浆口(2)内部可拆卸连接有安装外壳(3)，所述安装外壳(3)内部可拆卸连接有角度调节装置，所述角度调节装置包括可拆卸连接在所述安装外壳(3)底部的调节外壳(4)，所述调节外壳(4)下端设置为半球形，所述调节外壳(4)底部开设有漏出口(5)，所述调节外壳(4)内部转动连接有半球形的遮挡壳体(6)，所述遮挡壳体(6)内部转动连接有限位壳体(7)，所述限位壳体(7)底部开设有安装孔(8)，所述安装孔(8)内部滑动安装有注浆管(9)，所述遮挡壳体(6)底部开设有调节滑槽(10)，所述注浆管(9)滑动连接在所述调节滑槽(10)内部，所述调节外壳(4)上安装有用于固定所述注浆管(9)的固定装置，所述台车本体(1)上设置有用于遮挡所述注浆口(2)的遮挡结构。2.根据权利要求1所述的一种隧道二次衬砌拱顶防脱空多角度注浆装置，其特征在于：所述限位壳体(7)内部固定连接有辅助支撑杆(11)，所述辅助支撑杆(11)内部开设有和所述注浆管(9)滑动连接的辅助限位孔(12)。3.根据权利要求1所述的一种隧道二次衬砌拱顶防脱空多角度注浆装置，其特征在于：所述调节滑槽(10)内部安装有用于密封所述安装孔(8)的密封装置，所述密封装置包括两个对称安装在所述调节滑槽(10)内部的滑动密封块(13)，所述滑动密封块(13)相互靠近的一侧开设有弧形的密封口，所述密封口上安装有橡胶密封块(15)，所述滑动密封块(13)之间安装有拉紧弹簧(16)。4.根据权利要求1所述的一种隧道二次衬砌拱顶防脱空多角度注浆装置，其特征在于：所述固定装置包括固定安装在所述调节外壳(4)两侧的转动轴(17)，所述转动轴(17)上固定安装有限位齿轮(18)，两个所述转动轴(17)之间上转动连接有弧形固定架(19)，所述弧形固定架(19)内部对称设置有两个固定弧形板(20)，所述固定弧形板(20)和所述弧形固定架(19)之间安装有锁紧弹簧(21)，所述固定弧形板(20)靠近所述限位齿轮(18)的一端开设有多个和所述限位齿轮(18)相配合的限位齿槽(22)，所述弧形固定架(19)底部开设有固定滑槽(23)，所述固定滑槽(23)内部滑动连接有固定环套(24)，所述注浆管(9)滑动连接在所述固定环套(24)内部，所述弧形固定架(19)上设置有用于固定所述固定环套(24)位置的环套限位装置。5.根据权利要求4所述的一种隧道二次衬砌拱顶防脱空多角度注浆装置，其特征在于：所述环套限位装置包括滑动连接在所述弧形固定架(19)两侧的限位板(25)，所述限位板(25)靠近所述弧形固定架(19)的一侧固定连接有多个限位齿块(26)，所述固定环套(24)两侧均开设有多个和所述限位齿块(26)相配合的固定槽(27)，所述弧形固定架(19)上安装有用于控制所述限位板(25)滑动的控制结构。6.根据权利要求5所述的一种隧道二次衬砌拱顶防脱空多角度注浆装置，其特征在于：所述控制结构包括固定连接在所述固定弧形板(20)上的卡合板(28)，所述卡合板(28)上固定安装有控制轴(29)，所述限位板(25)两端均安装有滑动板(30)，所述滑动板(30)上倾斜设置有和所述控制轴(29)滑动连接的控制滑槽(31)。7.根据权利要求4所述的一种隧道二次衬砌拱顶防脱空多角度注浆装置，其特征在于：所述固定环套(24)内部滑动连接有弧形压紧板(32)，所述弧形压紧板(32)远离所述固定环套(24)的一端转动连接有压紧螺母(33)，所述压紧螺母(33)螺纹连接在所述固定环套(24)上。
8.根据权利要求7所述的一种隧道二次衬砌拱顶防脱空多角度注浆装置，其特征在于：所述弧形压紧板(32)远离所述压紧螺母(33)的一侧安装有多条橡胶压紧块(34)。9.根据权利要求1所述的一种隧道二次衬砌拱顶防脱空多角度注浆装置，其特征在于：所述遮挡结构包括开设在所述台车本体(1)上端的遮挡槽(35)，所述遮挡槽(35)内部滑动安装有弧形遮挡板(36)，所述弧形遮挡板(36)下方固定连接有和所述台车本体(1)滑动连接的拉动杆(37)。

技术总结
本发明涉及二次衬砌拱顶注浆设备技术领域，具体是一种隧道二次衬砌拱顶防脱空多角度注浆装置；包括台车本体，台车本体上端设置有注浆口，注浆口内部连接有安装外壳，安装外壳内部连接有角度调节装置，角度调节装置包括可拆卸连接在安装外壳底部的调节外壳，调节外壳底部开设有漏出口，调节外壳内部转动连接有遮挡壳体，遮挡壳体内部转动连接有限位壳体，限位壳体底部开设有安装孔，安装孔内部安装有注浆管，遮挡壳体底部开设有调节滑槽，注浆管滑动连接在调节滑槽内部；有效的解决了注浆管数量有限且位置固定，无法覆盖整个拱顶区域，无法径向伸入指定的脱空区域而进行补浆的问题；本发明便于使用，能够准确的调整注浆位置，提高注浆精度。高注浆精度。高注浆精度。


技术研发人员：秦超峰 何玉文 李星优 肖琛 赵帅康 赵洪涛 李翔 朵吉洋 李维登 金士超 麻启彬 黄昊 李玉杰
受保护的技术使用者：中铁十局集团第二工程有限公司
技术研发日：2023.08.25
技术公布日：2023/10/19