一种隔层连续更换机构及用于其结构的模板总成的制作方法

本发明涉及工程机械，特别涉及一种隔层连续更换机构及用于其结构的模板总成。

背景技术：

1、在隧道初期支护施工中，采用向开挖面上直接喷射混凝土的施工方式，其中喷射混凝土方式又分为机械臂喷射和人工喷射两种。目前直接喷射混凝土的施工方式存在以下几个缺点：

2、回弹率高，现在施工过程中存在20％－40％的回弹，且回弹物料无法再回收利用，造成了极大的浪费，是导致施工成本偏高的主要原因。

3、速凝剂用量大，直接喷射混凝土的施工方式要求混凝土在接触开挖面的很短时间就需要和开挖面粘接在一起，且还要保证粘接后不掉落。普通的混凝土则无法满足施工要求，这时就需要在素混凝土添加速凝剂以达到混凝土短时间内凝固的要求，且速凝剂用量较大，同样增加了施工的成本。

4、成型面光洁度差，直接喷射混凝土的施工方式施工成型后的表面凹凸不平、光洁度很差，在下工序施工前还需要对其表面进行整形处理以达到施工要求，这样无疑增加了施工工序，延长了施工周期，增加了施工成本。

5、施工安全性差，在人工喷射时，操作人员会在未支护面下方进行施工，存在被落石和掉落混凝土砸中的风险。另外速凝剂为化学试剂，在人工喷射时，操作人员离喷头处较近，长时间操作会对操作人员的身体健康造成危害。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，针对上述不足之处提供一种隔层连续更换机构及用于其结构的模板总成，主要解决隧道施工过程中初期支护的机械化、标准化、规范化的问题；有效避免了喷浆过程中的混凝土回弹问题，并提高了施工现场的环境质量。

2、本发明是通过下述方案来实现的：

3、一种隔层连续更换机构的结构，包括隔层、释放卷筒和回收卷筒；所述隔层的长度长于模板的高度，并不小于模板的宽度；所述隔层卷绕于所述释放卷筒上，并从模板的前表面绕过后卷绕于所述回收卷筒上；且所述回收卷筒连接有驱动装置，使得回收卷筒自动旋转，回收破损的隔层。

4、基于上述一种隔层连续更换机构的结构，所述释放卷筒设置有对模板表面前的塑料隔层更新后能自动锁止的自动锁止机构。

5、基于上述一种隔层连续更换机构的结构，所述驱动装置为旋转油缸。

6、基于上述一种隔层连续更换机构的结构，所述隔层由柔性的塑料制作。

7、本方案还公开一种模板总成，包括模板组，所述模板组由两块以上的单模板，在横向和/或竖向上可折叠/翻折地连接而成；至少一个单模板上设置有隔层连续更换机构，所述模板组展开后形成的整体式模板，能与开挖岩面配合形成至少一个模腔；所述模板组上连接于机架/载体上，所述模板组的单模板之间设有开合控制机构；所述开合控制机构能调节相邻的单模板间的张合；所述模板组包括主模板和副模板，主模板的宽度大于副模板的宽度，并且主模板的宽度还大于相邻两根钢拱架外侧面之间的距离。

8、基于上述一种模板总成的结构，所述模板组的横向边部处设有侧模机构，所述侧模机构包括侧模板组件，所述侧模板组件能在垂直于所连接的单模板方向上伸缩而贴于隧道的开挖面上，使所述模板组、开挖岩面与侧模机构之间能相互配合形成模腔。

9、基于上述一种模板总成的结构，所述模板组由两块以上的单模板，在横向方向上可折叠/翻折地连接而成，相邻单模板间相互铰接且通过开合控制机构连接，所述开合控制机构能调节相邻的单模板间的张合。

10、基于上述一种模板总成的结构，所述开合控制机构设为侧向油缸，所述侧向油缸的缸体和活塞杆分别铰接在相邻的两块模板上；所述模板组通过模板支座连接到机架/载体上。

11、基于上述一种模板总成的结构，所述模板组还包括俯仰角度调节机构和/或旋转角度调节机构，其中旋转调节机构能调节模板的转动角度，俯仰调节机构能调节模板的俯仰角度。

12、基于上述一种模板总成的结构，所述模板支座上可铰接任意的单模板，所述俯仰角度调节机构设为模板俯仰油缸；所述模板俯仰油缸的缸体铰接在模板支座上，其活塞杆铰接在模板支座所连接的单模板上，使模板俯仰油缸的伸缩以控制模板的俯仰角度。

13、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

14、本发明实现了隧道支护层的模喷操作，相比于传统的湿喷机械手，能实现零回弹，在相同作业范围内，混凝土用量可减少20％－40％，同时减少了速凝剂的用量，经济效益和社会效益显著；表面光洁度高，不需要后期整形，缩短施工周期，大幅提高了生产效率；施工安全性好，可实现全程遥控操作机械施工，大幅度提高了施工安全性，降低了职业病危害出现的可能。

15、本方案基于模板机构与开挖岩壁之间模腔的实际情况，能对喷头组件在位移、角度、方向、高度等各方面进行适应性的调整和控制，以达到现场施工中对喷头组件的控制要求。

16、本方案能对喷头组件和模板机构整体进行同步移动，以及同步旋转等，使得模喷过程中，大幅增加了模板机构与喷头组件之间的协调性，降低了控制的难度，提高了控制的精准性；保证了模喷操作得以实现，并提高了隧道初期支护模喷浇筑的施工效率和施工质量。

17、本方案的模喷料剂喷射系统能够使混凝土和速凝剂快速、充分、均匀的混合；然后能够将混合后的混凝土喷入模腔中，快速形成支护层，达到快速的对隧道岩壁进行加固的目的。

技术特征：

1.一种隔层连续更换机构，用于模板的上端和下端，其特征在于：包括隔层、释放卷筒和回收卷筒；所述隔层的长度长于模板的高度，并不小于模板的宽度；所述隔层卷绕于所述释放卷筒上，并从模板的前表面绕过后卷绕于所述回收卷筒上；且所述回收卷筒连接有驱动装置，使得回收卷筒自动旋转，回收破损的隔层。

2.如权利要求1所述的一种隔层连续更换机构，其特征在于：所述释放卷筒设置有对模板表面前的塑料隔层更新后能自动锁止的自动锁止机构。

3.如权利要求1所述的一种隔层连续更换机构，其特征在于：所述驱动装置为旋转油缸。

4.如权利要求1所述的一种隔层连续更换机构，其特征在于：所述隔层由柔性的塑料制作。

5.一种模板总成，其特征在于：包括模板组，所述模板组由两块以上的单模板，在横向和/或竖向上可折叠/翻折地连接而成；至少一个单模板上设置有如权利要求1～4任一所述的隔层连续更换机构，所述模板组展开后形成的整体式模板，能与开挖岩面配合形成至少一个模腔；所述模板组上连接于机架/载体上，所述模板组的单模板之间设有开合控制机构；所述开合控制机构能调节相邻的单模板间的张合；所述模板组包括主模板和副模板，主模板的宽度大于副模板的宽度，并且主模板的宽度还大于相邻两根钢拱架外侧面之间的距离。

6.如权利要求5所述的一种模板总成，其特征在于：所述模板组的横向边部处设有侧模机构，所述侧模机构包括侧模板组件，所述侧模板组件能在垂直于所连接的单模板方向上伸缩而贴于隧道的开挖面上，使所述模板组、开挖岩面与侧模机构之间能相互配合形成模腔。

7.如权利要求6所述的一种模板总成，其特征在于：所述模板组由两块以上的单模板，在横向方向上可折叠/翻折地连接而成，相邻单模板间相互铰接且通过开合控制机构连接，所述开合控制机构能调节相邻的单模板间的张合。

8.如权利要求7所述的一种模板总成，其特征在于：所述开合控制机构设为侧向油缸，所述侧向油缸的缸体和活塞杆分别铰接在相邻的两块模板上；所述模板组通过模板支座连接到机架/载体上。

9.如权利要求8所述的一种模板总成，其特征在于：所述模板组还包括俯仰角度调节机构和/或旋转角度调节机构，其中旋转调节机构能调节模板的转动角度，俯仰调节机构能调节模板的俯仰角度。

10.如权利要求9所述的一种模板总成，其特征在于：所述模板支座上可铰接任意的单模板，所述俯仰角度调节机构设为模板俯仰油缸；所述模板俯仰油缸的缸体铰接在模板支座上，其活塞杆铰接在模板支座所连接的单模板上，使模板俯仰油缸的伸缩以控制模板的俯仰角度。

技术总结
本发明公开了一种隔层连续更换机构及用于其结构的模板总成，用于模板的上端和下端，包括隔层、释放卷筒和回收卷筒；所述隔层的长度长于模板的高度，并不小于模板的宽度；所述隔层卷绕于所述释放卷筒上，并从模板的前表面绕过后卷绕于所述回收卷筒上；且所述回收卷筒连接有驱动装置，使得回收卷筒自动旋转，回收破损的隔层；本方案基于模板机构与开挖岩壁之间模腔的实际情况，能对喷头组件在位移、角度、方向、高度等各方面进行适应性的调整和控制，以达到现场施工中对喷头组件的控制要求。

技术研发人员：蓝传雯
受保护的技术使用者：四川蓝海智能装备制造有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5