申请/专利权人：中铁隧道集团二处有限公司

申请日：2019-06-28

公开（公告）日：2024-05-10

公开（公告）号：CN110159320B

主分类号：E21D11/38

分类号：E21D11/38

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.10#授权;2019.09.17#实质审查的生效;2019.08.23#公开

摘要：本发明公开了防水板、土工布铺展装置，包括装置本体、安装在装置本体上的支撑组件、安装支撑组件上的铺展结构和设置在装置本体内的导向筒；支撑组件包括设置在装置本体上的支撑架通轴和均匀分布在支撑架通轴上的多个支撑架，铺展结构包括传动轴、主动轮、从动轮架、从动轮通轴和设置在从动轮架一端的从动轮总成，从动轮总成用于调节从动轮总成与主动轮之间的压紧度以使压紧安装在导向筒上的防水板卷或土工布卷，并在主动轮的带动下将防水板或土工布向外展开。外部驱动机构的伺服电机驱动主动轮旋转，以带动从动轮转动，以使在主动轮与从动轮之间压紧的土工布或防水板向外铺展，机械化程度高，有效降低人工劳动强度。

主权项：1.一种基于防水板、土工布铺展装置的施工方法，其特征在于：防水板、土工布铺展装置包括装置本体、安装在装置本体上的支撑组件、安装支撑组件上的铺展结构和设置在装置本体内的导向筒；所述支撑组件包括设置在装置本体上的支撑架通轴和均匀分布在支撑架通轴上的多个支撑架，在每个所述支撑架上对应设置一个所述铺展结构；所述铺展结构包括位于支撑架端头的传动轴、安装在传动轴上的主动轮、与支撑架的另一端头连接的从动轮架、用于固定从动轮架的从动轮通轴和设置在从动轮架一端的从动轮总成，所述传动轴与外部驱动机构连接以使主动轮转动，所述从动轮总成与主动轮相对设置，所述从动轮总成用于调节从动轮总成与主动轮之间的压紧度以使压紧安装在导向筒上的防水板卷或土工布卷，并在主动轮的带动下将防水板或土工布向外展开；所述导向筒设置在所述支撑架与从动轮架之间形成的圆形空间内；所述从动轮架上靠近从动轮总成的一端设有挡板以用于与从动轮总成连接，另一端与支撑架铰接；所述从动轮架上设有横轴，在横轴上连接开启弹簧的一端，开启弹簧的另一端与支撑架连接以用于在使用时在弹簧的拉力作用下打开从动轮架；所述从动轮总成包括压紧组件和靠近主动轮设置在压紧组件上的从动轮，所述压紧组件设置在从动轮架朝向主动轮的一端上，所述压紧组件包括2块相对设置的三角形压紧板、设置在2块压紧板之间的筋板和穿设过筋板与从动轮接触的压紧螺栓，用于调节从动轮与主动轮之间的距离；所述压紧螺栓上套设有弹簧，所述弹簧的一端与压紧螺栓的尾部连接，另一端与从动轮架上的挡板连接；所述支撑架包括2块相对设置的弧形支撑板，在2块所述弧形支撑板之间均匀分布有多组减阻轴承，用于减小在展开防水板或土工布时产生的摩擦力；所述导向筒为一圆形筒，且在该导向筒上沿轴向形成一开口以用于从开口拉伸防水板或土工布至从动轮及主动轮之间，所述导向筒上设有一卡扣，所述卡扣通过连接件与支撑架连接，以用于打开卡扣在开启弹簧的拉力作用下打开从动轮架；所述装置本体的一端设有活动端盖，另一端设有固定端盖，所述导向筒上的卡扣与活动端盖连接，所述活动端盖与固定端盖的中心设有可拆卸地旋转顶针以用于顶紧安装在导向筒上的防水板卷或土工布卷；施工方法包括以下步骤：步骤1，在施工前，打开装置本体上的活动端盖，将土工布或防水板卷完全放入导向筒中，并使防水板卷或土工布与固定端盖上密实接触后，关闭活动端盖并锁定；步骤2，打开从动轮架上的卡扣，在开启弹簧的作用下，与支撑架铰接的从动轮架转动打开，此时主动轮与从动轮脱离接触，手动从导向筒的纵向开口处拉伸防水板或土工布，并使得防水板或土工布延伸出主动轮轮面15-20cm；步骤3，关闭卡扣锁紧从动轮架，调节压紧组件的压紧螺栓松紧程度，从而调节从动轮与主动轮轮面间的距离，以用于调节从动轮、主动轮与土工布或防水板之间压紧度和摩擦力的大小；步骤4，启动外部的驱动机构，驱动机构的输出轴与传动轴连接，驱动主动轮转动从而带动从动轮及减阻轴承转动，完成防水板或土工布的铺展施工。

全文数据：一种防水板、土工布铺展装置及其施工方法技术领域本发明属于隧道施工及地下工程建设技术领域，尤其是涉及一种防水板、土工布铺展装置及其施工方法。背景技术工程施工上，常使用到防水板和土工布。防水板和土工布是以高分子聚合物为基本原料制成的一种防渗材料，可以防止液体渗漏也可以防止气体挥发，在建筑、交通、地铁、隧道和工程建设中广泛应用。隧道及地下施工过程中，防止地下水渗漏对施工质量是否达标具有极大的影响，为此，防水板和土工布的施工需要严格把控，目前，国内各地下工程施工项目中防水板及土工布施工作业铺设方法为人工铺设。人工铺设时，首先需要裁剪防水板卷材；然后在隧道拱顶部标出纵向中心线，铺设时需要使卷材中心线与拱顶中心线相重合；最后，从拱顶向两侧铺设，并用塑料圆垫片热熔焊接铺边。由于施工需要，土工布和防水板卷的自身存在高重量、大长度等限制因素，并且土工布铺设设计要求往往采用不允许褶皱，导致搬运和铺展土工布和防水板的劳动强度大，作业操作困难，机械化程度低，人工、机械等额外费用增加。发明内容本发明的目的在提供一种结构简单、操作简单、施工效率高、铺展劳动强度小的防水板、土工布铺展装置。本发明的技术方案如下：一种防水板、土工布铺展装置，包括装置本体、安装在装置本体上的支撑组件、安装支撑组件上的铺展结构和设置在装置本体内的导向筒；所述支撑组件包括设置在装置本体上的支撑架通轴和均匀分布在支撑架通轴上的多个支撑架，在每个所述支撑架上对应设置一个所述铺展结构；所述铺展结构包括位于支撑架端头的传动轴、安装在传动轴上的主动轮、与支撑架的另一端头连接的从动轮架、用于固定从动轮架的从动轮通轴和设置在从动轮架一端的从动轮总成，所述传动轴与外部驱动机构连接以使主动轮转动，所述从动轮总成与主动轮相对设置，所述从动轮总成用于调节从动轮总成与主动轮之间的压紧度以使压紧安装在导向筒上的防水板卷或土工布卷，并在主动轮的带动下将防水板或土工布向外展开；所述导向筒设置在所述支撑架与从动轮架之间形成的圆形空间内。在上述技术方案中，所述从动轮架上靠近从动轮总成的一端设有挡板以用于与从动轮总成连接，另一端与支撑架铰接。在上述技术方案中，所述从动轮架上设有横轴，在横轴上连接开启弹簧的一端，开启弹簧的另一端与支撑架连接以用于在使用时在弹簧的拉力作用下打开从动轮架。在上述技术方案中，所述从动轮总成包括压紧组件和靠近主动轮设置在压紧组件上的从动轮，所述压紧组件设置在从动轮架朝向主动轮的一端上，所述压紧组件包括2块相对设置的三角形压紧板、设置在2块压紧板之间的筋板和穿设过筋板与从动轮接触的压紧螺栓，用于调节从动轮与主动轮之间的距离。在上述技术方案中，所述压紧螺栓上套设有弹簧，所述弹簧的一端与压紧螺栓的尾部连接，另一端与从动轮架上的挡板连接。在上述技术方案中，所述支撑架包括2块相对设置的弧形支撑板，在2块所述弧形支撑板之间均匀分布有多组减阻轴承，用于减小在展开防水板或土工布时产生的摩擦力。在上述技术方案中，所述导向筒为一圆形筒，且在该导向筒上沿轴向形成一开口以用于从开口拉伸防水板或土工布至从动轮及主动轮之间，所述导向筒上设有一卡扣，所述卡扣通过连接件与支撑架连接，以用于打开卡扣在开启弹簧的拉力作用下打开从动轮架。在上述技术方案中，所述装置本体的外部设有保护壳，所述保护壳为U型壳，所述保护壳的两端设有边缘板，所述保护壳的外侧底部中间设有耳板以用于外部机构连接。在上述技术方案中，所述装置本体的一端设有活动端盖，另一端设有固定端盖，所述导向筒上的卡扣与活动端盖连接。在上述技术方案中，所述活动端盖与固定端盖的中心设有可拆卸地旋转顶针以用于顶紧安装在导向筒上的防水板卷或土工布卷。本发明的另一个目的是提供一种基于防水板、土工布铺展装置的施工方法，包括以下步骤：1在施工前，打开装置本体上的活动端盖，将土工布或防水板卷完全放入导向筒中，并使防水板卷或土工布与固定端盖上密实接触后，关闭活动端盖并锁定；2打开从动轮架上的卡扣，在开启弹簧的作用下，与支撑架铰接的从动轮架转动打开，此时主动轮与从动轮脱离接触，手动从导向筒的纵向开口处拉伸防水板或土工布，并使得防水板或土工布延伸出主动轮轮面15-20cm；3关闭卡扣锁紧从动轮架，调节压紧组件的压紧螺栓松紧程度，从而调节从动轮与主动轮轮面间的距离，以用于调节从动轮、主动轮与土工布或防水板之间压紧度和摩擦力的大小；4启动外部的驱动机构，驱动机构的输出轴与传动轴连接，驱动主动轮转动从而带动从动轮及减阻轴承转动，完成防水板或土工布的铺展施工。本发明具有的优点和积极效果是：1.外部驱动机构的伺服电机驱动主动轮旋转，以带动从动轮转动，以使在主动轮与从动轮之间压紧的土工布或防水板向外铺展，机械化程度高，有效降低人工劳动强度。2.按照施工需要，使用铺展装置沿隧道壁环向移动土工布或防水板卷，使得隧道铺展的可操作性高，铺展的可操作性强。附图说明图1是本发明的防水板、土工布铺展装置的立体结构示意图；图2是本发明的防水板、土工布铺展装置的立体结构示意图；图3是本发明的防水板、土工布铺展装置的主视图；图4是本发明的防水板、土工布铺展装置的俯视图；图5是本发明的防水板、土工布铺展装置的左视图；图6是本发明中减阻轴承的结构示意图。图中：1、装置本体2、从动轮架3、从动轮总成4、固定端盖5、支撑架通轴6、活动端盖7、导向筒8、开启弹簧9、旋转顶针10、减阻轴承11、压紧组件12、支撑架13、传动轴14、从动轮15、主动轮16、驱动机构17、保护壳18、铺展结构19、边缘板20、从动轮通轴21、压紧板22、筋板23、压紧螺栓24、挡板具体实施方式以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明，决不限制本发明的保护范围。实施例1如图1-图6所示，本发明的防水板、土工布铺展装置，包括装置本体1、安装在装置本体1上的支撑组件、安装支撑组件上的铺展结构18和设置在装置本体1内的导向筒7。上述支撑组件包括设置在装置本体1上的支撑架12通轴5和均匀分布在支撑架12通轴5上的4个支撑架12，支撑架12在每个支撑架12上对应设置一个铺展结构18。上述铺展结构18包括位于支撑架12端头的传动轴13、安装在传动轴13上的主动轮15、与支撑架12的另一端头连接的从动轮架2、用于固定从动轮架2的从动轮通轴20和设置在从动轮架2一端的从动轮总成3；传动轴13与外部驱动机构16连接以使主动轮15转动；从动轮架2上靠近从动轮总成3的一端设有方形挡板24以用于与从动轮总成3连接，另一端与支撑架12铰接，从动轮架2上设有横轴，在横轴上连接开启弹簧8的一端，开启弹簧8的另一端与支撑架12连接以用于在使用时在弹簧的拉力作用下打开从动轮架2；从动轮总成3与主动轮15相对设置，从动轮总成3用于调节从动轮总成3与主动轮15之间的压紧度以使压紧安装在导向筒7上的防水板卷或土工布卷，并在主动轮15的带动下将防水板或土工布向外展开。上述导向筒7设置在支撑架12与从动轮架2之间形成的圆形空间内；导向筒7为一圆形筒，且在该导向筒7上沿轴向形成一开口以用于从开口拉伸防水板或土工布至从动轮14及主动轮15之间，导向筒7上设有一卡扣，卡扣通过连接件与支撑架12连接，以用于打开卡扣在开启弹簧8的拉力作用下打开从动轮架2。进一步地说，从动轮总成3包括压紧组件11和靠近主动轮15设置在压紧组件11上的从动轮14，在使用状态下，从动轮14与主动轮15的轮面相切，压紧组件11设置在从动轮架2朝向主动轮15的一端上，压紧组件11包括2块相对设置的三角形压紧板21、设置在2块压紧板21之间的筋板22和穿设过筋板22与从动轮14接触的压紧螺栓23，压紧螺栓23上套设有弹簧，弹簧的一端与压紧螺栓23的尾部连接，另一端与从动轮架2上的挡板24连接，压紧螺栓23通过弹簧来和压紧板21来调节从动轮14与主动轮15之间的距离，以使从动轮14与主动轮15之间压紧防水板或土工布；其中筋板22的尺寸小于挡板24的尺寸，且筋板22的位置设置在筋板22的上方。进一步地说，支撑架12包括2块相对设置的弧形支撑板，在2块弧形支撑板之间均匀分布有8组减阻轴承10，用于减小在展开防水板或土工布时产生的摩擦力。进一步地说，装置本体1的一端设有活动端盖6，另一端设有固定端盖4，导向筒7上的卡扣与活动端盖6连接。进一步地说，主动轮15采用橡胶轮，以用于增大与防水板或土工布之间的摩擦力。从动轮架2上设置的从动轮总成3通过卡扣与开启弹簧8，在使用时可以打开从动轮架2；从动轮总成3上设置的压紧组件11可以调节从动轮14对与其相对设置的主动轮15的压紧度，压紧组件11中的压紧螺栓23上套设有弹簧，压紧螺栓23穿过筋板22上形成的圆孔而与从动轮14接触，以调节从动轮14与主动轮15之间的距离，以使从动轮14与主动轮15之间压紧防水板或土工布，并在传动轴13的作用下，驱动主动轮15而带动从动轮14转动，且在减阻轴承10的作用下，使防水板或土工布更好的向外延展，便于防水板、土工布的铺展。实施例2本发明的防水板、土工布铺展装置在施工中的具体操作步骤如下：1在施工前，打开装置本体1上的活动端盖6，将土工布或防水板卷完全放入导向筒7中，并使防水板卷或土工布与固定端盖4上密实接触后，关闭活动端盖6并锁定；2打开从动轮架2上的卡扣，在开启弹簧8的作用下，与支撑架12铰接的从动轮架2转动打开，此时主动轮15与从动轮14脱离接触，手动从导向筒7的纵向开口处拉伸防水板或土工布，并使得防水板或土工布延伸出主动轮15轮面15cm；3关闭卡扣锁紧从动轮架2，调节压紧组件11的压紧螺栓23松紧程度，从而调节从动轮14与主动轮15轮面间的距离，以用于调节从动轮14、主动轮15与土工布或防水板之间压紧度和摩擦力的大小；4启动外部的驱动机构16伺服电机，驱动机构16的输出轴与传动轴13连接，驱动主动轮15转动从而带动从动轮14及减阻轴承10转动，完成防水板或土工布的铺展施工。实施例3在实施例1的基础上，在装置本体1的外部设有保护壳17，保护壳17为U型壳，且该U型壳是截面为半圆的壳体；保护壳17的两端设有边缘板19，保护壳17的外侧底部中间设有耳板以用于外部机构连接。进一步地说，保护壳17采用钢板支撑，在保护壳17的中间设有加强筋，以增强保护壳17的强度。实施例4在实施例1的基础上，活动端盖6与固定端盖4的中心设有可拆卸地旋转顶针9以用于顶紧安装在导向筒7上的防水板卷或土工布卷。进一步地说，外部驱动机构16伺服电机安装有编码器，以用于记录伺服电机的转动圈数而计算防水板或土工布的铺设长度，提高施工的精度，机械化程度高。为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位旋转90度或位于其他方位，这里所用的空间相对说明可相应地解释。而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

权利要求：1.一种防水板、土工布铺展装置，其特征在于：包括装置本体、安装在装置本体上的支撑组件、安装支撑组件上的铺展结构和设置在装置本体内的导向筒；所述支撑组件包括设置在装置本体上的支撑架通轴和均匀分布在支撑架通轴上的多个支撑架，在每个所述支撑架上对应设置一个所述铺展结构；所述铺展结构包括位于支撑架端头的传动轴、安装在传动轴上的主动轮、与支撑架的另一端头连接的从动轮架、用于固定从动轮架的从动轮通轴和设置在从动轮架一端的从动轮总成，所述传动轴与外部驱动机构连接以使主动轮转动，所述从动轮总成与主动轮相对设置，所述从动轮总成用于调节从动轮总成与主动轮之间的压紧度以使压紧安装在导向筒上的防水板卷或土工布卷，并在主动轮的带动下将防水板或土工布向外展开；所述导向筒设置在所述支撑架与从动轮架之间形成的圆形空间内。2.根据权利要求1所述的防水板、土工布铺展装置，其特征在于：所述从动轮架上靠近从动轮总成的一端设有挡板以用于与从动轮总成连接，另一端与支撑架铰接。3.根据权利要求2所述的防水板、土工布铺展装置，其特征在于：所述从动轮架上设有横轴，在横轴上连接开启弹簧的一端，开启弹簧的另一端与支撑架连接以用于在使用时在弹簧的拉力作用下打开从动轮架。4.根据权利要求3所述的防水板、土工布铺展装置，其特征在于：所述从动轮总成包括压紧组件和靠近主动轮设置在压紧组件上的从动轮，所述压紧组件设置在从动轮架朝向主动轮的一端上，所述压紧组件包括2块相对设置的三角形压紧板、设置在2块压紧板之间的筋板和穿设过筋板与从动轮接触的压紧螺栓，用于调节从动轮与主动轮之间的距离。5.根据权利要求4所述的防水板、土工布铺展装置，其特征在于：所述压紧螺栓上套设有弹簧，所述弹簧的一端与压紧螺栓的尾部连接，另一端与从动轮架上的挡板连接。6.根据权利要求1-5中任意一项所述的防水板、土工布铺展装置，其特征在于：所述支撑架包括2块相对设置的弧形支撑板，在2块所述弧形支撑板之间均匀分布有多组减阻轴承，用于减小在展开防水板或土工布时产生的摩擦力。7.根据权利要求6所述的防水板、土工布铺展装置，其特征在于：所述导向筒为一圆形筒，且在该导向筒上沿轴向形成一开口以用于从开口拉伸防水板或土工布至从动轮及主动轮之间，所述导向筒上设有一卡扣，所述卡扣通过连接件与支撑架连接，以用于打开卡扣在开启弹簧的拉力作用下打开从动轮架。8.根据权利要求7所述的防水板、土工布铺展装置，其特征在于：所述装置本体的外部设有保护壳，所述保护壳为U型壳，所述保护壳的两端设有边缘板，所述保护壳的外侧底部中间设有耳板以用于外部机构连接。9.根据权利要求8所述的防水板、土工布铺展装置，其特征在于：所述装置本体的一端设有活动端盖，另一端设有固定端盖，所述导向筒上的卡扣与活动端盖连接，所述活动端盖与固定端盖的中心设有可拆卸地旋转顶针以用于顶紧安装在导向筒上的防水板卷或土工布卷。10.一种基于权利要求9所述的防水板、土工布铺展装置的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：1在施工前，打开装置本体上的活动端盖，将土工布或防水板卷完全放入导向筒中，并使防水板卷或土工布与固定端盖上密实接触后，关闭活动端盖并锁定；2打开从动轮架上的卡扣，在开启弹簧的作用下，与支撑架铰接的从动轮架转动打开，此时主动轮与从动轮脱离接触，手动从导向筒的纵向开口处拉伸防水板或土工布，并使得防水板或土工布延伸出主动轮轮面15-20cm；3关闭卡扣锁紧从动轮架，调节压紧组件的压紧螺栓松紧程度，从而调节从动轮与主动轮轮面间的距离，以用于调节从动轮、主动轮与土工布或防水板之间压紧度和摩擦力的大小；4启动外部的驱动机构，驱动机构的输出轴与传动轴连接，驱动主动轮转动从而带动从动轮及减阻轴承转动，完成防水板或土工布的铺展施工。

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