本实用新型涉及隧道开挖技术领域，特别是涉及一种隧道开挖预支护装置及隧道开挖系统。
背景技术：
隧道开挖所采用的预支护技术可大致分为两类，第一类包括小导管注浆、深孔注浆、锚管注浆、大管棚、锁扣大管棚、带翼板管棚、钢筋混凝土钢管桩水平顶进预支护等；第二类为利用机械将平板或弧形板插入拱顶土体进行预支护。
其中，小导管注浆、深孔注浆、锚管注浆主要通过预加固土体来确保土方作业面的稳定；大管棚、钢筋混凝土钢管桩水平顶进预支护主要通过对隧道拱部进行预支护，起到防止上部土体大量沉降甚至坍塌的作用。机械预支护是在拱顶部位插入护板，防止顶部土体坍塌。
但是，上述方案存在如下问题：
第一、对于隧道上半断面界面，由水引起的侧壁土体垮塌起不到支护作用；
第二、带支护顶盖的支护装置开发的应用范围主要是应用于煤矿，不适用于台阶法施工；
第三、环形切削成拱预支护，掌子面与设备中间作业空间狭小，施工不便。
技术实现要素：
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种施工方便、高效的隧道开挖预支护装置，能够有效地防止土体滑塌。
本实用新型提供一种隧道开挖预支护装置，包括：
护壳，所述护壳呈弧形，沿所述护壳的弧度方向设置有第一润滑剂孔；
护棒，可拆卸地安装于所述护壳的第一端，所述护棒上设置有第二润滑剂孔；
推进件，设置于所述护壳内且所述推进件的活动端伸出所述护壳的第二端。
进一步地，所述护棒包括：
棒本体，所述棒本体可拆卸地安装于所述护壳的第一端；
端头，所述端头连接于所述棒本体且呈锥形，所述第二润滑剂孔设置于所述端头。
进一步地，所述护棒包括：
棒本体，所述棒本体可拆卸地安装于所述护壳的第一端；
端头，所述端头连接于所述棒本体且呈锥形，所述第二润滑剂孔设置于所述端头和所述棒本体。
进一步地，还包括：
润滑剂罐，所述润滑剂罐通过管路与所述第一润滑剂孔以及所述第二润滑剂孔连通。
进一步地，所述推进件为千斤顶，所述千斤顶的活动端伸出所述护壳的第二端并顶紧于反力装置或已经施作完毕的初支结构。
进一步地，所述护壳内设置有安装孔，所述千斤顶安装于所述安装孔。
进一步地，所述护壳包括：
第一壳体；
第二壳体，与所述第一壳体相互拼接形成所述护壳。
进一步地，所述护壳的弧度为180度。
本实用新型还提供一种隧道开挖系统，包括如前所述的隧道开挖预支护装置。
本实用新型提供的隧道开挖预支护装置，通过设置弧形护壳，并在护壳上设置第一润滑剂孔，保证了第一润滑剂孔能够喷出润滑剂，降低了护壳的摩阻力，进而减小了护壳掘进时的阻力。通过在护壳上设置护棒，并在护棒上设置第二润滑剂孔，能够进一步地减小掘进时的阻力。当护壳掘进一定深度后，可以立即开挖土体，避免拱顶和拱脚滑塌。在砂层、饱和水地层等土地稳定性差的地层中，由于护壳的保护作用，护壳外的土体的暴露时间大幅缩短，滑塌的可能性大幅下降，提高了隧道开挖的安全性。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的隧道开挖预支护装置的示意性结构图；
图2为本实用新型实施例提供的护壳的示意性结构图；
图3为本实用新型实施例提供的护棒的示意性结构图。
附图标号说明：
100、护壳；102、第一润滑剂孔；104、护棒；106、推进件；108、第二润滑剂孔；110、棒本体；112、端头；114、第一壳体；116、第二壳体。
具体实施方式
为使实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实用新型中的附图，对实用新型中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于实用新型中的实施例，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，都属于实用新型保护的范围。
在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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实用新型实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
如图1至图3所示，本实用新型第一方面实施例提供一种隧道开挖预支护装置，包括护壳100、护棒104以及推进件106。其中，护壳100呈弧形，沿护壳100的弧度方向设置有第一润滑剂孔102；护棒104可拆卸地安装于护壳100的第一端，护棒104上设置有第二润滑剂孔108；推进件106设置于护壳100内且推进件的活动端伸出护壳100的第二端。
本实用新型提供的隧道开挖预支护装置，通过设置弧形护壳100，并在护壳100上设置第一润滑剂孔102，保证了第一润滑剂孔102能够喷出润滑剂，降低了护壳100的摩阻力，进而减小了护壳100掘进时的阻力。通过在护壳100上设置护棒104，并在护棒104上设置第二润滑剂孔108，能够进一步地减小掘进时的阻力。当护壳100掘进一定深度后，可以立即开挖土体，避免拱顶和拱脚滑塌。在砂层、饱和水地层等土地稳定性差的地层中，由于护壳100的保护作用，护壳100外的土体的暴露时间大幅缩短，滑塌的可能性大幅下降，提高了隧道开挖的安全性。
具体来说，护壳100呈弧形，这里所述的弧形可以是圆弧形或者椭圆弧形，通过将护壳100设置成弧形，保证了当护壳100掘进后，在护壳100内部能够有较大的施工空间，方便隧道开挖设备的施工作业。
沿着护壳100的弧度方向，在护壳100上设置有多个第一润滑剂孔102，其中，第一润滑剂孔102的数量、相邻两个第一润滑剂孔102之间的间距以及每个第一润滑剂孔102的直径均不作具体限定，可根据实际的地址参数灵活选择。通过在护壳100上设置多个第一润滑剂孔102，保证了护壳100在掘进过程中，能够从第一润滑剂孔102中喷出润滑剂，减小了护壳100掘进过程中的阻力。
在护壳100的第一端还可拆卸地连接有护棒104，这里所述的护壳100的第一端具体是指护壳100掘进的一端。通过设置护棒104，能够进一步地降低护壳100掘进时的阻力，更有利于护壳100掘进时对土体进行切割。此外，将护棒104与护壳100设置成可拆卸地连接方式，还保证了护棒104损坏时，能够灵活更换。
在护棒104上还设置有第二润滑剂孔108，在护壳100掘进时，通过在护棒104上的第二润滑剂孔108能够喷出润滑剂，进一步地减小护壳100掘进时的阻力。
在本实用新型实施例中，护棒104包括棒本体110以及端头112。其中，棒本体110可拆卸地安装于护壳100的第一端；端头112连接于棒本体110且呈锥形，第二润滑剂孔108设置于端头112。
即，棒本体110用以实现将护棒104安装于护壳100的作用，端头112用以实现掘进过程中减小阻力的作用。将端头112设置成锥形，能够进一步地减小端头112掘进时的阻力，当然，端头112可以成圆锥形、方锥形等。
在本实用新型实施例中，第二润滑剂孔108可以单独设置在端头112上，也可以同时设置在端头112和棒本体110上。
换而言之，在本实用新型实施例中，还包括润滑剂罐(图中未示出)，润滑剂罐通过管路与第一润滑剂孔102以及第二润滑剂孔108连通。其中，在管路上可以连接加压件用以将润滑剂罐中的润滑剂压入到第一润滑剂孔102和第二润滑剂孔108中。
在护壳100的第二端顶紧有推进件106，其中，推进件106用以实现对护壳100的推进。即，当推进件106动作时，可以带动护壳100完成掘进动作。
在本实用新型实施例中，推进件106为千斤顶，千斤顶的活动端伸出护壳100的第二端并顶紧于反力装置或已经施作完毕的初支结构。
换而言之，当千斤顶工作时，千斤顶的活动端伸出护壳100的第二端并抵紧在反力装置上，或者抵紧在已经施作完毕的初支结构上。
进一步地，为了保证千斤顶顶紧时的稳定性，在护壳100内还设置有安装孔，千斤顶安装于安装孔。此外，千斤顶的数量并不做具体限定，只要能够实现将护壳100顶紧并使其完成掘进工作即可。而且，安装孔的数量与千斤顶的数量是一一对应的。
在其他的一些实施例中，推进件106也可以是液压缸等设备。
进一步地，护壳100包括第一壳体114和第二壳体116。其中，第二壳体116与第一壳体114相互拼接形成护壳100。
通过将护壳100设置成由第一壳体114和第二壳体116拼接形成的方式，保证了护壳100的可更换性，例如，当第一壳体114或者第二壳体116损坏时，可直接更换第一壳体114或者第二壳体116。
再进一步地，第一壳体114和第二壳体116是互为对称的，这样一来，还提高了第一壳体114和第二壳体116之间的互换性。
当然，在其他的一些实施例中，护壳100也可以一体成型或者由多块分片组成。
进一步地，护壳100的弧度为180度。通过将护壳100的弧度设置为180度，保证了护壳100的拱脚位置支撑于地面时的稳定性，同时还保证了护壳100内部围设形成的施工作业区域的最大化。
本实用新型第二方面实施例还提供一种隧道开挖系统，包括如前所述的隧道开挖预支护装置。
通过在树立切割系统中设置如前所述的隧道开挖预支护装置，保证了第一润滑剂孔102能够喷出高压水，使得紧贴护壳100的土体流失，去除了护壳100内的摩阻力，进而减小了护壳100掘进阻力。通过在护壳100上设置护棒104，能够进一步地减小掘进时的阻力。当护壳100掘进一定深度后，可以立即开挖土体，避免拱顶和拱脚滑塌。在砂层、饱和水地层等土地稳定性差的地层中，由于护壳100的保护作用，护壳100外的土体的暴露时间大幅缩短，滑塌的可能性大幅下降，提高了隧道开挖的安全性。
此外，本实用新型第一方面实施例提供的隧道开挖预支护装置所具备的技术效果，在本实用新型第二方面实施例提供的隧道开挖系统中同样具备，此处不再赘述。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
1.一种隧道开挖预支护装置，其特征在于，包括：
护壳(100)，所述护壳(100)呈弧形，沿所述护壳(100)的弧度方向设置有第一润滑剂孔(102)；
护棒(104)，可拆卸地安装于所述护壳(100)的第一端，所述护棒(104)上设置有第二润滑剂孔(108)；
推进件(106)，设置于所述护壳(100)内且所述推进件(106)的活动端伸出所述护壳(100)的第二端。
2.根据权利要求1所述的隧道开挖预支护装置，其特征在于，所述护棒(104)包括：
棒本体(110)，所述棒本体(110)可拆卸地安装于所述护壳(100)的第一端；
端头(112)，所述端头(112)连接于所述棒本体(110)且呈锥形，所述第二润滑剂孔(108)设置于所述端头(112)。
3.根据权利要求1所述的隧道开挖预支护装置，其特征在于，所述护棒(104)包括：
棒本体(110)，所述棒本体(110)可拆卸地安装于所述护壳(100)的第一端；
端头(112)，所述端头(112)连接于所述棒本体(110)且呈锥形，所述第二润滑剂孔(108)设置于所述端头(112)和所述棒本体(110)。
4.根据权利要求2或3所述的隧道开挖预支护装置，其特征在于，还包括：
润滑剂罐，所述润滑剂罐通过管路与所述第一润滑剂孔(102)以及所述第二润滑剂孔(108)连通。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的隧道开挖预支护装置，其特征在于，所述推进件(106)为千斤顶，所述千斤顶的活动端伸出所述护壳(100)的第二端并顶紧于反力装置或已经施作完毕的初支结构。
6.根据权利要求5所述的隧道开挖预支护装置，其特征在于，所述护壳(100)内设置有安装孔，所述千斤顶安装于所述安装孔。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的隧道开挖预支护装置，其特征在于，所述护壳(100)包括：
第一壳体(114)；
第二壳体(116)，与所述第一壳体(114)相互拼接形成所述护壳(100)。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的隧道开挖预支护装置，其特征在于，所述护壳(100)的弧度为180度。
9.一种隧道开挖系统，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一项所述的隧道开挖预支护装置。
技术总结