CN109798135A - 一种满堂支架防护系统及其支护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种满堂支架防护系统及其支护方法，包括防护框架和防护滑架；防护框架设置有多组，一组防护框架构成一个防护区，多个防护区形成溶洞满堂防护，每组防护框架包括多个防护框架，每个防护框架包括框架柱、框架梁、顶部伸缩接顶段、四周接壁段和防护网；框架柱包括多个，每个框架柱包括多节，多节框架柱上下依次连接在一起；框架梁水平设置，框架梁的两端通过连接件与框架柱相连，将各个框架柱连接成一个整体；所述的顶部伸缩接顶段顶部伸缩接顶段设置在框架柱的顶部；四周接壁段设置在框架梁的接壁端；防护网设置在防护框架的顶部；防护滑架设置在防护框架上，可沿着防护框架移动，为防护框架的支护提供保护。

Description

一种满堂支架防护系统及其支护方法

技术领域

本发明属于地下工程支护领域，具体涉及一种满堂支架防护系统及其支护方法，可以应用于溶洞、隧道等支护。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

隧道施工常会遇溶洞，特别是一些特大型溶洞，这些溶洞形状不规则，且各溶洞特征不一，但总体而言由于长期地质作用，溶洞内洞壁破碎，极易掉落，威胁施工人员安全。

目前，多数情况下不进行全面防护，仅在施工位置架设临时防护棚架，防护能力低，不安全；溶洞内危岩发育较严重的，通常借助临时防护棚架保护，进行全面锚网喷防护或钢筋混凝土立柱防护，但其施工过程防护力度不足，容易危害人员和设备安全，不利于溶洞顶板和四周侧壁稳定监测，往往存在施工死角，危害安全；锚网喷分部施工繁琐和钢筋混凝土立柱混凝土浇筑与凝固期长等问题将导致施工持续时间长、施工风险高且防护能力有限，此外，立柱接顶问题不易解决，大型溶洞仅有施工洞口与外界相连，无法运输大型设备进入溶洞内。因此如何对大型溶洞进行防护，成了一个技术难题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明公开了一种满堂支架防护结构及其施工方法。

本发明的第一目的是提供一种满堂支架防护系统；通过满堂支架防护结构保证施工过程施工人员的安全，并且满堂支架支顶护壁可防止落石发生，保障施工人员和结构安全。

本发明的第二目的是提供一种满堂支架防护系统的支护施工方法；采用该方法可形成满堂防护支架，可全面防护巨型溶洞不留施工死角，防护结构抵抗力强不易破坏，顶升施工方便，安全简单，支顶护壁效果好能形成全空间整体防护。

本发明采用的技术方案如下：

一种满堂支架防护系统，包括防护框架和防护滑架；所述的防护框架设置有多组，一组防护框架构成一个防护区，多个防护区形成溶洞满堂防护，每组防护框架包括多个防护框架，每个防护框架包括框架柱、框架梁、顶部伸缩接顶段、四周接壁段和防护网；

所述的框架柱包括多个，每个框架柱包括多节，多节框架柱上下依次连接在一起；

所述的框架梁水平设置，框架梁的两端通过连接件与框架柱相连，将各个框架柱连接成一个整体，所述的防护网设置在防护框架的顶部；

所述的顶部伸缩接顶段顶部伸缩接顶段设置在框架柱的顶部；

所述的四周接壁段设置在框架梁的接壁端；所述的防护滑架设置在防护框架上，可沿着防护框架移动，为防护框架的支护提供保护。

满堂支架分多个防护分区，第一防护分区的防护框架安装完成后，以该防护框架为固定结构安装防护滑架，防护滑架用来保护第二防护分区初期施工人员和设备，第二防护分区完成再以其安装防护滑架，用来保护第三防护分区初期施工人员和设备，以此类推，完成全部防护分区，形成满堂支架。

作为进一步的技术方案，所述的防护网包括三层，底层为密目网，中层为小孔布鲁克网，上层为大孔布鲁克网。

作为进一步的技术方案，所述的框架梁为工字钢，所述的框架柱为钢管，框架梁腹板端头留有与连接件相对应的螺栓孔；通过螺栓连接框架柱和框架梁。

作为进一步的技术方案，所述的顶部伸缩接顶段包括一段可抬升钢管，钢管直径与框架柱钢管内径接近，先套在框架钢管内，顶升到位后用千斤顶抬升直到顶部伸缩接顶段接顶，在所述的可抬升钢管的顶部焊接有钢板，钢板的周边设加强肋板；顶升时框架柱两侧对称放置千斤顶，千斤顶安装在顶层的框架梁上，根据顶部伸缩接顶段和溶洞顶部的距离分别确定顶升高度，使顶部伸缩接顶段接顶，并采用抱箍卡紧接头，防止接头下落。

作为进一步的技术方案，所述的防护滑架，包括；

导轨，所述的导轨可拆卸，安装在所述的框架梁上；

可展开式横梁，其底部设有滚轮，由动力系统驱动其沿着所述的导轨移动；

支撑架，其与所述的可展开式横梁连接为一个整体，支撑架位于可展开式横梁顶部，可随着横梁一起移动；

防护网，其设置在支撑架顶部。

作为进一步的技术方案，在所述的导轨上设有滚轮固定装置；

再进一步的，所述的滚轮固定装置包括一个活动板，所述的活动板的一端铰接在所述的导轨上，另一端通过螺栓与所述的导轨相连，该端可与导轨平齐或者相对于导轨下陷；当滑轮到达既定位置时，将活动板一边下放形成一个三角形凹槽，使滑轮下落卡在凹槽中从而起到固定整个滑架结构的作用。

上述所述的满堂支架防护系统的支护方法如下：

步骤1沿溶洞四周将溶洞分区；将前两榀框架材料通过施工导洞运至洞口，在第一分区完成前两榀框架的基础建设，然后完成前两榀框架的顶层框架施工，顶层框架的上部安装防护网，然后用顶升工艺完成前两榀框架的整体施工；

步骤2借助支护好的前两榀框架，在前两榀框架上搭设防护滑架，防护滑架底部滑轮支撑在前两榀框架的框架梁的钢翼缘内部，防护滑架上连接有可自由伸长钢索，钢索另一端通过滑轮固定在侧壁，用于拉紧防护滑架，在框架梁上安装动力系统，动力系统驱动所述的防护滑架沿着所述的框架梁滑动；

步骤3通过动力系统将防护滑架外推，并在地面基础上设置临时钢柱支撑，以支撑外伸的防护滑架作为第二分区施工的临时防护装置，在防护滑架的保护下进行该区域的顶层框架搭设，顶层框架搭设结束后；再将防护滑架向下一分区移动，重复步骤3，直到所有区域的顶层框架搭设完成；

步骤4采用顶升工艺对所有区域、或者周边区域、或者重点区域的顶层框架依次进行顶升和支护，形成整体满堂支架；

步骤5对顶升的框架柱顶端进行接顶、四周框架梁进行触壁支撑，借助满堂支架进行侧壁分析，洞顶和四周侧壁锚网喷支护，危岩加固。

进一步的，各个分区的地面基础处理方法如下：

清除溶洞底部障碍物并平整场地，浇筑混凝土施作筏板基础，筏板基础预埋钢板并预留螺栓孔；框架柱的底部与筏板基础做植栓锚固连接，使顶升结构和框架结构有稳定着力点。

进一步的，所述的顶升工艺工作过程如下：

在每个框架柱的两侧分别设置第一千斤顶和第二千斤顶，第一千斤顶和第二千斤顶的顶部顶住所述的框架梁，准备顶升工作；

先启动第一千斤顶，使所有的第一千斤顶同时升高一定的距离，此时顶层框架也随之升高一定的距离，第二千斤顶与顶层框架之间则产生一定的间隙；再将第一层垫块放在所述间隙处，使第二千斤顶通过垫块支撑顶层框架；

然后，将第一千斤顶回缩到起始位置，则第一千斤顶与与顶层框架之间产生一定的间隔，此时在第一千斤顶与顶层框架之间再设置第一层垫块；

接着启动所有的第二千斤顶，使顶层框架又随之升高一定的距离，第一千斤顶顶部的第一层垫块与顶层框架之间形成间隙；然后将第二层垫块放在第一层垫块与顶层框架之间，使第一千斤顶通过两层垫块支撑顶层框架；然后再回缩第二千斤顶，在第二千斤顶的第一层垫块与顶层框架之间再设置第二层垫块；依次循环，直到顶层框架升到设定的位置。

作为进一步的技术方案，所述的满堂支架的框架梁与溶洞侧壁之间的连接方法如下：

如果框架梁距离侧壁较远，则通过支架螺栓连接工艺，连接框架梁至侧壁距离5～10cm，将靠近侧壁的框架梁端与侧壁围岩之间缝隙通过支设模板，浇筑混凝土完成触壁支撑；如果初始框架梁与侧壁的距离足够支设模板，则直接支设模板，浇筑混凝土完成触壁支撑。

本发明的有益效果如下：

1.本发明的支护结构以及方法可以满足不同溶洞的环境要求，为施工人员提供保护。

2.防护滑架保护安全高效，可快速形成顶部框架搭设，采用钢管配合工字钢梁形成满堂支架。

3.框架采用顶升工艺，施工安全简单高效，形成的防护体系承载能力大，安全储备满足要求，为钻探、注浆、回填、四壁加固及支顶等各项工作提供安全施工条件。

4.满堂支架巧妙采用顶部伸缩接顶段的接顶方式，不仅解决了支架接顶难题，同时可以应对后期基础沉降导致的支顶分离问题，保证满堂支架永久支顶；还可以在顶部埋设轴力计形成永久监测点。

5.满堂支架与溶洞侧壁之间通过支模将框架梁与岩石用混凝土浇筑在一起，提高了整体稳定性；底部与筏板基础锚固相连提高了稳定性。

6.整体采用钢管配合工字钢梁形成满堂支架，支架间采用螺栓连接。满堂支架防护能力高，有效保障施工人员和设备安全，方便后期顶部侧壁监测支护施工作业。螺栓连接承载能力强，施工简单，便于快速形成满堂支架防护。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是框架柱与框架梁之间的连接示意图；

图2是横向框架梁和纵向框架梁之间连接示意图；

图3是满堂支架框架柱接顶施工方法；

图4、图5是满堂支架纵梁和横梁触壁施工方法；

图6是防护滑架结构整体安装示意图；

图7是防护滑架的示意图；

图8是防护滑架安装示意图；

图9是顶升过程示意图；

图10是溶洞第一部分施工示意图；

图11是整体框架搭设示意图；

图12顶升结束后整体满堂支架；

图13分区顶升示意图；

图中：1连接件，2框架梁，3框架柱，4第一千斤顶，5第二千斤顶，6垫块，7混凝土垫块，8洞壁，9工字钢梁，10-施工导洞，11临时支撑柱，12防护滑架，13框架结构，14防护网；15-侧壁支撑，16-第一榀框架，17-第二榀框架，18-注浆管，19-柱端接顶支撑；20-第一分区，21-第二分区，22-第三分区，23-第四分区，24-第五分区，25-第六分区，26千斤顶，27千斤顶，28顶部伸缩接顶段，29钢板，30连接螺栓；

12-1导轨，12-2导轨，12-3支撑架，12-4横梁，12-5横梁，12-6滚轮固定装置，12-7滚轮，12-8滚轮，12-9防护网，12-10防护网，12-11防护网，12-2钢丝绳，12-13动力系统。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

正如背景技术所介绍的，目前，大多数情况下是通过对岩壁喷射混凝土后根据溶洞发育情况在溶洞架设安全防护钢棚，两端固定在溶洞两侧壁上，悬空架设，或进行钢拱架及管棚加强防护，但其施工过程防护力度不足，容易危害人员和设备安全，不利于顶部和四周侧壁监测和锚网支护施工，往往存在施工死角，危害安全；且由于大型溶洞施工洞口小，无法运输大型设备进入溶洞内；

巨型溶洞揭示后，往往四壁危岩体众多，多数危岩体裂缝较大，存在掉落隐患，部分危岩体从母岩掉落后叠坐在洞底，洞体常有大体积悬挂危岩体。支洞施工和底部塌落体钻探使溶洞岩体受到较大扰动，特别是随着两侧主洞掘进爆破距离越来越近，溶洞受到扰动越来越大，不断发生落石。大体积悬石掉落有可能引发的顶板连锁垮塌，这些危险严重威胁溶洞内作业人员和设备安全。因此，溶洞处理前必须对溶洞进行全面的高强度的顶板支顶、四壁加固及作业安全防护，做到小块落石可抵抗，大块落石不发生，才能确保溶洞整体稳定、施工及铁路运营期间人员和设备安全。需要一个既能形成整体防护又能方便对溶洞顶部和四周施工的满堂支架。

为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种满堂支架防护系统及其支护方法，根据溶洞发育规模、形态、初步稳定分析、与主线隧道空间关系及各种主线处理方案，提出溶洞整体满堂支架、主线范围满堂支架和溶洞周边满堂支架3种安全防护方案。

满堂支架结构柱采用钢管作框架柱，型钢作框架梁组成的框架结构。浇筑基础前场地整平，满堂支架柱基下需要满足一定的承载力，后浇筑筏板基础，筏板基础预埋钢板并预留螺栓孔，框架柱底部与筏板基础做植栓锚固连接。梁、柱之间螺栓连接，下部支撑在筏板基础上，根据不同施工情况应用滑架结构铺设临时防护网，有效预防落石危险，在滑架防护下施工顶层满堂支架，组成满堂支架后在上部铺设防护网，第一分区结束后移动滑架，在滑架保护下在进行下一分区顶层满堂支架搭设，搭设结束后在顶部搭设防护网进行防护，逐步推进完成整体框架搭设。

采用顶升工艺逐层架设框架柱与框架梁组成的框架结构，重复框架顶升作业快速形成溶洞整体满堂支架，形成全面支顶和四壁支护，借助满堂支架进行洞顶锚网喷支护。施工过程中两榀框架同时进行，利于结构稳定，顶升作业人员与溶洞稳定性检测结合，满堂支架与底板、顶板和侧壁结合良好，框架柱底部与基础锚固连接，与顶部利用顶部伸缩接顶段相连，与侧壁支模浇筑混凝土完成触壁支撑。

本申请的一种典型的实施方式中，如图12所示，满堂支架防护系统，具体包括防护框架和防护滑架；

所述的防护框架设置有多组，一组防护框架构成一个防护区，多个防护区形成溶洞满堂防护，每组防护框架包括多个防护框架，每个防护框架包括框架柱、框架梁、顶部伸缩接顶段、四周接壁段和防护网14；

所述的框架柱包括多个，每个框架柱包括多节，多节框架柱上下依次连接在一起；

所述的框架梁水平设置，包括纵向和横向的两种，框架梁2的两端通过连接件1与框架柱3相连，将各个框架柱3连接成一个整体，所述的防护网14设置在防护框架的顶部；

所述的顶部伸缩接顶段28设置在框架柱的顶部；

所述的防护滑架12设置在防护框架上，可沿着防护框架移动，为防护框架的支护提供保护。

所述的四周接壁段设置在框架梁的接壁端；

在本实施例中，防护网14可以设置三层，底层为密目网，中层为小孔布鲁克网，上层为大孔布鲁克网；可有效拦截顶部大、小块径落石，作业人员一直处于防护网下施工，能够有效地保证高处危险下的作业人员安全，对隧道工程的安全快速施工具有重要意义。

框架梁为工字钢，框架柱为钢管，框架梁腹板端头留设有与连接件相对应的螺栓孔；通过螺栓连接框架柱和框架梁。

在本实施例中，如图3所示，顶部伸缩接顶段28可以为一个可抬升钢管，可伸缩杆，钢管直径与框架柱钢管内径接近，先套在框架钢管内，顶升到位后用千斤顶抬升直到顶部伸缩接顶段接顶；在所述的可抬升钢管的顶部焊接有钢板29，钢板29的周边设加强肋板；框架柱两侧对称放置千斤顶26、27，千斤顶26、27安装在顶层的框架梁上，千斤顶26、27的顶杆顶升所述的钢板29，根据距离溶洞顶部距离分别顶升所需高度，使顶部伸缩接顶段接顶，并采用抱箍卡紧接头，抱箍分为两半，采用抱箍螺栓30连接成整体，如此可防止接头下落。

这里所述的抬升钢管为可伸缩管。

框架柱顶部设顶部伸缩接顶段，对于不同的接顶高度有不同的选择，可以适当顶升适应不同的场地情况，顶出结束后，还可防止基础沉降引起的柱顶脱离。四壁采用支模浇筑混凝土完成触壁支撑，满足多种场地条件，安全稳定。筏形基础分层施工，满足不同场地条件，底部与基础锚固连接安全高效。

作为进一步的技术方案，如图4、图5、图6所示，所述的防护滑架12，包括导轨、可展开式横梁、支撑架和防护网；

导轨包括导轨12-1、导轨12-2，导轨12-1、导轨12-2一般可采用轻型材质制作，方便拆装。

可展开式横梁，包括两个，分别是图中的可展开式横梁12-4和可展开式横梁12-5，其平行的设置在导轨12-1、导轨12-2上，且与导轨12-1、导轨12-2垂直；由所述的动力系统驱动其移动；此外，可展开式横梁12-4包括三节，分别是第一横梁、第一段横梁和第二段横梁；第一横梁的一端可折叠的连接第一段横梁，另一端可折叠的连接第二段横梁；

可展开式横梁12-5包括三节，分别是第二横梁、第三段横梁和第四段横梁；第二横梁的一端可折叠的连接第三段横梁，另一端可折叠的连接第四段横梁；

在相邻的第一段横梁和第三段横梁之间设置有防护网12-10；在相邻的第二段横梁与第四段横梁之间也设置有防护网12-11。

在可展开式横梁12-4、可展开式横梁12-5的底部设有滚轮12-7，滚轮12-8；滚轮12-7，滚轮12-8沿着所述的导轨12-1、导轨12-2移动。

可展开式横梁在滑动过程中是折起的，其外侧部分装有防护网，当滑架到达指定位置后利用液压缸将横梁外侧部分展开。运行方式：将可展开式横梁的外侧部分折起，利用滑架下部的千斤顶顶推，同时上部钢丝绳牵引，依靠滑轮转动实现滑架运行；滑架到达指定位置后放置临时支撑，放松钢丝绳，打开滑轮固定装置，使滑架固定，然后将装有防护网的外侧横梁展开。

作为进一步的技术方案，在本实施例中，可折叠的连接可以采用铰接的连接方式。

支撑架12-3，其与所述的可展开式横梁连接为一个整体，支撑架位于可展开式横梁顶部，可随着横梁一起移动；支撑架12-3包括两个平行设置的直角三角架，两个直角三角架通过第一横梁和第二横梁连接在一起与第一横梁和第二横梁形成一个整体，且两个直角三角架的斜杆之间设有防护网12-9。

进一步的，在所述的导轨上设有滑轮固定装置，对应图中的，在导轨上设置滑轮固定装置12-6；再进一步的，滑轮固定装置包括一个活动板，所述的活动板的一端铰接在所述的导轨上，另一端通过螺栓与所述的导轨相连，通过调节螺栓可以使得活动板可与导轨平齐或者相对于导轨下陷；当滑轮到达既定位置时，将活动板一边下放形成一个三角形凹槽，使滑轮下落卡在凹槽中从而起到固定整个滑架结构的作用。

在整个运动过程中，可展开式横梁和支撑架始终是一个整体，在动力系统12-13的驱动下运动；本实施例中，动力系统可采用气缸和油缸驱动装置。

具体的，满堂支架种类选择以及具体的支护方法如下：

溶洞揭示后首先进行稳定性探测与监测，包括洞顶与侧壁危岩体分布、危岩体位移、危岩体裂缝监测等，由此对溶洞顶板和周边进行稳定性分区评价，基于评价结果，可以将分为溶洞整体全面防护、周边重点防护和主线范围防护三种，将溶洞施工安全防护分为全空间满堂支架、周边满堂支架、关键位置满堂支架三类。

(1)支架自身连接

框架柱与框架梁之间通过螺栓连接，首先在框架柱上对应框架梁位置焊接耳板，耳板与框架柱间强化连接，根据受力结果选择螺栓种类和在连接构件上的布置形式，在拼接钢板上和框架梁对应位置设置螺栓孔，最后将框架梁和框架柱用螺栓连接。

框架梁工字钢之间连接采用螺栓连接，首先根据受力选择螺栓种类和拼接钢板和工字梁上的布置形式，拼接钢板对称放置在工字钢横梁两侧，在对应位置放置螺栓完成连接；两榀框架之间H型钢采用相同工艺完成连接。

(2)支架与顶部、侧壁和底部的连接

框架柱顶部设顶部伸缩接顶段，该接头下端插入钢管内，上端焊接钢板，并在周边设加强肋板。柱端两侧对称放置千斤顶，顶升顶部伸缩接顶段，顶部伸缩接顶段可伸出0.5～1.0m，顶升施工结束后，用千斤顶顶出顶部伸缩接顶段，使框架柱接顶，并采用抱箍卡紧接头，防止接头下落。

筏板基础施工前应先整平土地，注浆加固，待满足一定承载力后筏形基础分层施工，下部预留钢筋，为施工下一部分基础做准备，框架柱底部与筏板基础做植栓锚固连接，筏板基础预埋钢板并预留螺栓孔。

如图4和图5所示，部分框架梁施工结束后距离侧壁较远，通过支架螺栓连接工艺，连接工字钢梁9至侧壁距离5～10cm，将靠近侧壁的框架梁3端与侧壁围岩之间缝隙通过支设模板，浇筑混凝土完成触壁支撑；距离足够支设模板的工字钢梁直接支设模板，浇筑混凝土完成触壁支撑；见图中的混凝土垫块7。

框架搭设施工过程中采用滑架防护，滑架组成后三角形，斜边铺设防护网，具有一定坡度，利于落石耗散能量。滑架下部设滑轮，滑轮支撑在钢梁内翼缘，可在翼缘上自由滑动，在特定位置设固定卡槽，滑架移动结束后限制滑架位移。滑架上端连接钢索，钢索另一端通过滑轮固定在侧壁上，钢索即可临时伸长又可随意固定，除第一分区框架外，均在滑架保护下完成框架搭设。

每一分区框架搭设完成后在上部架设防护网，为后续框架顶升施工提供安全保障。

(3)框架顶升工艺

顶升作业中，两榀桁架同时顶升利于保持结构稳定，旁边设垂直钢管保证整体不偏移，具体的工艺方法如下：

在每个框架柱的两侧分别设置第一千斤顶4和第二千斤顶5，第一千斤顶4和第二千斤顶5的顶部顶住所述的框架梁，准备顶升工作；

先同时启动第一千斤顶4，使第一千斤顶4同时升高一定的距离，此时顶层框架也升高一定的距离，第二千斤顶5与顶层框架之间产生一定的间隙；然后将第一层垫块放在第二千斤顶5与顶层框架之间，第一层垫块6支撑顶层框架；

然后，第一千斤顶4回缩到起始位置，第一千斤顶4与顶层框架之间也产生一定的间隙，此时在第一千斤顶4与顶层框架之间再设置第一层垫块6；

启动所有的第二千斤顶5，顶层框架又随着升高一定的距离，第一千斤顶4顶部的第一层垫块与顶层框架之间形成间隙；然后将第二层垫块放在第一层垫块与顶层框架之间，使第一千斤顶通过两层垫块支撑顶层框架；然后再回缩第二千斤顶5，在第二千斤顶的第一层垫块6与顶层框架之间再设置第二层垫块6，依次循环，直到顶层框架升到设定的位置。

(4)全空间满堂支架施工工艺

①如图10所示，将前两榀榀框架(第一榀框架16和第二榀框架17)材料通过施工导洞10运至洞口，先在第一分区20完成前两榀框架的基础建设，然后完成前两榀框架结构施工，上部安装防护网保护施工人员和设备安全，运用顶升工艺完成前两榀框架施工，最后完成柱端接顶和触壁支撑。

②借助前两榀支架搭设特定防护滑架12，防护滑架12底部滑轮支撑在导轨上，导轨设置在框架梁上，可自由移动，移动结束通过滚轮固定装置12固定，上部连接可自由伸长钢索，钢索另一端通过滑轮固定在侧壁，拉紧滑架。

③将防护滑架12外推，并在基础上设置临时支撑柱11，以支撑外伸的滑动钢梁，完成下一分区施工的临时防护系统，在滑架保护下进行该区域的支架顶部搭设，支架搭设结束后上方设置防护网。

④将滑架向下一分区移动，重复以上步骤快速逐步形成溶洞整体框架搭设；具体的分区如图13所示，分为第一分区20；第二分区21，第三分区22，第四分区23，第五分区24；第六分区25；

⑤形成整体框架搭设后，两榀桁架同时利用顶升工艺，依次顶升，形成整体满堂支架。

⑥形成整体满堂支架后进行全溶洞柱端接顶，和四周梁触壁支撑，借助满堂支架进行侧壁分析，洞顶和四周侧壁锚网喷支护，危岩加固。

(6)周边满堂支架和关键施工位置满堂支架施工工艺

周边满堂支架施工工艺与全空间满堂支架类似，首先沿溶洞四周将溶洞分区，将材料通过施工导洞运至洞口，进行洞口两榀桁架施工，施工结束后顶升框架形成满堂支架，再进行接顶和侧壁连接，完成后搭设滑架，滑架依次推进，根据分区依次施工，施工结束后只进行溶洞四周顶升作业，顶升结束后，进行溶洞四周支架接顶和触壁支撑，除四周外其它位置均为单层框架。

(7)关键施工位置满堂支架施工工艺与全空间满堂支架类似，首先根据施工需要将溶洞按关键位置分区，将材料通过施工导洞运至洞口，进行洞口两榀桁架施工，施工结束后顶升框架形成满堂支架，再进行接顶和侧壁连接，完成后搭设滑架，滑架向前推进，根据分区依次施工，施工结束后只进行关键位置顶升作业，顶升结束后，进行溶洞关键位置支架接顶和触壁支撑，溶洞其它位置均为一层框架。

三种不同发明方案满足不同溶洞环境要求，均可满足保护施工人员设备安全。滑架保护安全高效，可快速形成顶部框架搭设，采用钢管配合工字钢梁形成满堂支架，顶升施工施工方便，安全简单，形成的防护体系承载能力大，安全储备满足要求，为钻探、注浆、回填、四壁加固及支顶等各项工作提供安全施工条件。

本发明支架巧妙采用套管接顶方式，不仅解决了支架接顶难题，同时可以应对后期基础沉降导致的支顶分离问题，保证满堂支架永久支顶。同时可以在顶部埋设轴力计形成永久监测点。侧壁通过支模将工字梁与岩石用混凝土浇筑在一起，提高了整体稳定性。

本发明根据不同溶洞发育情况，形式，规模设计三种施工方案，满足不同场地和施工需求，根据施工进度和安全情况可以选择不同的施工方案，利用滑架可快速形成顶部框架搭设施工，框架间采用螺栓连接，可根据需要布置不同结构形式，采用顶升作业适应不同施工条件，便捷高效，防护能力强。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种满堂支架防护系统，其特征在于，包括防护框架和防护滑架；

所述的防护框架设置有多组，一组防护框架构成一个防护区，多个防护区形成溶洞满堂防护，每组防护框架包括多个防护框架，每个防护框架包括框架柱、框架梁、顶部伸缩接顶段、四周接壁段和防护网；

所述的框架柱包括多个，每个框架柱包括多节，多节框架柱上下依次连接在一起；

所述的框架梁水平设置，框架梁的两端通过连接件与框架柱相连，将各个框架柱连接成一个整体；所述的顶部伸缩接顶段顶部伸缩接顶段设置在框架柱的顶部；

所述的四周接壁段设置在框架梁的接壁端；

所述的防护网设置在防护框架的顶部；

所述的防护滑架设置在防护框架上，可沿着防护框架移动，为防护框架的支护提供保护。

2.如权利要求1所述的一种满堂支架防护系统，其特征在于，所述的框架梁为工字钢，所述的框架柱为钢管，框架梁腹板端头留设有与连接件相对应的螺栓孔；通过螺栓连接框架柱和框架梁。

3.如权利要求1所述的一种满堂支架防护系统，其特征在于，所述的顶部伸缩接顶段包括一段可抬升钢管，钢管直径与框架柱钢管内径接近，其套装在框架钢管内，在所述的可抬升钢管的顶部焊接有钢板，钢板的周边设加强肋板。

4.如权利要求1所述的一种满堂支架防护系统，其特征在于，所述的防护滑架，包括；

导轨，所述的导轨可拆卸的安装在所述的框架梁上；

可展开式横梁，其底部设有滚轮，由动力系统驱动其沿着所述的导轨移动；

支撑架，其与所述的可展开式横梁连接为一个整体，支撑架位于可展开式横梁顶部，可随着横梁一起移动；

防护网，其设置在支撑架顶部。

5.如权利要求4所述的一种满堂支架防护系统，其特征在于，在所述的导轨上设有滚轮固定装置；所述的滚轮固定装置包括一个活动板，所述的活动板的一端铰接在所述的导轨上，另一端通过螺栓与所述的导轨相连，该端可与导轨平齐或者相对于导轨下陷；当滑轮到达既定位置时，将活动板一边下放形成一个三角形凹槽，使滑轮下落卡在凹槽中从而起到固定整个滑架结构的作用。

6.如权利要求5所述的一种满堂支架防护系统，其特征在于，所述的防护网包括三层，底层为密目网，中层为小孔布鲁克网，上层为大孔布鲁克网。

7.如权利要求1-6任一所述的满堂支架防护系统的支护方法，其特征在于，如下：

步骤1沿溶洞四周将溶洞分区；将前两榀框架材料通过施工导洞运至洞口，在第一分区完成前两榀框架的基础建设，然后完成前两榀框架的顶层框架施工，顶层框架的上部安装防护网，然后用顶升工艺完成前两榀框架的整体施工；

步骤2借助支护好的前两榀框架，在前两榀框架上搭设防护滑架，防护滑架底部滑轮支撑在前两榀框架的框架梁的钢翼缘内部，防护滑架上连接有可自由伸长钢索，钢索另一端通过滑轮固定在侧壁，用于拉紧防护滑架，在框架梁上安装动力系统，动力系统驱动所述的防护滑架沿着所述的框架梁滑动；

步骤3通过动力系统将防护滑架外推，并在地面基础上设置临时钢柱支撑，以支撑外伸的防护滑架，防护滑架作为第二分区施工的临时防护装置，在防护滑架的保护下进行该区域的顶层框架搭设，顶层框架搭设结束后；再将防护滑架向下一分区移动，重复步骤3，直到所有区域的顶层框架搭设完成；

步骤4采用顶升工艺对所有区域、或者周边区域、或者重点区域的顶层框架依次进行顶升，形成整体满堂支架；

步骤5对顶升的框架柱顶端进行接顶、四周框架梁进行触壁支撑，借助满堂支架进行侧壁分析，洞顶和四周侧壁锚网喷支护，危岩加固。

8.如权利要求7所述的满堂支架防护系统的支护方法，其特征在于，各个分区的地面基础处理方法如下：

清除溶洞底部障碍物并平整场地，浇筑混凝土施作筏板基础，筏板基础预埋钢板并预留螺栓孔；框架柱的底部与筏板基础做植栓锚固连接，使顶升结构和框架结构有稳定着力点。

9.如权利要求7所述的满堂支架防护系统的支护方法，其特征在于，所述的顶升工艺工作过程如下：

在每个框架柱的两侧分别设置第一千斤顶和第二千斤顶，第一千斤顶和第二千斤顶的顶部顶住所述的框架梁，准备顶升工作；

先启动第一千斤顶，使所有的第一千斤顶同时升高一定的距离，此时顶层框架也随之升高一定的距离，第二千斤顶与顶层框架之间则产生一定的间隙；再将第一层垫块放在所述间隙处，使第二千斤顶通过垫块支撑顶层框架；

然后，将第一千斤顶回缩到起始位置，则第一千斤顶与与顶层框架之间产生一定的间隔，此时在第一千斤顶与顶层框架之间再设置第一层垫块；

接着启动所有的第二千斤顶，使顶层框架又随之升高一定的距离，第一千斤顶顶部的第一层垫块与顶层框架之间形成间隙；然后将第二层垫块放在第一层垫块与顶层框架之间，使第一千斤顶通过两层垫块支撑顶层框架；然后再回缩第二千斤顶，在第二千斤顶的第一层垫块与顶层框架之间再设置第二层垫块；依次循环，直到顶层框架升到设定的位置。

10.如权利要求8所述的满堂支架防护系统的支护方法，其特征在于，所述的满堂支架的框架梁与溶洞侧壁之间的连接方法如下：

如果框架梁距离侧壁较远，通过支架螺栓连接工艺，连接框架梁至侧壁距离5～10cm，将靠近侧壁的框架梁端与侧壁围岩之间缝隙通过支设模板，浇筑混凝土完成触壁支撑；如果初始框架梁与侧壁的距离足够支设模板，则直接支设模板，浇筑混凝土完成触壁支撑。