CN112412499B - 一种用于隧道涌水的施工支护体系及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于隧道涌水的施工支护体系，包括支撑环拱装置、防水机构、顶撑装置和上环拱装置，上环拱装置紧贴隧道开挖轮廓线上，防水机构装配于支撑环拱装置与上环拱装置之间；顶撑装置抵靠于支撑环拱装置上；本发明设计的上环形内撑环拱由多个上环拱单元连接而成；下环形内撑环拱由多个支撑环拱单元连接而成一个；这种施工方式较为简单，施工速度快；同时，相邻上环拱单元连接处与相邻支撑环拱单元连接处交错布设；有效防止了隧道漏水，保证了施工安全。

Description

一种用于隧道涌水的施工支护体系及施工方法

技术领域

本发明涉及隧道支护结构技术领域，特别涉及一种用于隧道涌水的施工支护体系及施工方法。

背景技术

随着我国铁路建设的高速发展，在国家政策的指引下，铁路开进大山，带动贫困地区经济发展。山区地质复杂，岩溶、瓦斯、断层等不良地质给铁路建设带来了巨大的挑战。岩溶地区地下水较丰富，隧道施工中常出现涌水、突泥，破坏初期支护结构，隧道内作业环境差，施工风险高。如果发生涌水、突泥也并未有较好的处理措施，往往会造成工期损失，清淤、排水费用高，经济损失巨大，隧道安全也得不到保障。传统的涌水、突泥处理措施一般为清淤封堵、注浆加固、排水减压、加强支护等措施，传统措施一般为发生突泥之后采取加固方案，如何在施工期间解决隧道内涌水问题，加强初期支护刚度，保证初期支护结构安全，防止坍塌成为目前急需解决的问题，改善初期支护结构也是今后地下水丰富的隧道的研究方向。

针对以上问题，故，有必要对其进行改进。

发明内容

本发明是为了克服上述现有技术中的缺陷，提供一种结构简单，方便实用，施工效率高的用于隧道涌水的施工支护体系及施工方法。

为了达到上述发明的目的，本发明采用以下技术方案：一种用于隧道涌水的施工支护体系，包括支撑环拱装置、防水机构、顶撑装置和上环拱装置，上环拱装置紧贴隧道开挖轮廓线上，防水机构装配于支撑环拱装置与上环拱装置之间；顶撑装置抵靠于支撑环拱装置上。

作为本发明的一种优选方案，所述防水机构包括防水卷材，防水卷材沿隧道长度方向铺设，该防水卷材由柔性材料制成，该防水卷材贴合于支撑环拱装置上。

作为本发明的一种优选方案，所述上环拱装置包括由多个上环拱单元连接而成一个上环形内撑环拱；所述支撑环拱装置由多个支撑环拱单元连接而成一个下环形内撑环拱；相邻上环拱单元连接处与相邻支撑环拱单元连接处交错布设。

作为本发明的一种优选方案，所述支撑环拱装置最底端上环拱单元形成有装配腔，装配腔内安装有防水张紧端；与此相对应的，支撑环拱单元端部布设有与防水张紧端相适配的防水顶紧部；防水卷材穿过防水张紧端与防水顶紧部；防水顶紧部通过顶撑装置顶升，用于将防水卷材紧贴于防水张紧端与防水顶紧部之间。

作为本发明的一种优选方案，所述防水张紧端包括张紧弹簧和张紧轮；张紧弹簧的一端固设于装配腔顶部，张紧弹簧的另一端连接张紧轮。

作为本发明的一种优选方案，所述防水顶紧部包括防水端墙，防水端墙固设于支撑环拱单元底部，防水端墙呈V形结构，防水端墙上固设有顶紧柱，顶紧柱与张紧轮相抵靠，用于将防水卷材夹紧。

作为本发明的一种优选方案，所述顶撑装置包括机械箱、固设于机械箱上的下支撑套筒，下支撑套筒底部套接有弹簧，弹簧顶部设置有弹簧隔板，弹簧隔板上设置有上支撑杆，上支撑杆套接于下支撑套筒内，弹簧隔板的两侧连接有绳子，与此相对应的，机械箱内设置有用于连接绳子的动力机构。

作为本发明的一种优选方案，所述顶撑装置还包括底箱,底箱底部设置有轮轴，轮轴两侧设置有支撑轮,底箱顶部固设有底板；底板上固设有T型杆，T型杆两侧设置有钢架，钢架靠近T型杆的一端形成有钢架凹槽，T型杆套接于钢架凹槽内，并通过定位调节机构连接。

作为本发明的一种优选方案，所述定位调节机构包括固设于两侧钢架上的固定环，两侧的固定环上套接有螺纹杆，固定环与螺纹杆的连接处设置有螺母；所述底板的两侧形成有凹槽，钢架底部滑动连接于凹槽内。

作为本发明的一种优选方案，所述动力机构包括固设于机械箱内的隔板，隔板上固设有能源箱和电机，能源箱与电机通过导线连接；绳子的一端连接弹簧隔板，另一端连接电机。

作为本发明的一种优选方案，所述机械箱的底部设置有至少两组轮子，轮子等距布设于机械箱的底部。

作为本发明的一种优选方案，所述底板的两侧端部设置有旋转环，旋转环上转动连接有支撑杆，与此相对应的，钢架底部设置有若干与支撑杆相适配连接的倒钩面板，支撑杆连接于倒钩面板上，用于限制钢架在凹槽内的滑动；所述钢架呈三角形状。

作为本发明的一种优选方案，所述机械箱的长度为下支撑套筒宽度的2倍。

作为本发明的一种优选方案，所述弹簧的外径小于弹簧隔板的长度。

一种用于隧道涌水的施工支护体系的施工方法，包括以下步骤：

步骤1，上环拱装置制作，紧贴隧道依次连接上环拱单元；最终形成上环形内撑环拱；

步骤2，支撑环拱装置制作，在隧道支撑环拱单元底部适当范围安装，并且支撑环拱单元与上环拱单元之间预留安装防水卷材的位置；

步骤3，安装防水卷材，在支撑环拱单元与上环拱单元之间及隧道边墙全断面铺设防水卷材，并且该防水卷材延伸至上环拱单元与支撑环拱单元连接处外侧，使得防水张紧端与防水顶紧部通过顶撑装置夹紧；

步骤4，临时顶撑装置施工，将临时支撑架移动至隧道中需要加固的部位，然后调节底板两端的支撑杆，使支撑杆脱离倒钩面板；然后调节螺母，转动螺母使钢架向外移动，使支撑架的钢架宽度扩大，使工作人员可以完成隧道中的各个部位施工；然后调节支撑杆，使支撑杆紧贴倒钩面板，并形成一个三角形，起到限制钢架移动的效果；

步骤5，移动临时支撑架，调节钢架，使支撑架的宽度缩小，增加隧道与支撑架之间的距离，使支撑架可以自由移动，然后移动支撑架到下一个施工段；

步骤6，伸缩式钢架顶撑施工；将伸缩式钢架顶撑移动到拼装好的内撑环拱底下，然后释放电机中的绳子，使该体系中的弹簧储存的弹性势能释放，弹簧带动弹簧隔板上升，最终使上支撑杆上升至内撑环顶部，进一步加固内撑环，使其不会出现松散现象；另外可以根据现场情况，在同一内撑环布置多道伸缩式钢架；

步骤7，重复上述步骤1至步骤6，使该隧道每隔一段距离布置一道内撑环，令整段隧道得到支护；并且防止隧道涌水；

步骤8，隧道加固；上述步骤使隧道的变形得到控制，可以较好的进行隧道的局部加固；

步骤9，支护拆除；待隧道的局部加固完成后，首先开启电机，将移动伸缩式钢架顶撑的绳子收缩，使上支撑杆下移，固定绳子并关闭电机，然后将临时支撑架移动至其他位置；将临时支撑架移动至环拱下部，施工人员在支撑架上将环拱拆除，断开电磁铁的电源，然后施工人员从上往下将环拱逐个拆除。

本发明的有益效果为：

1.本发明设计的上环形内撑环拱由多个上环拱单元连接而成；下环形内撑环拱由多个支撑环拱单元连接而成一个；这种施工方式较为简单，施工速度快；同时，相邻上环拱单元连接处与相邻支撑环拱单元连接处交错布设；有效防止了隧道漏水，保证了施工安全；

2.防水机构包括防水卷材，防水卷材由柔性材料制成，兼顾刚性和韧性，具有良好的抗强酸碱、抗震性、抗拉伸性和防水性，而且，本发明的防水卷材贴合于支撑环拱装置的隧道轮廓面上，相邻两个固定点之间防水卷材的长度大于相邻两个固定点之间的距离，在重力的作用下，两固定点之间的防水板下垂形成的弧面。垂度主要用于补偿灌注混凝土对防水卷材冲击，使防水卷材与隧道初衬密贴；

3.防水机构的防水卷材上形成有余量长度，这样在防水张紧端与防水顶紧部之间夹紧过程中，防水卷材的余量长度与顶紧柱与张紧轮相紧贴，从而全面实现防水卷材与顶紧柱和张紧轮相的密贴，能大大地提高隧道结构的连接可靠性和防水性能；

4.本发明设计的支撑架可以通过调节螺母、钢架及支撑杆，使支撑架的宽度可以发生变化，以适应隧道洞口的大小，可以使施工人员在隧道的各个位置施工；

5.本发明设计的支撑架、伸缩式钢架下部都设有轮子，施工过程中具有很好的机动性，当一个施工段完成后，可以快速的将支撑架及伸缩式钢架移动到下一个施工段进行施工。这种方法与传统的支架相比，节省了大量的搭设及拆除的工作量，具有高效性。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明图1中的伸缩式钢架顶撑示意图；

图3是本发明图1中的临时支撑架示意图；

图4是本发明图1中的A节点示意图；

图5是本发明图3中的B节点示意图；

图6是本发明图3中的C节点示意图；

图中附图标记：支撑环拱装置1，装配腔1-1，防水机构2，防水卷材2-1，机械箱3，上环拱装置4，顶撑装置7，防水张紧端8，张紧弹簧8-1，张紧轮8-2，防水顶紧部9，防水端墙9-1，顶紧柱9-2，上环拱单元10，支撑环拱单元15，能源箱17，电机18，轮子19，隔板20，导线21，绳子22，弹簧23，弹簧隔板24，下支撑套筒25，上支撑杆26，螺母27，轮轴28，支撑轮29，支撑杆30，旋转环31，凹槽32，倒钩面板33，T型杆34，钢架凹槽35，钢架36，底板37，固定环38，螺纹杆39，底箱46。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例作详细说明。

实施例：如图1-6所示，一种用于隧道涌水的施工支护体系，包括支撑环拱装置1、防水机构2、顶撑装置7和上环拱装置4，上环拱装置4紧贴隧道开挖轮廓线上，防水机构2装配于支撑环拱装置1与上环拱装置4之间；顶撑装置7抵靠于支撑环拱装置1上；上环拱装置4包括由多个上环拱单元10连接而成一个上环形内撑环拱；所述支撑环拱装置1由多个支撑环拱单元15连接而成一个下环形内撑环拱；相邻上环拱单元10连接处与相邻支撑环拱单元15连接处交错布设；本发明设计的上环形内撑环拱由多个上环拱单元连接而成；下环形内撑环拱由多个支撑环拱单元连接而成一个；这种施工方式较为简单，施工速度快；同时，相邻上环拱单元连接处与相邻支撑环拱单元连接处交错布设；有效防止了隧道漏水，保证了施工安全。

防水机构2包括防水卷材2-1，防水卷材2-1沿隧道长度方向铺设，该防水卷材2-1由柔性材料制成，该防水卷材2-1贴合于支撑环拱装置1上；防水卷材由柔性材料制成，兼顾刚性和韧性，具有良好的抗强酸碱、抗震性、抗拉伸性和防水性，而且，本发明的防水卷材贴合于支撑环拱装置的隧道轮廓面上，相邻两个固定点之间防水卷材的长度大于相邻两个固定点之间的距离，在重力的作用下，两固定点之间的防水板下垂形成的弧面。垂度主要用于补偿灌注混凝土对防水卷材冲击，使防水卷材与隧道初衬密贴。

支撑环拱装置1最底端上环拱单元10形成有装配腔1-1，装配腔1-1内安装有防水张紧端8；与此相对应的，支撑环拱单元15端部布设有与防水张紧端8相适配的防水顶紧部9；防水卷材2-1穿过防水张紧端8与防水顶紧部9；防水顶紧部9通过顶撑装置7顶升，用于将防水卷材2-1紧贴于防水张紧端8与防水顶紧部9之间；防水机构的防水卷材上形成有余量长度，这样在防水张紧端与防水顶紧部之间夹紧过程中，防水卷材的余量长度与顶紧柱与张紧轮相紧贴，从而全面实现防水卷材与顶紧柱和张紧轮相的密贴，能大大地提高隧道结构的连接可靠性和防水性能。

防水张紧端8包括张紧弹簧8-1和张紧轮8-2；张紧弹簧8-1的一端固设于装配腔1-1顶部，张紧弹簧8-1的另一端连接张紧轮8-2；本发明通过防水张紧端8和防水顶紧部9的连接方法来形成夹紧防水卷材2-1，施工质量更高，连接更可靠，防水性能更好。

防水顶紧部9包括防水端墙9-1，防水端墙9-1固设于支撑环拱单元15底部，防水端墙9-1呈V形结构，防水端墙9-1上固设有顶紧柱9-2，顶紧柱9-2与张紧轮8-2相抵靠，用于将防水卷材2-1夹紧。同时，防水顶紧部9与支撑环拱单元15之间固定连接，一体成型结构，通过防水顶紧部9上的防水端墙9-1和顶紧柱9-2等结构，杜绝隧道外侧的水分从隧道与洞口连接处或从隧道端部上的连接缝处渗入，满足了隧道结构的防水要求和连接可靠性要求。

顶撑装置7包括机械箱3、固设于机械箱3上的下支撑套筒25，下支撑套筒25底部套接有弹簧23，弹簧23顶部设置有弹簧隔板24，弹簧隔板24上设置有上支撑杆26，上支撑杆26套接于下支撑套筒25内，弹簧隔板24的两侧连接有绳子22，与此相对应的，机械箱3内设置有用于连接绳子22的动力机构；动力机构带动绳子收缩，弹簧隔板24下移，挤压弹簧23，并使上支撑杆26下移，然后固定绳子并关闭动力机构即可完成钢架顶撑的收缩，若需要伸张上支撑杆26，释放电机18中的固定的绳子22，使该体系中的弹簧23储存的弹性势能释放，弹簧23带动弹簧隔板24上升，最终使上支撑杆26上升至内撑环顶部。

动力机构包括固设于机械箱3内的隔板20，隔板20上固设有能源箱17和电机18，能源箱17与电机18通过导线21连接；绳子22的一端连接弹簧隔板24，另一端连接电机18；开启电机18可以将与弹簧隔板24相连的绳子22收束，这时弹簧隔板24下移，挤压弹簧23，并使上支撑杆26下移，然后固定绳子并关闭电机18即可完成钢架顶撑的收缩，本发明设计的伸缩式钢架顶撑体系内部设置有电机，电机可以将绳子收束，提供机械能将弹簧向下压缩，并将机械能转换为弹性势能储存在弹簧中，带需要将钢架顶撑上升时，只需释放弹簧中的弹性势能即可，通过这种方式完成钢架顶撑的伸缩。

能源箱17为电机18提供电量，导线21连接能源箱17与电机18，轮子19设置在机械箱3底面，为整个装置增加机动性。

机械箱3的底部设置有至少两组轮子19，轮子19等距布设于机械箱3的底部；采用上述方案，具有较好的机动性，施工时可以根据施工现场推动轮子19到隧道内部任何位置，方便施工；当一个施工段完成后，可以快速的将伸缩式钢架移动到下一个施工段进行施工。这种方法与传统的支架相比，节省了大量的搭设及拆除的工作量，具有高效性。

机械箱3的长度为下支撑套筒25宽度的2倍；采用上述方案，使得下支撑套筒25与机械箱3底部的接触面积增大，提高了下支撑套筒25在机械箱3上连接的稳定性，同时，也进一步提高了上支撑杆26在上升至内撑环顶部的稳定性和安全性。

下支撑套筒25的长度与上支撑杆26的长度相一致；下支撑套筒25的长度为弹簧23长度的1.5倍；采用上述方案，使得弹簧23的伸缩始终处于下支撑套筒25内，同时，也使得上支撑杆26的支撑强度最大化。

弹簧23的外径小于弹簧隔板24的长度，弹簧隔板24与上支撑杆26固定连接，且上支撑杆26的外径小于弹簧隔板24的长度；采用上述方案，提高了上支撑杆26支撑的稳定性，保证了上支撑杆26的支撑安全。

本发明使用起来方便简单，只需将伸缩式钢架顶撑体系移动至初期支护下端，然后释放电机上固定的绳子，该钢架顶撑体系的上支撑杆就可以上升啦，当需要进行收缩时，只需将钢架顶撑的电机打开，它就会收束绳子，这时上支撑杆将会下移，完成收缩。

具体的，顶撑装置7还包括底箱46,底箱46底部设置有轮轴28，轮轴28两侧设置有支撑轮29，本发明设计的支撑架下部设有轮子29，施工过程中具有很好的机动性，当一个施工段完成后，可以快速的将支撑架移动到下一个施工段进行施工。这种方法与传统的支架相比，节省了大量的搭设及拆除的工作量，具有高效性。

具体的，底箱46顶部固设有底板37；底板37上固设有T型杆34，T型杆34两侧设置有钢架36，钢架36靠近T型杆34的一端形成有钢架凹槽35，T型杆34套接于钢架凹槽35内，并通过定位调节机构连接；钢架36呈三角形状且是一个整体，提高了该支撑架整体结构强度和牢固度；定位调节机构包括固设于两侧钢架36上的固定环38，两侧的固定环38上套接有螺纹杆39，固定环38与螺纹杆39的连接处设置有螺母27；T型杆34固定在底板37上，其主要作用是起到支撑钢架36的作用，将钢架36上的荷载传递到底板37上。

本发明设计的支撑架可以通过调节螺母27、钢架36及支撑杆30，使支撑架的宽度可以发生变化，以适应隧道洞口的大小，可以满足施工人员在隧道的各个位置施工的要求。

钢架36中设置有钢架凹槽35，其与T型杆34相连，在钢架上方连接着固定环38，通过调节固定环两端的螺母27，可以使钢架36可以在凹槽32内移动，并保证钢架36上部固定，然后调节支撑杆30，由于支撑杆30与旋转环31相连，使支撑杆30可以旋转，调节支撑杆30使其紧贴倒钩面板33，由于倒钩面板33上设置了倒钩，其可以增加支撑杆30的摩擦力，使其不会轻易滑动，支撑杆30、倒钩面板33、底板37形成一个三角形，三角形具有稳定的特性，从而保证钢架36不会在底板37上的凹槽32上向外移动。

底板37的两侧形成有凹槽32，钢架36底部滑动连接于凹槽32内，底板37的两侧端部设置有旋转环31，旋转环31上转动连接有支撑杆30，与此相对应的，钢架36底部设置有若干与支撑杆30相适配连接的倒钩面板33，支撑杆30连接于倒钩面板33上，用于限制钢架36在凹槽32内的滑动；支撑杆30、倒钩面板33、底板37形成一个三角形，三角形具有稳定的特性，从而保证钢架36不会在底板37上的凹槽32上向外移动。

支撑杆30的长度与凹槽32的长度相一致，支撑杆30的长度与倒钩面板33的长度相一致，方便支撑杆30调节钢架36在凹槽32中的位置。

一种用于隧道涌水的施工支护体系的施工方法，包括以下步骤：

步骤1，上环拱装置4制作，紧贴隧道依次连接上环拱单元10；最终形成上环形内撑环拱；

步骤2，支撑环拱装置1制作，在隧道支撑环拱单元15底部适当范围安装，并且支撑环拱单元15与上环拱单元10之间预留安装防水卷材2-1的位置；

步骤3，安装防水卷材2-1，在支撑环拱单元15与上环拱单元10之间及隧道边墙全断面铺设防水卷材2-1，并且该防水卷材2-1延伸至上环拱单元10与支撑环拱单元15连接处外侧，使得防水张紧端8与防水顶紧部9通过顶撑装置7夹紧；

步骤4，临时顶撑装置7施工，将临时支撑架移动至隧道中需要加固的部位，然后调节底板37两端的支撑杆30，使支撑杆30脱离倒钩面板33；然后调节螺母27，转动螺母27使钢架36沿着螺纹杆39向外移动，使支撑架的钢架宽度扩大，使工作人员可以完成隧道中的各个部位施工；然后调节支撑杆30，使支撑杆30紧贴倒钩面板33，并形成一个三角形，起到限制钢架36移动的效果；

步骤5，移动临时支撑架，调节钢架36，使支撑架的宽度缩小，增加隧道与支撑架之间的距离，使支撑架可以自由移动，然后移动支撑架到下一个施工段；

步骤6，伸缩式钢架顶撑施工；将伸缩式钢架顶撑移动到拼装好的内撑环拱底下，然后释放电机18中的绳子22，使该体系中的弹簧23储存的弹性势能释放，弹簧23带动弹簧隔板24上升，最终使上支撑杆26上升至内撑环顶部，进一步加固内撑环，使其不会出现松散现象；另外可以根据现场情况，在同一内撑环布置多道伸缩式钢架；

步骤7，重复上述步骤1至步骤6，使该隧道每隔一段距离布置一道内撑环，令整段隧道得到支护；并且防止隧道涌水；

步骤7，隧道加固；上述步骤使隧道的变形得到控制，可以较好的进行隧道的局部加固；

步骤8，支护拆除；待隧道的局部加固完成后，首先开启电机18，将移动伸缩式钢架顶撑的绳子22收缩，使上支撑杆26下移，固定绳子22并关闭电机18，然后将临时支撑架移动至其他位置；将临时支撑架移动至环拱下部，施工人员在支撑架上将环拱拆除，断开电磁铁的电源，然后施工人员从上往下将环拱逐个拆除。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现；因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

尽管本文较多地使用了图中附图标记：支撑环拱装置1，装配腔1-1，防水机构2，防水卷材2-1，机械箱3，上环拱装置4，顶撑装置7，防水张紧端8，张紧弹簧8-1，张紧轮8-2，防水顶紧部9，防水端墙9-1，顶紧柱9-2，上环拱单元10，支撑环拱单元15，能源箱17，电机18，轮子19，隔板20，导线21，绳子22，弹簧23，弹簧隔板24，下支撑套筒25，上支撑杆26，螺母27，轮轴28，支撑轮29，支撑杆30，旋转环31，凹槽32，倒钩面板33，T型杆34，钢架凹槽35，钢架36，底板37，固定环38，螺纹杆39，底箱46等术语，但并不排除使用其它术语的可能性；使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (6)

1.一种用于隧道涌水的施工支护体系，其特征在于：包括支撑环拱装置（1）、防水机构（2）、顶撑装置（7）和上环拱装置（4），上环拱装置（4）紧贴隧道开挖轮廓线上，防水机构（2）装配于支撑环拱装置（1）与上环拱装置（4）之间；顶撑装置（7）抵靠于支撑环拱装置（1）上；所述防水机构（2）包括防水卷材（2-1），防水卷材（2-1）沿隧道长度方向铺设，该防水卷材（2-1）由柔性材料制成，该防水卷材（2-1）贴合于支撑环拱装置（1）上；防水卷材（2-1）贴合于支撑环拱装置（1）的隧道轮廓面上，相邻两个固定点之间防水卷材（2-1）的长度大于相邻两个固定点之间的距离；所述支撑环拱装置（1）最底端上环拱单元（10）形成有装配腔（1-1），装配腔（1-1）内安装有防水张紧端（8）；与此相对应的，支撑环拱单元（15）端部布设有与防水张紧端（8）相适配的防水顶紧部（9）；防水卷材（2-1）穿过防水张紧端（8）与防水顶紧部（9）；防水顶紧部（9）通过顶撑装置（7）顶升，用于将防水卷材（2-1）紧贴于防水张紧端（8）与防水顶紧部（9）之间；所述防水张紧端（8）包括张紧弹簧（8-1）和张紧轮（8-2）；张紧弹簧（8-1）的一端固设于装配腔（1-1）顶部，张紧弹簧（8-1）的另一端连接张紧轮（8-2）；所述防水顶紧部（9）包括防水端墙（9-1），防水端墙（9-1）固设于支撑环拱单元（15）底部，防水端墙（9-1）呈V形结构，防水端墙（9-1）上固设有顶紧柱（9-2），顶紧柱（9-2）与张紧轮（8-2）相抵靠，用于将防水卷材（2-1）夹紧；所述顶撑装置（7）包括机械箱（3）、固设于机械箱（3）上的下支撑套筒（25），下支撑套筒（25）底部套接有弹簧（23），弹簧（23）顶部设置有弹簧隔板（24），弹簧隔板（24）上设置有上支撑杆（26），上支撑杆（26）套接于下支撑套筒（25）内，弹簧隔板（24）的两侧连接有绳子（22），与此相对应的，机械箱（3）内设置有用于连接绳子（22）的动力机构；所述机械箱（3）的底部设置有至少两组轮子（19），轮子（19）等距布设于机械箱（3）的底部。

2.根据权利要求1所述的一种用于隧道涌水的施工支护体系，其特征在于：所述上环拱装置（4）包括由多个上环拱单元（10）连接而成一个上环形内撑环拱；所述支撑环拱装置（1）由多个支撑环拱单元（15）连接而成一个下环形内撑环拱；相邻上环拱单元（10）连接处与相邻支撑环拱单元（15）连接处交错布设。

3.根据权利要求1所述的一种用于隧道涌水的施工支护体系，其特征在于：所述顶撑装置（7）还包括底箱（46）,底箱（46）底部设置有轮轴（28），轮轴（28）两侧设置有支撑轮（29）,底箱（46）顶部固设有底板（37）；底板（37）上固设有T型杆（34），T型杆（34）两侧设置有钢架（36），钢架（36）靠近T型杆（34）的一端形成有钢架凹槽（35），T型杆（34）套接于钢架凹槽（35）内，并通过定位调节机构连接；所述定位调节机构包括固设于两侧钢架（36）上的固定环（38），两侧的固定环（38）上套接有螺纹杆（39），固定环（38）与螺纹杆（39）的连接处设置有螺母（27）；所述底板（37）的两侧形成有凹槽（32），钢架（36）底部滑动连接于凹槽（32）内。

4.根据权利要求1所述的一种用于隧道涌水的施工支护体系，其特征在于：所述动力机构包括固设于机械箱（3）内的隔板（20），隔板（20）上固设有能源箱（17）和电机（18），能源箱（17）与电机（18）通过导线（21）连接；绳子（22）的一端连接弹簧隔板（24），另一端连接电机（18）。

5.根据权利要求3所述的一种用于隧道涌水的施工支护体系，其特征在于：所述底板（37）的两侧端部设置有旋转环（31），旋转环（31）上转动连接有支撑杆（30），与此相对应的，钢架（36）底部设置有若干与支撑杆（30）相适配连接的倒钩面板（33），支撑杆（30）连接于倒钩面板（33）上，用于限制钢架（36）在凹槽（32）内的滑动；所述钢架（36）呈三角形状。

6.一种如权利要求1-5任意一项所述的用于隧道涌水的施工支护体系的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤（1），上环拱装置（4）制作，紧贴隧道依次连接上环拱单元（10）；最终形成上环形内撑环拱；

步骤（2），支撑环拱装置（1）制作，在隧道支撑环拱单元（15）底部适当范围安装，并且支撑环拱单元（15）与上环拱单元（10）之间预留安装防水卷材（2-1）的位置；

步骤（3），安装防水卷材（2-1），在支撑环拱单元（15）与上环拱单元（10）之间及隧道边墙全断面铺设防水卷材（2-1），并且该防水卷材（2-1）延伸至上环拱单元（10）与支撑环拱单元（15）连接处外侧，使得防水张紧端（8）与防水顶紧部（9）通过顶撑装置（7）夹紧；

步骤（4），临时顶撑装置（7）施工，将临时支撑架移动至隧道中需要加固的部位，然后调节底板（37）两端的支撑杆（30），使支撑杆（30）脱离倒钩面板（33）；然后调节螺母（27），转动螺母（27）使钢架（36沿着螺纹杆（39）向外移动，使支撑架的钢架宽度扩大，使工作人员可以完成隧道中的各个部位施工；然后调节支撑杆（30），使支撑杆（30）紧贴倒钩面板（33），并形成一个三角形，起到限制钢架（36）移动的效果；

步骤（5），移动临时支撑架，调节钢架（36），使支撑架的宽度缩小，增加隧道与支撑架之间的距离，使支撑架可以自由移动，然后移动支撑架到下一个施工段；

步骤（6），伸缩式钢架顶撑施工；将伸缩式钢架顶撑移动到拼装好的内撑环拱底下，然后释放电机（18）中的绳子（22），使该体系中的弹簧（23）储存的弹性势能释放，弹簧（23）带动弹簧隔板（24）上升，最终使上支撑杆（26）上升至内撑环顶部，进一步加固内撑环，使其不会出现松散现象；另外可以根据现场情况，在同一内撑环布置多道伸缩式钢架；

步骤（7），重复上述步骤（1）至步骤（6），使该隧道每隔一段距离布置一道内撑环，令整段隧道得到支护；并且防止隧道涌水；

步骤（7），隧道加固；上述步骤使隧道的变形得到控制，可以较好的进行隧道的局部加固；

步骤（8），支护拆除；待隧道的局部加固完成后，首先开启电机（18），将移动伸缩式钢架顶撑的绳子（22）收缩，使上支撑杆（26）下移，固定绳子（22）并关闭电机（18），然后将临时支撑架移动至其他位置；将临时支撑架移动至环拱下部，施工人员在支撑架上将环拱拆除，断开电磁铁的电源，然后施工人员从上往下将环拱逐个拆除。

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