CN112576277A - 一种洞口浅埋偏压段空间联合支护结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种洞口浅埋偏压段空间联合支护结构及施工方法，包括山体，所述山体的内部设有隧道口，所述山体的外侧壁插设有多个竖直设置的外固定柱，所述山体中设有与外固定柱对应的卡槽，多个所述外固定柱围绕在山体的周围，所述外固定柱的外侧壁固定套接有安装套，相邻两个安装套之间通过连接杆连接，所述安装套和连接杆将多个外固定柱连接在一起并组合成外支护结构，所述隧道口的内侧壁地面固定连接有多个竖直设置的内支撑侧板，两个左右相对的内支撑侧板为一组。本发明，通过弧形支撑板的整体和内支撑侧板的整体共同组成内支护结构，大大的提升了隧道内部的稳定性，对应的提升了隧道内部的安全。

Description

一种洞口浅埋偏压段空间联合支护结构及施工方法

技术领域

本发明涉及支护结构技术领域，尤其涉及一种洞口浅埋偏压段空间联合支护结构及施工方法。

背景技术

隧道工程中的一个关键环节就是隧道洞口段施工，特别是隧道洞口浅埋偏压段地质地形比较复杂，在施工的过程中比较容易发生大变形或坍塌等问题，所以，隧道洞口段是隧道施工的关键所在，应该必须控制好每一个施工细节。

在施工洞口浅埋偏压段时，需要避免因偏压引起的岩体一侧失稳或者塌陷，还需避免偏压带来的混凝土脱落和裂缝，防止拱架发生扭曲变形、结构发生开裂和位移错位，如果所选施工方案不当，就会影响隧道稳定性，甚至导致无法进洞，现有技术中，如进行大量开挖施做明洞，工程量大，并形成高边坡，对环境破坏严重，对运营安全也不利，且常规的支护方式隧道内部基本为固定安装，支护件不容易取出，增加很多后续工作量，为此，提出一种洞口浅埋偏压段空间联合支护结构及施工方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种洞口浅埋偏压段空间联合支护结构及施工方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种洞口浅埋偏压段空间联合支护结构，包括山体，所述山体的内部设有隧道口，所述山体的外侧壁插设有多个竖直设置的外固定柱，所述山体中设有与外固定柱对应的卡槽，多个所述外固定柱围绕在山体的周围，所述外固定柱的外侧壁固定套接有安装套，相邻两个安装套之间通过连接杆连接，所述安装套和连接杆将多个外固定柱连接在一起并组合成外支护结构，所述隧道口的内侧壁地面固定连接有多个竖直设置的内支撑侧板，两个左右相对的内支撑侧板为一组，所述内支撑侧板的顶部设有插入槽，所述一组内支撑侧板的顶部卡接有弧形支撑板，所述弧形支撑板的顶部贴合在隧道口内侧壁的顶部，所述弧形支撑板的顶部螺纹连接有多个安装螺栓，所述弧形支撑板的侧面设有连接槽，所述插入槽和连接槽互相卡接的位置螺纹连接有稳定螺栓，所述隧道口的内侧壁设有多个与稳定螺栓对应的限位槽，所述稳定螺栓的端部螺纹延伸至限位槽中，所述稳定螺栓上设有卡接机构。

优选地，多个所述弧形支撑板和内支撑侧板的中部位置均固定连接有传动块，多个所述传动块的侧面设有同一个传动杆，所述传动杆和传动块的侧面通过连接螺栓螺纹连接，所述内支撑侧板上的传动块、传动杆、连接螺栓和弧形支撑板上的传动块、传动杆、连接螺栓共同组成内支护结构。

优选地，所述卡接机构包括设置在稳定螺栓上的两个安装槽，所述限位槽包括外槽和内槽，所述外槽与稳定螺栓的外侧壁螺纹连接，所述安装槽的侧面通过转动轴转动连接有限位板，所述安装槽的内侧壁设有弹簧槽，所述弹簧槽的侧面固定连接有弹簧杆，所述弹簧杆远离弹簧槽的一端与限位板的侧面固定连接，所述限位板的端部抵触在内槽的内侧壁上。

优选地，两个所述限位板的侧面固定连接有连接绳，两个所述连接绳合并在一起并穿过稳定螺栓延伸至稳定螺栓的外部，所述稳定螺栓中设有与连接绳对应的绳槽，所述连接绳的端部固定连接有拉环。

一种洞口浅埋偏压段空间联合支护结构施工方法，包括以下步骤：S1、在打好的暗洞浅埋偏压段外部竖直安装多个外固定柱，包括先对山体进行预留打孔，然后将外固定柱对应插入到山体中，接着在每个外固定柱的外侧壁固定套上安装套，然后将两个相邻的安装套之间通过连接杆稳定在一起，使外固定柱、安装套、连接杆连接在一起并组合成外支护结构；S2、先将弧形支撑板上的与安装螺栓对应的预留孔和连接槽打好，然后对隧道口内侧壁与安装螺栓对应的预留孔和限位槽打好，接着在内支撑侧板的顶部打上插入槽，先将弧形支撑板安装在山体的顶部，通过多个安装螺栓拧在弧形支撑板上并延伸至山体中对弧形支撑板的位置进行固定，然后将弧形支撑板的两端插在内支撑侧板上，使内支撑侧板安装在地面上；S3、将稳定螺栓螺纹在弧形支撑板和内支撑侧板直到限位槽中，在此过程中，处于收缩在安装槽内部的限位板在外槽中移动，直到稳定螺栓移动到内槽中，此时压缩的弹簧杆带动限位板弹出，弹出的限位板端部抵住在内槽的内侧壁上，完成弧形支撑板和内支撑侧板之间连接的同时还完成了弧形支撑板和内支撑侧板整体连接在山体的侧壁，同理多个稳定螺栓安装在内支撑侧板的侧面，使内支撑侧板更加稳定的安装在隧道口内侧壁中；S4、在弧形支撑板和内支撑侧板上分别固定套接了传动块，拧动连接螺栓，使连接螺栓经过传动杆和传动块，使多个传动块之间通过传动杆稳定连接在一起，此时多个内支撑侧板之间和多个弧形支撑板之间均形成一个整体，配合内支撑侧板和弧形支撑板的连接，内支撑侧板上的传动块、传动杆、连接螺栓和弧形支撑板上的传动块、传动杆、连接螺栓共同组成内支护结构；S5、可通过拉动拉环带动连接绳移动，移动的连接绳带动对应的限位板收缩，可将此时处于支撑状态的限位板收缩，便与后续稳定螺栓整体从限位槽中取出。

相比现有技术，本发明的有益效果为：

1、通过内支撑侧板上的传动块、传动杆、连接螺栓组成内支撑侧板的整体；通过弧形支撑板上的传动块、传动杆、连接螺栓组成弧形支撑板的整体；通过弧形支撑板的整体和内支撑侧板的整体共同组成内支护结构，内支护结构可有效避免偏压带来的混凝土脱落和裂缝、隧道拱壁发生扭曲变形、结构发生开裂和位移错位等情形，大大的提升了隧道内部的稳定性，对应的提升了隧道内部的安全，需要说明的是，压缩的弹簧杆弹出带动限位板弹出，限位板的端部卡住在内槽中，使稳定螺栓整体安装在隧道口内部更加稳定。

2、安装套和连接杆将多个外固定柱连接在一起并组合成外支护结构，通过外固定柱、安装套、连接杆之间的配合工作，联合组成一个外支护结构，对山体的外部进行支撑，可有效避免偏压引起的岩体一侧失稳或者塌陷，对山体的整体起到一个保护作用，间接保护隧道内部的安全。

附图说明

图1为本发明提出的一种洞口浅埋偏压段空间联合支护结构及施工方法的结构示意图；

图2为本发明提出的一种洞口浅埋偏压段空间联合支护结构及施工方法连接杆的结构示意图；

图3为本发明提出的一种洞口浅埋偏压段空间联合支护结构及施工方法A处的放大图；

图4为本发明提出的一种洞口浅埋偏压段空间联合支护结构及施工方法B处的放大图；

图5为本发明提出的一种洞口浅埋偏压段空间联合支护结构及施工方法传动杆的结构示意图。

图中：1山体、2外固定柱、3安装套、4连接杆、5弧形支撑板、6内支撑侧板、7安装螺栓、8稳定螺栓、9连接绳、10拉环、11插入槽、12连接槽、13限位槽、14限位板、15安装槽、16弹簧杆、17弹簧槽、18传动块、19传动杆、20连接螺栓、21隧道口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-5，一种洞口浅埋偏压段空间联合支护结构，包括山体1，山体1的内部设有隧道口21，山体1的外侧壁插设有多个竖直设置的外固定柱2，山体1中设有与外固定柱2对应的卡槽，多个外固定柱2围绕在山体1的周围，外固定柱2的外侧壁固定套接有安装套3，相邻两个安装套3之间通过连接杆4连接，安装套3和连接杆4将多个外固定柱2连接在一起并组合成外支护结构，通过外固定柱2、安装套3、连接杆4之间的配合工作，联合组成一个外支护结构，对山体1的外部进行支撑，可有效避免偏压引起的岩体一侧失稳或者塌陷，对山体1的整体起到一个保护作用，间接保护隧道内部的安全。

隧道口21的内侧壁地面固定连接有多个竖直设置的内支撑侧板6，两个左右相对的内支撑侧板6为一组，内支撑侧板6的顶部设有插入槽11，一组内支撑侧板6的顶部卡接有弧形支撑板5，弧形支撑板5的顶部贴合在隧道口21内侧壁的顶部，所述弧形支撑板5的顶部螺纹连接有多个安装螺栓7，弧形支撑板5的侧面设有连接槽12，插入槽11和连接槽12互相卡接的位置螺纹连接有稳定螺栓8，隧道口21的内侧壁设有多个与稳定螺栓8对应的限位槽13，稳定螺栓8的端部螺纹延伸至限位槽13中，多个弧形支撑板5和内支撑侧板6的中部位置均固定连接有传动块18，多个传动块18的侧面设有同一个传动杆19，传动杆19和传动块18的侧面通过连接螺栓20螺纹连接，内支撑侧板6上的传动块18、传动杆19、连接螺栓20和弧形支撑板5上的传动块18、传动杆19、连接螺栓20共同组成内支护结构。

通过内支撑侧板6上的传动块18、传动杆19、连接螺栓20组成内支撑侧板6的整体；通过弧形支撑板5上的传动块18、传动杆19、连接螺栓20组成弧形支撑板5的整体；通过弧形支撑板5的整体和内支撑侧板6的整体共同组成内支护结构，内支护结构可有效避免偏压带来的混凝土脱落和裂缝、隧道拱壁发生扭曲变形、结构发生开裂和位移错位等情形，大大的提升了隧道内部的稳定性，对应的提升了隧道内部的安全，需要说明的是，压缩的弹簧杆16弹出带动限位板14弹出，限位板14的端部卡住在内槽中，使稳定螺栓8整体安装在隧道口21内部更加稳定。

稳定螺栓8上设有卡接机构，卡接机构包括设置在稳定螺栓8上的两个安装槽15，限位槽13包括外槽和内槽，外槽与稳定螺栓8的外侧壁螺纹连接，安装槽15的侧面通过转动轴转动连接有限位板14，安装槽15的内侧壁设有弹簧槽17，弹簧槽17的侧面固定连接有弹簧杆16，弹簧杆16远离弹簧槽17的一端与限位板14的侧面固定连接，限位板14的端部抵触在内槽的内侧壁上，两个限位板14的侧面固定连接有连接绳9，两个连接绳9合并在一起并穿过稳定螺栓8延伸至稳定螺栓8的外部，稳定螺栓8中设有与连接绳9对应的绳槽，连接绳9的端部固定连接有拉环10。

通过内支护结构和外支护结构之间的配合工作，避免了目前的大量开挖施做明洞形成高边坡的情形，有效的保护了环境，同时该内支护方式，可通过拉动拉环10带动限位板14收缩，此时可将稳定螺栓8整体转动取出，通过转动稳定螺栓8和安装螺栓7，可将弧形支撑板5从内支撑侧板6上取出、弧形支撑板5从隧道21的内侧壁顶部取出，直接取出的支护件，有效的节约了后续支护件取出的大量工作量，提升了工作效率，同时回收的支护件可做下次使用。

一种洞口浅埋偏压段空间联合支护结构施工方法，包括以下步骤：

S1、在打好的暗洞浅埋偏压段外部竖直安装多个外固定柱2，包括先对山体1进行预留打孔，然后将外固定柱2对应插入到山体1中，接着在每个外固定柱2的外侧壁固定套上安装套3，然后将两个相邻的安装套3之间通过连接杆4稳定在一起，使外固定柱2、安装套3、连接杆4连接在一起并组合成外支护结构；S2、先将弧形支撑板5上的与安装螺栓7对应的预留孔和连接槽12打好，然后对隧道口21内侧壁与安装螺栓7对应的预留孔和限位槽13打好，接着在内支撑侧板6的顶部打上插入槽11，先将弧形支撑板5安装在山体1的顶部，通过多个安装螺栓7拧在弧形支撑板5上并延伸至山体1中对弧形支撑板5的位置进行固定，然后将弧形支撑板5的两端插在内支撑侧板6上，使内支撑侧板6安装在地面上；S3、将稳定螺栓8螺纹在弧形支撑板5和内支撑侧板6直到限位槽13中，在此过程中，处于收缩在安装槽15内部的限位板14在外槽中移动，直到稳定螺栓8移动到内槽中，此时压缩的弹簧杆16带动限位板14弹出，弹出的限位板14端部抵住在内槽的内侧壁上，完成弧形支撑板5和内支撑侧板6之间连接的同时还完成了弧形支撑板5和内支撑侧板6整体连接在山体1的侧壁，同理多个稳定螺栓8安装在内支撑侧板6的侧面，使内支撑侧板6更加稳定的安装在隧道口21内侧壁中；S4、在弧形支撑板5和内支撑侧板6上分别固定套接了传动块18，拧动连接螺栓20，使连接螺栓20经过传动杆19和传动块18，使多个传动块18之间通过传动杆19稳定连接在一起，此时多个内支撑侧板6之间和多个弧形支撑板5之间均形成一个整体，配合内支撑侧板6和弧形支撑板5的连接，内支撑侧板6上的传动块18、传动杆19、连接螺栓20和弧形支撑板5上的传动块18、传动杆19、连接螺栓20共同组成内支护结构。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种洞口浅埋偏压段空间联合支护结构，包括山体(1)，其特征在于，所述山体(1)的内部设有隧道口(21)，所述山体(1)的外侧壁插设有多个竖直设置的外固定柱(2)，所述山体(1)中设有与外固定柱(2)对应的卡槽，多个所述外固定柱(2)围绕在山体(1)的周围，所述外固定柱(2)的外侧壁固定套接有安装套(3)，相邻两个安装套(3)之间通过连接杆(4)连接，所述安装套(3)和连接杆(4)将多个外固定柱(2)连接在一起并组合成外支护结构，所述隧道口(21)的内侧壁地面固定连接有多个竖直设置的内支撑侧板(6)，两个左右相对的内支撑侧板(6)为一组，所述内支撑侧板(6)的顶部设有插入槽(11)，所述一组内支撑侧板(6)的顶部卡接有弧形支撑板(5)，所述弧形支撑板(5)的顶部贴合在隧道口(21)内侧壁的顶部，所述弧形支撑板(5)的顶部螺纹连接有多个安装螺栓(7)，所述弧形支撑板(5)的侧面设有连接槽(12)，所述插入槽(11)和连接槽(12)互相卡接的位置螺纹连接有稳定螺栓(8)，所述隧道口(21)的内侧壁设有多个与稳定螺栓(8)对应的限位槽(13)，所述稳定螺栓(8)的端部螺纹延伸至限位槽(13)中，所述稳定螺栓(8)上设有卡接机构。

2.根据权利要求1所述的一种洞口浅埋偏压段空间联合支护结构，其特征在于，多个所述弧形支撑板(5)和内支撑侧板(6)的中部位置均固定连接有传动块(18)，多个所述传动块(18)的侧面设有同一个传动杆(19)，所述传动杆(19)和传动块(18)的侧面通过连接螺栓(20)螺纹连接，所述内支撑侧板(6)上的传动块(18)、传动杆(19)、连接螺栓(20)和弧形支撑板(5)上的传动块(18)、传动杆(19)、连接螺栓(20)共同组成内支护结构。

3.根据权利要求1所述的一种洞口浅埋偏压段空间联合支护结构，其特征在于，所述卡接机构包括设置在稳定螺栓(8)上的两个安装槽(15)，所述限位槽(13)包括外槽和内槽，所述外槽与稳定螺栓(8)的外侧壁螺纹连接，所述安装槽(15)的侧面通过转动轴转动连接有限位板(14)，所述安装槽(15)的内侧壁设有弹簧槽(17)，所述弹簧槽(17)的侧面固定连接有弹簧杆(16)，所述弹簧杆(16)远离弹簧槽(17)的一端与限位板(14)的侧面固定连接，所述限位板(14)的端部抵触在内槽的内侧壁上。

4.根据权利要求3所述的一种洞口浅埋偏压段空间联合支护结构，其特征在于，两个所述限位板(14)的侧面固定连接有连接绳(9)，两个所述连接绳(9)合并在一起并穿过稳定螺栓(8)延伸至稳定螺栓(8)的外部，所述稳定螺栓(8)中设有与连接绳(9)对应的绳槽，所述连接绳(9)的端部固定连接有拉环(10)。

5.一种洞口浅埋偏压段空间联合支护结构施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在打好的暗洞浅埋偏压段外部竖直安装多个外固定柱(2)，包括先对山体(1)进行预留打孔，然后将外固定柱(2)对应插入到山体(1)中，接着在每个外固定柱(2)的外侧壁固定套上安装套(3)，然后将两个相邻的安装套(3)之间通过连接杆(4)稳定在一起，使外固定柱(2)、安装套(3)、连接杆(4)连接在一起并组合成外支护结构；

S2、先将弧形支撑板(5)上的与安装螺栓(7)对应的预留孔和连接槽(12)打好，然后对隧道口(21)内侧壁与安装螺栓(7)对应的预留孔和限位槽(13)打好，接着在内支撑侧板(6)的顶部打上插入槽(11)，先将弧形支撑板(5)安装在山体(1)的顶部，通过多个安装螺栓(7)拧在弧形支撑板(5)上并延伸至山体(1)中对弧形支撑板(5)的位置进行固定，然后将弧形支撑板(5)的两端插在内支撑侧板(6)上，使内支撑侧板(6)安装在地面上；

S3、将稳定螺栓(8)螺纹在弧形支撑板(5)和内支撑侧板(6)直到限位槽(13)中，在此过程中，处于收缩在安装槽(15)内部的限位板(14)在外槽中移动，直到稳定螺栓(8)移动到内槽中，此时压缩的弹簧杆(16)带动限位板(14)弹出，弹出的限位板(14)端部抵住在内槽的内侧壁上，完成弧形支撑板(5)和内支撑侧板(6)之间连接的同时还完成了弧形支撑板(5)和内支撑侧板(6)整体连接在山体(1)的侧壁，同理多个稳定螺栓(8)安装在内支撑侧板(6)的侧面，使内支撑侧板(6)更加稳定的安装在隧道口(21)内侧壁中；

S4、在弧形支撑板(5)和内支撑侧板(6)上分别固定套接了传动块(18)，拧动连接螺栓(20)，使连接螺栓(20)经过传动杆(19)和传动块(18)，使多个传动块(18)之间通过传动杆(19)稳定连接在一起，此时多个内支撑侧板(6)之间和多个弧形支撑板(5)之间均形成一个整体，配合内支撑侧板(6)和弧形支撑板(5)的连接，内支撑侧板(6)上的传动块(18)、传动杆(19)、连接螺栓(20)和弧形支撑板(5)上的传动块(18)、传动杆(19)、连接螺栓(20)共同组成内支护结构；

S5、可通过拉动拉环(10)带动连接绳(9)移动，移动的连接绳(9)带动对应的限位板(14)收缩，可将此时处于支撑状态的限位板(14)收缩，便与后续稳定螺栓(8)整体从限位槽(13)中取出。

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