CN113137260A - 一种软弱围岩隧道钢架支撑结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种软弱围岩隧道钢架支撑结构，涉及隧道支撑结构技术领域。其包括钢结构支撑拱形柱，钢结构支撑拱形柱底部设置有滑轨，钢结构支撑拱形柱与滑轨滑动连接，钢结构支撑拱形柱顶部连接有支撑件，钢结构支撑拱形柱与支撑件之间设置有支撑组件，支撑组件包括套筒、支杆及弹性件，套筒底部与钢结构支撑拱形柱相连，支杆插设在套筒内部，支杆顶部伸出套筒并与支撑件相连，弹性件位于套筒内壁且两端分别与套筒内壁及支杆外壁相连。钢结构支撑拱形柱滑动时，支撑件与隧道内壁相抵接，且当支撑件滑动至隧道内壁凹凸不平处时，弹性件可进行自动伸缩，以避让隧道内壁的凸起处，从而使得钢结构支撑拱形柱滑动的过程中不易发生卡滞的情况。

Description

一种软弱围岩隧道钢架支撑结构及其施工方法

技术领域

本申请涉及隧道支撑结构的领域，尤其是涉及一种软弱围岩隧道钢架支撑结构及其施工方法。

背景技术

软弱围岩隧道钢架支撑结构是一种应用于软弱围岩隧道以对隧道内壁进行支撑的机械结构。

现有公开号为CN111749708A的中国专利，公开了一种隧道挖掘支撑用钢结构，其包括钢结构支撑拱形柱，钢结构支撑拱形柱的底部开设有滚轮槽，滚轮槽的内部横向设置有滚轮轴，且滚轮轴的转动连接有滚轮，滚轮的底部设置有钢轨，使用时，沿钢轨长度方向推动钢结构支撑拱形柱即可实现钢结构支撑拱形柱的滑动。钢结构支撑拱形柱的顶部固定设置有若干液压杆，若干液压杆的顶部固定设置有支撑板，以对隧道内壁进行支撑。

上述中的相关技术存在以下缺陷：隧道内壁凹凸不平，在移动钢结构支撑拱形柱的过程中易出现支撑板与凸起处相抵从而卡滞的情况，故有待改善。

申请内容

为了改善相关技术中移动钢结构支撑拱形柱的过程中易出现卡滞的问题，本申请提供一种软弱围岩隧道钢架支撑结构及其施工方法。

本申请提供的一种软弱围岩隧道钢架支撑结构采用如下的技术方案：

一种软弱围岩隧道钢架支撑结构，包括钢结构支撑拱形柱，所述钢结构支撑拱形柱底部设置有滑轨，所述钢结构支撑拱形柱与滑轨滑动连接，所述钢结构支撑拱形柱顶部连接有支撑件，所述钢结构支撑拱形柱与支撑件之间设置有支撑组件，所述支撑组件包括套筒、支杆及弹性件，所述套筒底部与钢结构支撑拱形柱相连，所述支杆可滑动的插设在套筒内部，所述支杆顶部伸出套筒并与支撑件相连，所述弹性件位于套筒内壁且两端分别与套筒内壁及支杆外壁相连。

通过采用上述技术方案，在推动钢结构支撑拱形柱的过程中，支撑件与隧道内壁相抵接，且当支撑件滑动至隧道内壁凹凸不平处时，弹性件可进行自动伸缩，以避让隧道内壁的凸起处，从而使得钢结构支撑拱形柱滑动的过程中不易发生卡滞的情况。

可选的，所述支杆侧壁固定设置有限位键，所述套筒内壁沿其长度方向设置有键槽，所述限位键可滑动地插设在键槽内。

通过采用上述技术方案，可使得支杆不会自行滑脱套筒，提升了支杆与套筒连接状态的稳定性。

可选的，所述限位键侧壁设置有浸油槽，所述浸油槽内设置有浸油海绵，所述浸油海绵与键槽内壁相贴合。

通过采用上述技术方案，浸油海绵在随限位键滑动的过程中可对键槽内壁进行涂覆润滑油，从而可使得限位键与键槽内壁之间的摩擦力更小。

可选的，所述浸油槽内壁底部设置有储油孔，所述浸油海绵连接有吸油海绵，所述吸油海绵远离浸油海绵的一端伸至储油孔内。

通过采用上述技术方案，可在储油孔内预先灌注润滑油，此后即可通过吸油海绵利用虹吸作用对浸油海绵进行供油。

可选的，所述浸油槽槽底设置有顶块，所述顶块与浸油海绵相抵接，所述浸油槽相对的两内侧壁均设置有限位板，两所述限位板均与浸油海绵远离顶块的端面相抵接。

通过采用上述技术方案，两限位板可对浸油海绵进行限位，使得浸油海绵安装完毕后不易滑脱浸油槽，此后配合顶块将浸油海绵往外顶，即可使得浸油海绵的端部伸至两限位板之间并与键槽内壁相贴合。

可选的，所述支撑件为柱状结构且与支杆远离套筒的一端转动连接。

通过采用上述技术方案，可使得支撑件抵接隧道内壁并滚动，从而使得支撑件不易发生卡滞，进一步提升了钢结构支撑拱形柱滑动过程中的稳定性。

可选的，所述支杆远离套筒的一端设置有一对支撑架，支撑架远离支杆的端部设置有支撑槽，所述支撑件的端壁设置有与其同轴心的支撑轴，所述支撑轴插设至支撑槽内且可绕自身轴向转动。

通过采用上述技术方案，将支撑轴放入支撑槽内即可实现支撑件与支杆的转动连接，具有拆装方便的优势。

可选的，所述支撑槽槽底固定设置有磁性块，所述磁性块与支撑轴磁性相吸。

通过采用上述技术方案，支撑轴放入支撑槽内部后可使得磁性块与支撑轴磁性相吸，即可使得支撑轴安装完毕后不易自行滑脱支撑槽，稳定性更高。

可选的，所述支撑槽内侧壁开设有限位孔，所述限位孔内插设有限位弾块，所述限位弾块的端部伸出限位孔且侧壁抵接在支撑轴靠近支撑槽开口处的一侧。

通过采用上述技术方案，需要拆卸支撑轴时，可将限位弾块抽离限位孔，此后即可进行支撑轴的拆装，操作方便，安装完毕后可将限位弾块重新插设至限位孔内，即可实现对支撑轴的限位。

可选的，所述支杆侧壁设置有若干调节孔，其中一个所述调节孔内螺纹连接有调节杆，所述调节杆位于套筒朝向支撑件的一侧，所述调节杆的端部伸出调节孔。

通过采用上述技术方案，可对支撑件上下伸缩的行程进行调节，操作如下，选取对应的调节孔，将调节杆通过旋至对应的调节孔内，支撑件最多下行至调节杆与套筒端壁相抵，即可实现支撑件行程的限制。

本申请还提供一种软弱围岩隧道钢架支撑结构的施工方法，采用如下的技术方案：

一种基于软弱围岩隧道钢架支撑结构的施工方法，包括以下步骤：

S1、在隧道内侧的底壁铺设滑轨；

S2、将钢结构支撑拱形柱放置于滑轨上方，并使得滑轨插设至滑槽内部；

S3、将支杆向套筒内部按压，并将钢结构支撑拱形柱及支撑件整体朝向隧道内部推动，随后松开支杆，使得支撑件与隧道内壁相抵；

S4、沿滑轨长度方向推动钢结构支撑拱形柱即可实现钢结构支撑拱形柱的移动。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益效果：可使得钢结构支撑拱形柱在移动过程中不易发生卡滞，运行稳定性较高。

1、在钢结构支撑拱形柱与支撑件之间设置支撑组件，支撑组件包括套筒、支杆及弹性件，套筒底部与钢结构支撑拱形柱相连，支杆可滑动的插设在套筒内部，支杆顶部伸出套筒并与支撑件相连，弹性件位于套筒内壁且两端分别与套筒内壁及支杆外壁相连。在推动钢结构支撑拱形柱的过程中，支撑件与隧道内壁相抵接，且当支撑件滑动至隧道内壁凹凸不平处时，弹性件可进行自动伸缩，以避让隧道内壁的凸起处，从而使得钢结构支撑拱形柱滑动的过程中不易发生卡滞的情况。

2、在支杆侧壁固定设置限位键，套筒内壁沿其长度方向设置有键槽，限位键可滑动地插设在键槽内。可使得支杆不会自行滑脱套筒，提升了支杆与套筒连接状态的稳定性。

附图说明

图1为本申请实施例的结构示意图；

图2为本申请实施例中用于体现支杆与套筒连接关系的结构示意图；

图3为本申请实施例中用于体现支撑组件与支撑件连接关系的结构示意图；

图4为图3中的A处放大图；

图5为图3中的B处放大图。

图中：1、钢结构支撑拱形柱；11、滑轨；110、滑槽；2、支撑组件；21、套筒；22、支杆；23、弹性件；24、限位键；240、键槽；25、调节杆；250、调节孔；3、支撑件；31、支撑架；32、支撑轴；320、支撑槽；33、磁性块；34、限位弾块；340、限位孔；4、浸油海绵；40、浸油槽；41、顶块；42、限位板；43、吸油海绵；430、储油孔；5、隧道。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种软弱围岩隧道钢架支撑结构。参照图1，一种软弱围岩隧道钢架支撑结构包括钢结构支撑拱形柱1，钢结构支撑拱形柱1下方设置有滑轨11，钢结构支撑拱形柱1的底壁开设有滑槽110，滑轨11的顶部伸至滑槽110内，以使得钢结构支撑拱形柱1可沿滑槽110长度方向滑动。钢结构支撑拱形柱1顶部设置有支撑组件2，支撑组件2远离钢结构支撑拱形柱1的一端连接有支撑件3，支撑件3用于与隧道5内壁相贴合以实现支撑。

参照图2及图3，支撑组件2包括套筒21及支杆22，套筒21底部通过焊接固定在钢结构支撑拱形柱1顶壁，支杆22底部适配插设在套筒21内部且可沿套筒21轴向滑动。支杆22侧壁开设有若干调节孔250，若干调节孔250沿支杆22长度方向均匀分布，支杆22还可拆卸地连接有调节杆25，调节杆25可与任一调节孔250螺纹连接以实现可拆卸，调节杆25的端部伸出调节孔250且位于套筒21外侧，以限制支杆22的滑动行程。

参照图3，支撑组件2还包括弹性件23，弹性件23为弹簧且位于套筒21内部，弹性件23的两端分别抵接套筒21内侧底壁及支杆22底壁，以将支杆22朝向套筒21外侧推动。

参照图4，支杆22的侧壁通过焊接固定有一对限位键24，两限位键24沿支杆22的中轴线对称分布。套筒21内侧壁沿其长度方向开设有键槽240，限位键24适配插设至相应键槽240内并可沿键槽240长度方向滑动，以限制支杆22滑脱套筒21。

参照图4，限位键24侧壁开设有浸油槽40，浸油槽40槽底通过胶粘固定有顶块41，浸油槽40内还插设有浸油海绵4，且浸油海绵4与顶块41相抵，浸油槽40相对的两内侧壁均焊接固定有限位板42，限位板42位于浸油海绵4远离顶块41的一侧，以实现浸油海绵4的限位，浸油海绵4远离顶块41的一端在顶块41的挤压作用下伸至两限位板42之间并且与键槽240内壁相贴合，以实现润滑。浸油槽40内壁底部向下开设有储油孔430，储油孔430内预先灌注有润滑油，储油孔430内插设有吸油海绵43，吸油海绵43底部位于润滑油液面以下且吸油海绵43与浸油海绵4一体成型，以实现对浸油海绵4的供油。

参照图3及图5，支撑件3为柱状结构，且支撑件3的中部向外凸出，以使得支撑件3的侧壁为弧形，从而更好的贴合隧道5的顶部内壁。支杆22远离套筒21的一端通过螺栓固定有两个支撑架31，两支撑架31远离支杆22的一端均开设有支撑槽320，支撑件3的两端壁均焊接固定有支撑轴32，支撑轴32与支撑件3同轴心，且支撑轴32插设至相应的支撑槽320内，以实现支撑件3与支杆22的转动连接。

参照图5，支撑槽320槽底内嵌并通过胶粘固定有磁性块33，支撑轴32为金属铁材质，磁性块33与支撑轴32磁性相吸，以使得支撑轴32不易脱离支撑槽320。支撑槽320的内侧壁还开设有限位孔340，限位孔340内过盈插设有限位弾块34，限位弾块34为橡胶材质且过盈插设至限位孔340内，限位弾块34位于支撑轴32靠近支撑槽320开口处的一侧，以实现对支撑轴32的限位。

本申请实施例一种软弱围岩隧道钢架支撑结构的实施原理为：在推动钢结构支撑拱形柱1的过程中，支撑件3与隧道5内壁相抵接，且当支撑件3滑动至隧道5内壁凹凸不平处时，弹性件23可进行自动伸缩，以避让隧道5内壁的凸起处，从而使得钢结构支撑拱形柱1滑动的过程中不易发生卡滞的情况。

此外，可对支撑件3上下伸缩的行程进行调节，操作如下，选取对应的调节孔250，将调节杆25通过旋至对应的调节孔250内，支撑件3最多下行至调节杆25与套筒21端壁相抵，即可实现支撑件3行程的限制。

本申请实施例还提供一种软弱围岩隧道钢架支撑结构的施工方法，采用如下的技术方案：

一种基于软弱围岩隧道钢架支撑结构的施工方法，包括以下步骤：

S1、在隧道内侧的底壁铺设滑轨；

S2、将钢结构支撑拱形柱放置于滑轨上方，并使得滑轨插设至滑槽内部；

S3、将支杆向套筒内部按压，并将钢结构支撑拱形柱及支撑件整体朝向隧道内部推动，随后松开支杆，使得支撑件与隧道内壁相抵；

S4、沿滑轨长度方向推动钢结构支撑拱形柱即可实现钢结构支撑拱形柱的移动。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益效果：可使得钢结构支撑拱形柱在移动过程中不易发生卡滞，运行稳定性较高。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种软弱围岩隧道钢架支撑结构，包括钢结构支撑拱形柱(1)，所述钢结构支撑拱形柱(1)底部设置有滑轨(11)，所述钢结构支撑拱形柱(1)与滑轨(11)滑动连接，所述钢结构支撑拱形柱(1)顶部连接有支撑件(3)，其特征在于：所述钢结构支撑拱形柱(1)与支撑件(3)之间设置有支撑组件(2)，所述支撑组件(2)包括套筒(21)、支杆(22)及弹性件(23)，所述套筒(21)底部与钢结构支撑拱形柱(1)相连，所述支杆(22)可滑动的插设在套筒(21)内部，所述支杆(22)顶部伸出套筒(21)并与支撑件(3)相连，所述弹性件(23)位于套筒(21)内壁且两端分别与套筒(21)内壁及支杆(22)外壁相连。

2.根据权利要求1所述的一种软弱围岩隧道钢架支撑结构，其特征在于：所述支杆(22)侧壁固定设置有限位键(24)，所述套筒(21)内壁沿其长度方向设置有键槽(240)，所述限位键(24)可滑动地插设在键槽(240)内。

3.根据权利要求2所述的一种软弱围岩隧道钢架支撑结构，其特征在于：所述限位键(24)侧壁设置有浸油槽(40)，所述浸油槽(40)内设置有浸油海绵(4)，所述浸油海绵(4)与键槽(240)内壁相贴合。

4.根据权利要求3所述的一种软弱围岩隧道钢架支撑结构，其特征在于：所述浸油槽(40)内壁底部设置有储油孔(430)，所述浸油海绵(4)连接有吸油海绵(43)，所述吸油海绵(43)远离浸油海绵(4)的一端伸至储油孔(430)内。

5.根据权利要求3所述的一种软弱围岩隧道钢架支撑结构，其特征在于：所述浸油槽(40)槽底设置有顶块(41)，所述顶块(41)与浸油海绵(4)相抵接，所述浸油槽(40)相对的两内侧壁均设置有限位板(42)，两所述限位板(42)均与浸油海绵(4)远离顶块(41)的端面相抵接。

6.根据权利要求1所述的一种软弱围岩隧道钢架支撑结构，其特征在于：所述支撑件(3)为柱状结构且与支杆(22)远离套筒(21)的一端转动连接。

7.根据权利要求6所述的一种软弱围岩隧道钢架支撑结构，其特征在于：所述支杆(22)远离套筒(21)的一端设置有一对支撑架(31)，支撑架(31)远离支杆(22)的端部设置有支撑槽(320)，所述支撑件(3)的端壁设置有与其同轴心的支撑轴(32)，所述支撑轴(32)插设至支撑槽(320)内且可绕自身轴向转动。

8.根据权利要求7所述的一种软弱围岩隧道钢架支撑结构，其特征在于：所述支撑槽(320)槽底固定设置有磁性块(33)，所述磁性块(33)与支撑轴(32)磁性相吸。

9.根据权利要求7所述的一种软弱围岩隧道钢架支撑结构，其特征在于：所述支撑槽(320)内侧壁开设有限位孔(340)，所述限位孔(340)内插设有限位弾块(34)，所述限位弾块(34)的端部伸出限位孔(340)且侧壁抵接在支撑轴(32)靠近支撑槽(320)开口处的一侧。

10.一种基于根据权利要求1-9中任一所述的软弱围岩隧道钢架支撑结构的施工方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、在隧道内侧的底壁铺设滑轨(11)；

S2、将钢结构支撑拱形柱(1)放置于滑轨(11)上方，并使得滑轨(11)插设至滑槽(110)内部；

S3、将支杆(22)向套筒(21)内部按压，并将钢结构支撑拱形柱(1)及支撑件(3)整体朝向隧道内部推动，随后松开支杆(22)，使得支撑件(3)与隧道内壁相抵；

S4、沿滑轨(11)长度方向推动钢结构支撑拱形柱(1)即可实现钢结构支撑拱形柱(1)的移动。

Images