CN113217040B - 一种控制隧道开挖围岩体变形的可变预应力支护装置 - Google Patents

一种控制隧道开挖围岩体变形的可变预应力支护装置 Download PDF

Info

Publication number
CN113217040B
CN113217040B CN202110607563.7A CN202110607563A CN113217040B CN 113217040 B CN113217040 B CN 113217040B CN 202110607563 A CN202110607563 A CN 202110607563A CN 113217040 B CN113217040 B CN 113217040B
Authority
CN
China
Prior art keywords
compression spring
sleeve
surrounding rock
arch
deformation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110607563.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113217040A (zh
Inventor
任松
张闯
吴斐
张平
隆能增
邓超
王浩囡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing University
Original Assignee
Chongqing University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing University filed Critical Chongqing University
Priority to CN202110607563.7A priority Critical patent/CN113217040B/zh
Publication of CN113217040A publication Critical patent/CN113217040A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113217040B publication Critical patent/CN113217040B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
    • E21D11/14—Lining predominantly with metal
    • E21D11/18—Arch members ; Network made of arch members ; Ring elements; Polygon elements; Polygon elements inside arches
    • E21D11/186—Pre-stressing or dismantling devices therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Lining And Supports For Tunnels (AREA)

Abstract

本发明公开了一种控制隧道开挖围岩体变形的可变预应力支护装置，其包括套筒和设置在套筒中的压缩弹簧，压缩弹簧的下部焊接在套筒的底部，所述套筒的侧面上设置有插孔，所述插孔中插装有插销，压缩弹簧的上端顶在插销上。本发明将上部拱架插入套筒，上部拱架的下端面置于压缩弹簧上，然后拔出插销，释放压缩弹簧能量，对上部拱架施加向上的推力，从而实现上部拱架预先对隧道围岩体施加抵抗其变形的预应力，且压缩弹簧提供的预应力不是恒定的，而是随着开挖围岩体变形量的增加而增大。通过本可变预应力支护装置对隧道围岩提供预应力支撑能有效降低围岩变形量，减小隧道围岩最终施加在支护装置上的压力，提高支护结构的安全可靠性。

Description

一种控制隧道开挖围岩体变形的可变预应力支护装置
技术领域
本发明涉及隧道支护技术领域，特别涉及一种控制隧道开挖围岩体变形的可变预应力支护装置。
背景技术
隧道开挖过程中，掌子面拱顶围岩体受到较大的纵向应力，若没有对其进行支护，即容易形成坍塌。传统的支护拱架装置是刚性结构，其不能在初始状态就与拱顶围岩贴合，因此不能对拱顶围岩主动提供预应力支撑，而只能被动等待拱顶围岩变形到压在其上时，才能起到支撑作用；并且在拱顶围岩压在刚性支护拱架上时拱顶围岩作用力往往已经很大，而这容易造成支护拱架的破坏。而若是能在隧道围岩变形初期就能提供抵抗其变形的支撑力，则有利于降低围岩变形量，也能减小拱顶围岩最终施加在支护拱架上的压力，提高支护结构的安全可靠性。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种控制隧道开挖围岩体变形的可变预应力支护装置，以解决现有刚性支护拱架不能在初始状态为拱顶围岩提供预应力支撑的技术问题。
本发明控制隧道开挖围岩体变形的可变预应力支护装置，包括套筒和设置在套筒中的压缩弹簧，压缩弹簧的下部焊接在套筒的底部，所述套筒的侧面上设置有插孔，所述插孔中插装有插销，压缩弹簧的上端顶在插销上。
进一步，所述的控制隧道开挖围岩体变形的可变预应力支护装置还包括上部拱架和下部拱架，上部拱架的下端直接插入套筒内，下部拱架的上端直接与套筒底部焊接在一起；在插销从套筒上拔下的状态，压缩弹簧的上端直接顶在上部拱架的下端上。
本发明的有益效果：
本发明控制隧道开挖围岩体变形的可变预应力支护装置，其通过压缩弹簧对上部拱架施加向上的推力，从而实现上部拱架对拱顶围岩体施加抵抗其变形的支撑力，并且压缩弹簧提供的预应力不是恒定的，而是能随围岩变形量的增加而自动增大，通过本可变预应力支护装置对隧道围岩提供预应力支撑能降低围岩变形量，减小拱顶围岩最终施加在支护装置上的压力，能提高支护结构的安全可靠性。
附图说明
图1为隧道上部围岩体开挖完成后，可变预应力支护装置初始安装完毕后的示意图；
图2为插销拔下前压缩弹簧在套筒中的状态示意图；
图3为可变预应力支架在工作状态时的示意图；
图4为插销拔下后压缩弹簧在套筒中的状态示意图；
图5为隧道下部围岩体开挖完成后，整个可变预应力支架封闭成环后的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
如图所示，本实施例中控制隧道开挖围岩体变形的可变预应力支护装置，其包括套筒1和设置在套筒中的压缩弹簧2，压缩弹簧下部3焊接于套筒底部4，所述套筒的侧面上设置有插孔5，所述插孔中插装有插销6，压缩弹簧的上端顶在插销6上。
本实施例中可变预应力支护装置在使用前，压缩弹簧被预压缩装在套筒中，通过插销限制压缩弹簧向上伸长。在使用时，待隧道初期支护施作完全后，比如，上部初期支护的锁脚锚杆9安装完毕后，再将套筒内的插销拔下，利用压缩弹簧对上部拱架施加推力，从而实现上部拱架能预先对拱顶围岩施加抵抗其变形的支撑力。
进一步，本实施例中控制隧道开挖围岩体变形的可变预应力支护装置还包括上部拱架7和下部拱架8，上部拱架的下端直接插入套筒内，下部拱架的上端直接与套筒底部焊接在一起；在插销从套筒上拔下的状态，压缩弹簧的上端直接顶在上部拱架的下端上。具体施工过程为先将上部拱架7设置在隧道顶部，再将套筒1穿在上部拱架的下端上，并在下部拱架的下部打上锁脚锚杆9进行支撑固定，再拔下插销6，使压缩弹簧2的上端顶在上部拱架7的下端上；随着施工进程再在隧道下部进行仰拱拱架10的支护，并将仰拱拱架10的上端与下部拱架8的下端焊接。
通过压缩弹簧对上部拱架施加向上的推力，从而使上部拱架预先对拱顶围岩施加抵抗其变形的支撑力，并且压缩弹簧提供的预应力不是恒定的，而是能随围岩变形压力的增大而自动增大，通过本可变预应力支护装置对隧道围岩提供预应力支撑能降低围岩变形量，减小拱顶围岩最终施加在支护装置上的压力，能提高支护结构的安全可靠性。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.一种控制隧道开挖围岩体变形的可变预应力支护装置，其特征在于：包括套筒和设置在套筒中的压缩弹簧，压缩弹簧的下部焊接在套筒的底部，所述套筒的侧面上设置有插孔，所述插孔中插装有插销，压缩弹簧的上端顶在插销上；在使用前，压缩弹簧被预压缩装在套筒中，通过插销限制压缩弹簧向上伸长；
所述的控制隧道开挖围岩体变形的可变预应力支护装置还包括上部拱架和下部拱架，上部拱架的下端直接插入套筒内，下部拱架的上端直接与套筒底部焊接在一起；在插销从套筒上拔下的状态，压缩弹簧的上端直接顶在上部拱架的下端上，利用压缩弹簧对上部拱架施加推力，实现上部拱架预先对拱顶围岩施加抵抗其变形的支撑力。
CN202110607563.7A 2021-06-01 2021-06-01 一种控制隧道开挖围岩体变形的可变预应力支护装置 Active CN113217040B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110607563.7A CN113217040B (zh) 2021-06-01 2021-06-01 一种控制隧道开挖围岩体变形的可变预应力支护装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110607563.7A CN113217040B (zh) 2021-06-01 2021-06-01 一种控制隧道开挖围岩体变形的可变预应力支护装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113217040A CN113217040A (zh) 2021-08-06
CN113217040B true CN113217040B (zh) 2023-03-28

Family

ID=77081995

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110607563.7A Active CN113217040B (zh) 2021-06-01 2021-06-01 一种控制隧道开挖围岩体变形的可变预应力支护装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113217040B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT202200001559A1 (it) * 2022-01-31 2023-07-31 Officine Maccaferri Italia S R L Centina di sostegno per uno scavo, con controllo della spinta esercitata dalle pareti dello scavo
IT202200009266A1 (it) * 2022-05-05 2023-11-05 Officine Maccaferri Italia S R L Dispositivo per la compensazione della lunghezza di una centina

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1262050A1 (ru) * 1985-05-16 1986-10-07 Центральный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Проходческих Машин И Комплексов Для Угольной,Горной Промышленности И Подземного Строительства Тоннельна опалубка
CN209557014U (zh) * 2018-12-25 2019-10-29 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 一种可缩式预应力拱架结构
CN111878124A (zh) * 2020-08-20 2020-11-03 中铁二十一局集团第四工程有限公司 隧道初期支护稳定拱架可调式支垫设备

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105545322B (zh) * 2016-02-26 2018-11-27 山东大学 用于控制隧道围岩变形破坏的防护结构及支护体系及方法
CN207080233U (zh) * 2017-08-10 2018-03-09 中铁十七局集团有限公司 软岩大变形隧道支护的刚柔性拱架
CN207470210U (zh) * 2017-11-27 2018-06-08 四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院 隧道初期支护的弹性压缩式钢架
CN208884457U (zh) * 2018-06-11 2019-05-21 上海智涛电力工程技术有限公司 一种水利水电工程施工用支护架
CN109611129B (zh) * 2018-12-25 2024-04-19 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 可缩式预应力拱架结构及施工方法
CN209771217U (zh) * 2019-03-18 2019-12-13 蔡圆圆 体育训练用压腿装置
CN112647983B (zh) * 2021-01-08 2023-09-22 四川省公路规划勘察设计研究院有限公司 隧道初期支护方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1262050A1 (ru) * 1985-05-16 1986-10-07 Центральный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Проходческих Машин И Комплексов Для Угольной,Горной Промышленности И Подземного Строительства Тоннельна опалубка
CN209557014U (zh) * 2018-12-25 2019-10-29 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 一种可缩式预应力拱架结构
CN111878124A (zh) * 2020-08-20 2020-11-03 中铁二十一局集团第四工程有限公司 隧道初期支护稳定拱架可调式支垫设备

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
叶桂莹 ; 程晓明 ; 陈岚 ; .沉管隧道接头预埋件施工关键技术.四川建筑.(第04期),全文. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113217040A (zh) 2021-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113217040B (zh) 一种控制隧道开挖围岩体变形的可变预应力支护装置
CN102839675B (zh) 一种基坑支护用大跨度预应力鱼腹梁的安装方法
CN108661664B (zh) 一种隧道破碎带施工方法及组合支护装置
KR20170065165A (ko) 흙막이 가설 구조체용 버팀보 지지장치
CN113373996A (zh) 一种铁塔柱脚不均匀沉降调节装置及托换升降工法
CN212104064U (zh) 一种基于锚杆的锚索张拉安装装置
CN113187519B (zh) 一种控制隧道开挖围岩体变形的可变预应力支护方法
CN108222064A (zh) 一种具备自复位功能的剪力销栓连接柱的装配整体式地下框架结构
JP4237085B2 (ja) 既存建物の下層階増築工法
CN113216387A (zh) 一种可控耗能摇摆柱柱脚
CN219119272U (zh) 一种具有液压让压功能的隧道初期支护结构
CN110439289B (zh) 大跨度转换钢桁架体外张拉预加载施工方法
CN114060066B (zh) 一种控制隧道大变形的装配式地层应力补偿伺服钢架系统
CN201059199Y (zh) 一种适用于综合机械化放顶煤工作面的液压支架
CN203570332U (zh) 一种用于软岩支护的高预应力让压均压耦合锚具
CN213897158U (zh) 具有拉压支撑的管廊基坑
CN209539375U (zh) 隧道初期支护钢架的临时支撑系统
CN210031846U (zh) 可实施预应力补偿的格构柱支撑体系
CN112647497A (zh) 孔内预应力支承构件、预应力锚杆及施工方法
CN113738409B (zh) 一种主动支撑式让压承载支柱及其使用方法
CN113323695B (zh) 一种预加胀力控制围岩变形的初期支护结构及方法
CN212561525U (zh) 劲芯帷幕桩工字型钢拔出装置
CN210947847U (zh) 一种用于大跨度转换钢桁架支撑装置
CN220890214U (zh) 一种大变形隧洞自调节钢管混凝土拱架让压装置
CN210947778U (zh) 一种用于大跨度转换钢桁架预加载装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant