CN115163077A - 一种用于竖井支护的可调型钢支撑结构及悬吊拼装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于竖井支护的可调型钢支撑结构及悬吊拼装方法，其包括若干与竖井内轮廓相适配的可调型钢支撑单元，可调型钢支撑单元相对竖井从上至下布置多层，相邻两层之间通过悬吊机构相互连接；所述可调型钢支撑单元包括若干段弧形工字钢，相邻两段弧形工字钢通过可调距接头构造相连，构成能扩径变形的圆形钢支撑。本发明结构简单可靠，操作方便快捷，通过多层设置且能扩径变形的圆形钢支撑，可保证初期支护与井壁开挖面的密贴支护效果，有效提高竖井的结构稳定性；另外，通过悬吊机构进行圆形钢支撑的悬吊拼装施工，可简化施工工序，提高施工效率及施工安全性并有效加强上下层圆弧形钢支撑的竖向连接刚度。

Description

一种用于竖井支护的可调型钢支撑结构及悬吊拼装方法

技术领域

本发明涉及一种用于竖井支护的可调型钢支撑结构及悬吊拼装方法，属于隧道竖井施工技术领域。

背景技术

在围岩相对破碎的地段，需采用工字钢架作为竖井初期支护的加劲措施，以保证竖井井壁在施工期间的稳定性。受竖井内部作业空间的限制，实际施工过程中多采用3至4节圆弧形工字钢在井内拼装构成封闭的圆形钢支撑结构，但常规拼装工艺的圆形钢支撑结构与竖井井壁或多或少必然存在着一定的结构间隙，进而给井壁围岩的松动变形留下了不利空间。同时，由于竖井初期支护属于由上向下逐层施工的环形支护结构，未与竖井井壁密贴的圆形钢支撑在自身重力以及下部围岩开挖扰动作用下存在向下滑移的可能性，存在一定的结构失稳破坏风险。此外，由于采用由上向下逐层施工的工艺，圆形钢支撑在井内拼装过程中处于下部悬空状态，需要借助相关的辅助措施给圆形钢支撑结构提供有效的落脚位置。目前现场施工大多采用在待安装圆形钢支撑的位置处向围岩深部打设多根悬臂锚固钢筋，进而借助由悬臂锚固钢筋构成的临时简易托架平台进行圆形钢支撑结构的拼接施工。但是，悬臂锚固钢筋的施工耗时较长，且其悬臂锚固效果与施工质量及围岩稳定性密切相关，若悬臂锚固效果欠佳，则可能导致临时简易托架平台局部失稳，进而发生圆形钢支撑结构高处砸落的风险。

可以看出，现有施工工艺下的圆形钢支撑结构在结构受力、安装工艺上均存在着相对明显的缺陷，整套支撑体系有着不小的改进空间。鉴于上述考虑，研究一种用于竖井支护的可调型钢支撑结构及悬吊拼装方法具有重大的实际意义。

发明内容

鉴于此，本发明的目的是提供一种用于竖井支护的可调型钢支撑结构及悬吊拼装方法，可以克服现有技术的不足。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于竖井支护的可调型钢支撑结构，其包括若干与竖井内轮廓相适配的可调型钢支撑单元，可调型钢支撑单元相对竖井从上至下布置多层，相邻两层之间通过悬吊机构相互连接；所述可调型钢支撑单元包括若干段弧形工字钢，相邻两段弧形工字钢通过可调距接头构造相连，构成能扩径变形的圆形钢支撑。

前述的悬吊机构包括连接螺杆，连接螺杆一端设有扩大钢垫板，另一端为螺杆段且螺杆段上螺接有限位螺母，在所述的圆形钢支撑上环形均布多个腹板吊装孔，所述连接螺杆穿过腹板吊装孔，两端分别通过扩大钢垫板、限位螺母限位，使上、下层圆形钢支撑相互连接在一起。

前述的可调距接头构造包括分别设置在相邻的弧形工字钢连接端部的限位型钢支座和带螺帽型钢支座，二者上均开设有与螺帽螺孔位置相对的通孔，在通孔内穿装有使相邻两弧形工字钢相互连接且进行合拢或扩展状态调节的调节螺杆组件。

前述调节螺杆组件包括带有扩大端头的高强度螺杆，高强度螺杆上套装有卡套，在高强度螺杆上靠近扩大端头一端开设有与限位型钢支座的厚度匹配的第一径向孔，卡套上开设有与第一径向孔位置相对应的第二径向孔，在两径向孔内插接有螺杆连接钢筋，高强度螺杆依次穿过限位型钢支座和带螺帽型钢支座的通孔，并通过卡套卡死固定在限位型钢支座上。

在前述限位型钢支座和带螺帽型钢支座的相对面上设有由两半切槽对接拼装而成的楔形卡槽，楔形卡槽内设有楔形型钢垫块。

前述的圆形钢支撑由四段弧形工字钢拼接而成；所述弧形工字钢为不对称弧形工字钢，包括布设有腹板吊装孔的腹板，其前侧设有前翼板、后侧设有后翼板；后翼板尺寸宽度较前翼板大，并且在后翼板上宽于前翼板的边缘侧设置有用于施工系统锚杆的锚杆定位孔。

一种用于竖井支护的悬吊拼装方法，其包括以下步骤：

s1、开挖竖井：首先完成竖井井口段落的支护结构施工，其后按多个开挖节段逐步施工的方式进行竖井井身的开挖施工，在完成竖井井身某一节段的开挖施工后，立即进行围岩面喷射混凝土的初喷施工；

s2、悬吊平台施工：首先借助临时简易托架平台架设初始的几层圆形钢支撑，并通过扩径变形的形式保证其与竖井井壁密贴，再通过系统锚杆将圆形钢支撑锚固在井壁上；其后设置悬吊机构使各层圆形钢支撑进行竖向连接固定，并进行喷射混凝土复喷施工；

S3：采用悬吊拼装方式从上至下逐层施工圆形钢支撑：以悬吊平台为依托，进行相邻下层圆形钢支撑的悬吊拼装施工，采用扩径变形的方式保证圆形钢支撑与竖井井壁的密贴效果，并施工系统锚杆对圆形钢支撑进行进一步锚固施工；再以该层圆形钢支撑为悬吊平台进行相邻下层的施工，以此类推，直到该开挖节段内的各层支撑单元全部施工完成；

s4、进行喷射混凝土复喷施工作业，完成该节段初期支护的全部施工，其后进行竖井的下一节段开挖施工。

前述的悬吊拼装方法具体包括：

首先，借助临时简易托架平台进行最上端两至三层圆形钢支撑的架设和扩径变形施工，保证其与竖井井壁密贴并用系统锚杆锚固，再设置悬吊机构使各层圆形钢支撑相互连接成一体，并进行喷射混凝土复喷施工；

其次，通过已与竖井井壁连接牢固的上层圆形钢支撑作为下层待安装单元的施工悬吊平台，进行下层弧形工字钢悬吊和错缝拼装。

通过呈梅花形交错布置的悬吊机构可实现上、下层圆形钢支撑的悬吊和错缝拼装效果。

前述的扩径变形施工方式具体包括：

首先，将同一环的多段弧形工字钢吊装进入竖井内部，并通过悬吊机构与已安装牢固的上层圆形钢支撑进行悬吊连接；其后相邻节段的工字钢通过可调距接头构造相互连接拼装成一个与井身内轮廓适配的圆形钢支撑，且圆形钢支撑处于合拢状态，使其与井壁之间留有便于操作的安装空间；

其后，将可调距接头构造调整为扩展状态，实现圆形钢支撑与竖井井壁的密贴且处于相互挤压受力效果；

最后，采用楔形型钢垫块进行可调距结构构造的扩展加固。

前述可调距接头构造的具体方法包括：

首先，合拢状态：将卡套通过螺杆连接钢筋与高强度螺杆固定连接后，正向旋转高强度螺杆，将限位型钢支座与带螺帽型钢支座的间距不断拉近，直至限位型钢支座、卡套及带螺帽型钢支座彼此密贴；

其后，扩展状态：通过反向旋转高强度螺杆，将限位型钢支座与带螺帽型钢支座的间距不断拉远，直至圆形钢支撑与竖井井壁密贴甚至向外挤压井壁形成挤压受力；

最后，扩展加固：将楔形型钢垫块塞入限位型钢支座与带螺帽型钢支座相对的楔形卡槽中，敲击楔形型钢垫块直至其卡死在楔形卡槽内部。

与现有技术比较，本发明公开的一种用于竖井支护的可调型钢支撑结构及悬吊拼装方法，其包括若干与竖井内轮廓相适配的可调型钢支撑单元，可调型钢支撑单元相对竖井从上至下布置多层，相邻两层之间通过悬吊机构相互连接；所述可调型钢支撑单元包括若干段弧形工字钢，相邻两段弧形工字钢通过可调距接头构造相连，构成能扩径变形的圆形钢支撑。首先，通过可调距接头构造，可实现圆形钢支撑的小范围扩径变形，进而可有效消除拼装式圆形钢支撑与竖井井壁间的空隙，保证圆形钢支撑与竖井井壁密贴并提供一定的反作用力，可大幅提高竖井井壁的稳定性及圆形钢支撑自身的竖向抗滑移能力。同时，通过悬吊机构对上、下层圆形钢支撑进行悬吊连接，进而通过已与竖井井壁连接牢固的上层圆形钢支撑作为下层待安装圆形钢支撑的施工悬吊平台，可实现竖井圆形钢支撑的悬吊拼装和错缝拼装效果，从而大幅改进竖井圆形钢支撑的安装工艺，适用于竖井结构支护体系。

本发明的有益效果是：

（1）本发明通过设置多层能小范围扩径变形的拼装式圆形钢支撑，通过拼装式圆形钢支撑小范围的扩径变形，可有效消除其与竖井井壁之间的空隙，进而保证圆形钢支撑与井壁密贴并提供一定的反作用力，可大幅提高竖井井壁的稳定性；

（2）所述的圆形钢支撑通过可调距接头构造实现拼装及扩径变形，所述的可调距接头构造，其结构简单可靠，操作方便快捷，无需使用大型设备，通过扳手旋转可调距的高强度螺栓即可实现扩径变形调整，适用于空间狭小、条件相对恶劣的竖井施工环境，经济性较好，可操作性较强；

（3）所述的圆形钢支撑充分考虑了扩径变形后以受压为主的受力特性，通过在钢架接头间隙内塞入楔形型钢垫板的措施保证了扩径后钢架接头的抗挤压能力，通过在钢架接头垫板四个角落布置的可调距高强度螺栓保证了钢架接头的抗弯能力，结构受力可靠性高；

（4）所述的圆形钢支撑采用不对称弧形工字钢结构，尺寸扩大的后翼板一方面为系统锚杆与圆形钢支撑的锚固连接提供了必要的定位锚固孔，从而实现圆形钢支撑通过系统锚杆锚固在竖井井壁的施工效果，另一方面尺寸扩大的后翼板也增大了圆形钢支撑与竖井井壁的接触面积，有利于缓解圆形钢支撑与井壁围岩的应力集中现象；

（5）多层设置的圆形钢支撑之间通过悬吊拼装方法施工，可实现竖井圆形钢支撑的悬吊拼装和错缝拼装效果；具体通过已与竖井井壁连接牢固的圆形钢支撑作为下层待安装圆形钢支撑的施工悬吊平台，采用呈梅花形交错布置的悬吊机构对上、下层圆形钢支撑进行悬吊连接，进而实现竖井圆形钢支撑的悬吊拼装和错缝拼装效果，相比于现有采用悬臂锚固钢筋与人工配合的托举式拼装工艺而言，采用悬吊拼装工艺可大幅简化施工工序，有效缩短施工时间，并大幅提高施工安全性。同时，悬吊机构可作为竖向连接筋，加强上下层圆弧形钢支撑的竖向连接刚度。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为本发明的正面结构示意图。

图2为本发明合拢状态下圆形钢支撑的俯视图。

图3为本发明扩展状态下圆形钢支撑的俯视图。

图4为悬吊机构的安装结构示意图。

图5为悬吊结构的结构示意图。

图6为可调距接头处于合拢状态下的立体结构示意图。

图7为可调距接头处于合拢状态下的俯视图。

图8为可调距接头处于扩展状态下的立体结构示意图。

图9为可调距接头处于扩展状态下的俯视图。

图10为楔形型钢垫块安装状态的立体结构示意图。

图11为楔形型钢垫块安装状态的俯视图。

图12为可调距高强度螺栓的连接结构示意图。

图13为横向操作式正反转电扳手的结构示意图。

具体实施方式

以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

如图1-图13所示，

一种用于竖井支护的可调型钢支撑结构，其包括若干与竖井1内轮廓相适配的可调型钢支撑单元，可调型钢支撑单元相对竖井1从上至下布置多层，相邻两层之间通过悬吊机构4相互连接；所述可调型钢支撑单元包括若干段弧形工字钢2，相邻两段弧形工字钢2通过可调距接头构造3相连，构成能扩径变形的圆形钢支撑。

所述的悬吊机构4包括连接螺杆4.2，连接螺杆一端设有扩大钢垫板4.1，另一端为螺杆段且螺杆段上螺接有限位螺母4.3，在所述的圆形钢支撑上环形均布多个腹板吊装孔2.4，所述连接螺杆穿过腹板吊装孔，两端分别通过扩大钢垫板4.1、限位螺母4.3限位，可以将下层的弧形工字钢提挂在已经扩径变形后的上层圆形钢支撑下方，其以上层圆形钢支撑为依托进而可实现下层圆形钢支撑的悬吊拼装。

所述的圆形钢支撑由四段弧形工字钢2拼接而成。所述弧形工字钢为不对称弧形工字钢，包括前翼板2.1、腹板2.2、后翼板2.3、腹板吊装孔2.4，后翼板2.3尺寸宽度较前翼板2.1大，其宽于前翼板2.1的边缘侧设置有后翼板锚杆定位孔2.5，作为后续系统锚杆5施工的定位连接孔；所述的腹板吊装孔2.4设置于腹板2.2上；每一节段不对称弧形工字钢的弧度为90度，其上设置四个腹板吊装孔，并按11.25度、22.5度、22.5度、22.5度、11.25度分布，使拼接而成的圆形钢支撑上的腹板吊装孔实现环形均布。在进行上、下层圆形钢支撑连接时，中间两个腹板吊装孔与下层钢支撑连接，端头的两个腹板吊装孔与上层钢支撑连接。

所述的可调距接头构造3包括分别设置在相邻的弧形工字钢2连接端部的限位型钢支座3.1和带螺帽型钢支座3.2，二者上均开设有与螺帽螺孔位置相对的通孔，在通孔内穿装有使相邻两弧形工字钢2相互连接且进行合拢或扩展状态调节的调节螺杆组件。

所述调节螺杆组件包括带有扩大端头的高强度螺杆3.3，高强度螺杆3.3上套装有卡套3.4，在高强度螺杆3.3上靠近扩大端头一端开设有与限位型钢支座3.1的厚度匹配的第一径向孔，卡套3.4上开设有与第一径向孔位置相对应的第二径向孔，在两径向孔内插接有螺杆连接钢筋3.5，高强度螺杆3.3依次穿过限位型钢支座3.1和带螺帽型钢支座3.2的通孔，并通过卡套3.4卡死固定在限位型钢支座3.1上。

在限位型钢支座3.1和带螺帽型钢支座3.2的相对面上设有由两半切槽对接拼装而成的楔形卡槽，楔形卡槽内设有与之适配的楔形型钢垫块3.6。

具体地，所述限位型钢支座3.1焊接在弧形工字钢2的一端，带螺帽型钢支座3.2焊接在弧形工字钢2的另一端，所述的高强度螺杆3.3为前段带螺纹，后段为光滑杆段，其抗拉强度应满足结构抗拉性能要求，在高强度螺杆3.3后段中部开设有第一径向孔，且其开孔位置应与限位型钢支座3.1的厚度匹配，第一径向孔处通过螺杆连接钢筋3.5固定有卡套3.4，保证高强度螺杆3.3通过扩大端头及卡套3.4将限位型钢支座3.1卡死；所述的螺杆连接钢筋3.5类似于插销结构，可插入或者拔出，插入时可将高强度螺杆3.3、卡套3.4和螺杆连接钢筋3.5固连为一个整体，并将限位型钢支座3.1卡死在高强度螺杆3.3扩大端头与卡套3.4之间；通过正向旋转高强度螺杆3.3，可将限位型钢支座3.1与带螺帽型钢支座3.2的间距不断拉近，直至限位型钢支座3.1、卡套3.4及带螺帽型钢支座3.2彼此密贴，此时为可调距接头构造3的合拢状态；而由于卡套3.4通过螺杆连接钢筋3.5与高强度螺杆3.3固定连接后，使得高强度螺杆3.3与限位型钢支座3.1形成约束，此时通过扳手反向旋转高强度螺杆3.3，可将限位型钢支座3.1与带螺帽型钢支座3.2的间距不断拉远，直至圆形钢支撑与竖井1井壁密贴甚至向外挤压竖井1井壁，此时为可调距接头构造3的扩展状态。当可调距接头构造3处于扩展状态后，将楔形型钢垫块3.6塞入限位型钢支座3.1与带螺帽型钢支座3.2相对的楔形卡槽中，其后通过小铁锤敲击楔形型钢垫块3.6，使其卡死在楔形卡槽内部，可实现扩展状态的支撑加固。

还包括横向操作式正反转电扳手6，所述横向操作式正反转电扳手6包括手持手柄6.3，其上设有电机正反转开关按钮6.4；在手持手柄6.3一端设有正反转电机仓6.1，另一端设有与正反转电机仓6.1电路连接的电池仓6.5，在正反转电机仓6.1上设有与可调距接头构造3上的高强度螺杆3.3适配的可正反转扳手钻头6.2，且可正反转扳手钻头6.2与电机正反转开关按钮6.4呈90度角设置，方便工人手持横向操作式正反转电扳手6对横向设置的螺栓进行拧紧或拧松操作；通过电机正反转开关按钮6.4控制可正反转扳手钻头6.5正转或反转，方便对可调距接头构造3进行合拢状态或扩展状态的操作。

一种用于竖井支护的悬吊拼装方法，其包括以下步骤：

s1、开挖竖井：首先完成竖井1井口段落的支护结构施工，其后按多个开挖节段逐步施工的方式进行竖井1井身的开挖施工，在完成竖井1井身某一节段的开挖施工后，立即进行围岩面喷射混凝土的初喷施工；

s2、悬吊平台施工：首先借助临时简易托架平台架设初始的几层圆形钢支撑，并通过扩径变形的形式保证其与竖井井壁密贴，其后在翼板锚杆定位孔2.5内施工系统锚杆5，将圆形钢支撑锚固在井壁上；其后设置悬吊机构4使各层圆形钢支撑进行竖向连接固定，并进行喷射混凝土复喷施工；

S3：采用悬吊拼装方式从上至下逐层施工圆形钢支撑：以悬吊平台为依托，进行相邻下层圆形钢支撑的悬吊拼装施工，并采用扩径变形的方式保证圆形钢支撑与竖井井壁的密贴效果，并施工系统锚杆5对圆形钢支撑进行进一步锚固施工；其后再以该层圆形钢支撑为悬吊平台进行相邻下层的施工，以此类推，直到该开挖节段内的各层支撑单元全部施工完成；

s4、进行喷射混凝土复喷等初期支护结构的施工，其后再进行竖井1的下一节段开挖施工。

所述的悬吊拼装方法，优选地，

首先，借助临时简易托架平台并通过扩径变形施工方式进行最上端两至三层圆形钢支撑的架设，保证其与竖井井壁密贴，并采用系统锚杆5将其彻底锚固在井壁上，再设置悬吊机构4使各层圆形钢支撑相互连接成一体，并进行喷射混凝土复喷施工；

具体通过常规吊装方式将同一环的多段弧形工字钢2吊装进入竖井1内部，相邻两段弧形工字钢2通过可调距接头构造3连接，拼装成与井身内轮廓适配的圆形钢支撑，通过可调距接头构造3的小范围扩径变形，进而可有效消除拼装式圆形钢支撑与井身内壁之间的空隙，保证圆形钢支撑与井身内壁密贴并连接牢固；其后，再通过弧形工字钢的后翼板锚杆定位孔2.5施工系统锚杆5，使系统锚杆5拧固在圆形钢支撑上，进而使弧形工字钢2锚固在井壁上；

其次，通过已与竖井1井壁连接牢固的上层圆形钢支撑作为下层待安装单元的施工悬吊平台，进行下层弧形工字钢2悬吊和错缝拼装。

在施工过程中，所述圆形钢支撑上的腹板吊装孔2.4适当开大，且进行下层圆形钢支撑悬吊时，悬吊机构4的限位螺母4.3处于回松状态，便于下层圆形钢支撑的扩径变形施工，当下层圆形钢支撑与井身内壁密贴后，方可拧紧限位螺母4.3。

优选地，通过呈梅花形交错布置的悬吊机构4可实现竖井1内上、下层圆形钢支撑的悬吊拼装和错缝拼装效果，从而大幅改进圆形钢支撑的安装工艺。

更优选地，利用悬吊机构4将下层弧形工字钢2悬吊在上一节已经固定稳固的圆弧形钢支撑下方，且上、下层弧形工字钢2的相对位置错开45度角，实现钢架接头的错缝拼装效果。

所述的扩径变形施工方式，具体包括：

（1）将同一环的多段弧形工字钢2吊装进入竖井1内部，并通过悬吊机构（4）与已安装牢固的上层圆形钢支撑进行悬吊连接；其后相邻节段的工字钢通过可调距接头构造3相互连接拼装成一个与井身内轮廓适配的圆形钢支撑，且圆形钢支撑处于合拢状态，使其与井壁之间留有便于操作的安装空间；

（2）将可调距接头构造3调整为扩展状态，实现圆形钢支撑与竖井1井壁的密贴并形成相互挤压受力效果；

（3）采用楔形型钢垫块3.6进行可调距结构构造3的扩展加固。

所述可调距接头构造3的具体方法包括：

（1）合拢状态：将卡套3.4通过螺杆连接钢筋3.5与高强度螺杆3.3固定连接后，通过横向操作式正反转电扳手6正向旋转高强度螺杆3.3，将限位型钢支座3.1与带螺帽型钢支座3.2的间距不断拉近，直至限位型钢支座3.1、卡套3.4及带螺帽型钢支座3.2彼此密贴；

（2）扩展状态：通过横向操作式正反转电扳手6反向旋转高强度螺杆3.3，可将限位型钢支座3.1与带螺帽型钢支座3.2的间距不断拉远，直至圆形钢支撑与竖井1井壁密贴甚至向外挤压竖井1井壁形成挤压受力；

（3）扩展加固：将楔形型钢垫块3.6塞入限位型钢支座3.1与带螺帽型钢支座3.2相对的楔形卡槽中，敲击楔形型钢垫块3.6直至其卡死在楔形卡槽内部。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式保密的限制，任何未脱离本发明技术方案内容、依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种用于竖井支护的可调型钢支撑结构，其特征在于：包括若干与竖井（1）内轮廓相适配的可调型钢支撑单元，可调型钢支撑单元相对竖井（1）从上至下布置多层，相邻两层之间通过悬吊机构（4）相互连接；所述可调型钢支撑单元包括若干段弧形工字钢（2），相邻两段弧形工字钢（2）通过可调距接头构造（3）相连，构成能扩径变形的圆形钢支撑。

2.根据权利要求1所述的用于竖井支护的可调型钢支撑结构，其特征在于：所述的悬吊机构（4）包括连接螺杆（4.2），连接螺杆一端设有扩大钢垫板（4.1），另一端为螺杆段且螺杆段上螺接有限位螺母（4.3），在所述的圆形钢支撑上环形均布多个腹板吊装孔（2.4），所述悬吊机构（4）穿过腹板吊装孔（2.4），两端分别通过扩大钢垫板（4.1）、限位螺母（4.3）限位，使上、下层圆形钢支撑相互连接在一起。

3.根据权利要求1所述的用于竖井支护的可调型钢支撑结构，其特征在于：所述的可调距接头构造（3）包括分别设置在相邻的弧形工字钢（2）连接端部的限位型钢支座（3.1）和带螺帽型钢支座（3.2），二者上均开设有与螺帽螺孔位置相对的通孔，在通孔内穿装有使相邻两弧形工字钢（2）相互连接且进行合拢或扩展状态调节的调节螺杆组件。

4.根据权利要求3所述的用于竖井支护的可调型钢支撑结构，其特征在于：所述调节螺杆组件包括带有扩大端头的高强度螺杆（3.3），高强度螺杆（3.3）上套装有卡套（3.4），在高强度螺杆（3.3）上靠近扩大端头一端开设有与限位型钢支座（3.1）的厚度匹配的第一径向孔，卡套（3.4）上开设有与第一径向孔位置相对应的第二径向孔，在两径向孔内插接有螺杆连接钢筋（3.5），高强度螺杆（3.3）依次穿过限位型钢支座（3.1）和带螺帽型钢支座（3.2）的通孔，并通过卡套（3.4）卡死固定在限位型钢支座（3.1）上。

5.根据权利要求4所述的用于竖井支护的可调型钢支撑结构，其特征在于：在限位型钢支座（3.1）和带螺帽型钢支座（3.2）的相对面上设有由两半切槽对接拼装而成的楔形卡槽，楔形卡槽内设有与之适配的楔形型钢垫块（3.6）。

6.根据权利要求1-5任一所述的用于竖井支护的可调型钢支撑结构，其特征在于：所述的圆形钢支撑由四段弧形工字钢（2）拼接而成；所述弧形工字钢（2）为不对称弧形工字钢，包括布设有腹板吊装孔（2.4）的腹板（2.2），其前侧设有前翼板（2.1）、后侧设有后翼板（2.3）；后翼板（2.3）尺寸宽度较前翼板（2.1）大，并且在后翼板上宽于前翼板（2.1）的边缘侧设置有用于施工系统锚杆（5）的锚杆定位孔（2.5）。

7.一种用于竖井支护的悬吊拼装方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1、开挖竖井：首先完成竖井（1）井口段落的支护结构施工，其后按多个开挖节段逐步施工的方式进行竖井（1）井身的开挖施工，在完成竖井（1）井身某一节段的开挖施工后，立即进行围岩面喷射混凝土的初喷施工；

s2、悬吊平台施工：首先借助临时简易托架平台架设初始的几层圆形钢支撑，并通过扩径变形的形式保证其与竖井井壁密贴，再通过系统锚杆（5）将圆形钢支撑锚固在井壁上；其后设置悬吊机构（4）使各层圆形钢支撑进行竖向连接固定，并进行喷射混凝土复喷施工；

S3：采用悬吊拼装方式从上至下逐层施工圆形钢支撑：以悬吊平台为依托，进行相邻下层圆形钢支撑的悬吊拼装施工，采用扩径变形的方式保证圆形钢支撑与竖井井壁的密贴效果，并施工系统锚杆（5）对圆形钢支撑进行进一步锚固施工；再以该层圆形钢支撑为悬吊平台进行相邻下层的施工，以此类推，直到该开挖节段内的各层支撑单元全部施工完成；

s4、进行喷射混凝土复喷施工作业，完成该节段初期支护的全部施工，其后进行竖井（1）的下一节段开挖施工。

8.根据权利要求7所述的用于竖井支护的悬吊拼装方法，其特征在于，所述的悬吊拼装方法具体包括：

首先，借助临时简易托架平台进行最上端两至三层圆形钢支撑的架设和扩径变形施工，保证其与竖井井壁密贴并用系统锚杆（5）锚固，再设置悬吊机构（4）使各层圆形钢支撑相互连接成一体，并进行喷射混凝土复喷施工；

其次，通过已与竖井（1）井壁连接牢固的上层圆形钢支撑作为下层待安装单元的施工悬吊平台，进行下层弧形工字钢（2）悬吊和错缝拼装；

并且通过呈梅花形交错布置的悬吊机构（4）可实现上、下层圆形钢支撑的悬吊和错缝拼装效果。

9.根据权利要求8所述的用于竖井支护的悬吊拼装方法，其特征在于，所述的扩径变形施工方式具体包括：

首先，将同一环的多段弧形工字钢（2）吊装进入竖井（1）内部，并通过悬吊机构（4）与已安装牢固的上层圆形钢支撑进行悬吊连接；其后相邻节段的工字钢通过可调距接头构造（3）相互连接拼装成一个与井身内轮廓适配的圆形钢支撑，且圆形钢支撑处于合拢状态，使其与井壁之间留有便于操作的安装空间；

其后，将可调距接头构造（3）调整为扩展状态，实现圆形钢支撑与竖井（1）井壁的密贴且处于相互挤压受力效果；

最后，采用楔形型钢垫块（3.6）进行可调距结构构造（3）的扩展加固。

10.根据权利要求9所述的用于竖井支护的悬吊拼装方法，其特征在于，所述可调距接头构造（3）的具体方法包括：

首先，合拢状态：将卡套（3.4）通过螺杆连接钢筋（3.5）与高强度螺杆（3.3）固定连接后，正向旋转高强度螺杆（3.3），将限位型钢支座（3.1）与带螺帽型钢支座（3.2）的间距不断拉近，直至限位型钢支座（3.1）、卡套（3.4）及带螺帽型钢支座（3.2）彼此密贴；

其后，扩展状态：通过反向旋转高强度螺杆（3.3），将限位型钢支座（3.1）与带螺帽型钢支座（3.2）的间距不断拉远，直至圆形钢支撑与竖井（1）井壁密贴甚至向外挤压井壁形成挤压受力；

最后，扩展加固：将楔形型钢垫块（3.6）塞入限位型钢支座（3.1）与带螺帽型钢支座（3.2）相对的楔形卡槽中，敲击楔形型钢垫块（3.6）直至其卡死在楔形卡槽内部。

Images