CN116517596B - 一种隧道支护结构及支护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种隧道支护结构及支护方法，属于隧道施工的隧道支护结构领域，所要解决的技术问题是而现有的施工过程中需要将多段的拱钢依次进行拼接，在施工上效率低，而且隧道的岩面混凝土没有凝固之前，容易出现混凝土脱落问题，采用的方案为：隧道支护结构包括主支架、支撑腿、侧支撑桥、锚杆、曲形钢片、承重支架、内杆、活动支架和顶支撑桥，主支架顶部固定连接有承重支架；本发明提供的隧道支护结构及支护方法，通过一步步的铺设曲形钢片，对混凝土层进行支撑防护，减少施工步骤，提高施工效率，可以通过曲形钢片与岩面形成夹层再喷射浇灌混凝土，避免混凝土脱落，让混凝土的铺设厚度更均匀。
Description
技术领域
本发明涉及隧道施工领域，尤其涉及一种隧道支护结构及支护方法。
背景技术
在隧道施工的过程中，隧道支护施工是其中一个重要的组成环节，是确保隧道施工安全的有力保障，用来支撑围岩、阻止围岩变形，而现有的隧道支护施工过程中，是锚杆加喷射混凝土、锚杆加钢筋网再加喷射混凝土、钢架加锚杆加钢筋网再加喷射混凝土的这几种施工方式，再铺设拱钢，需要将多段的拱钢依次进行拼接，在施工上效率低，而且隧道的岩面需要多次喷射混凝土，在混凝土没有凝固之前，容易出现混凝土脱落问题。
因此，有必要提供一种新的隧道支护结构及支护方法解决上述技术问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种隧道支护结构及支护方法。
本发明提供的隧道支护结构包括：主支架、支撑腿、侧支撑桥、锚杆、曲形钢片、承重支架、内杆、活动支架和顶支撑桥，主支架顶部固定连接有承重支架，主支架内部等距滑动连接有活动支架，主支架底部四角均固定连接有支撑腿，支撑腿内部滑动插接有内杆，主支架两侧等距设有侧支撑桥，承重支架顶部等距设有顶支撑桥，顶支撑桥两端分别与对应的侧支撑桥转动连接，顶支撑桥顶部设有曲形钢片，曲形钢片表面等距开设有圆孔，圆孔内部滑动插接有锚杆。
优选的，内杆内部安装有液压缸，液压缸的输出端与支撑腿的内壁固定连接，侧支撑桥内侧对称固定连接有上连接片和下连接片，活动支架两侧转动连接有液压杆，液压杆一端与对应的上连接片转动连接。
优选的，内杆底部固定连接有底壳，底壳内部转动连接有第一轨道轮、第二轨道轮和转轴，第二轨道轮一侧固定连接从动齿轮，转轴外侧固定连接有主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮啮合连接，主支架下方对称设有导向轨道，第一轨道轮和第二轨道轮滑动连接在对应的导向轨道外侧，底壳一侧安装有蜗轮蜗杆减速电机，蜗轮蜗杆减速电机的输出端与转轴对应的一端固定连接。
优选的，侧支撑桥底部内壁对称固定连接有L形片，L形片与曲形钢片固定连接。
优选的，主支架底部两侧的支撑腿之间均固定连接有加强杆。
优选的，活动支架下方两侧设有第一套筒，第一套筒两端均螺纹连接有第一螺杆，第一套筒两端的第一螺杆一端分别与对应的活动支架和下连接片转动连接。
优选的，侧支撑桥和顶支撑桥内部均等距固定连接有V形片。
优选的，锚杆一端固定连接有涨壳锚头，锚杆外侧套有垫板和止浆塞，锚杆外侧螺纹连接有螺母。
优选的，顶支撑桥底部两端与对应的侧支撑桥之间均对称设有第二套筒，第二套筒两端均螺纹连接有第二螺杆，第二套筒两端的第二螺杆一端分别与对应的侧支撑桥和顶支撑桥转动连接。
一种隧道支护结构的支护方法，具体步骤如下：
1）、在隧道开挖完成后，立即在隧道的内壁初次喷射混凝土封闭岩面；
2）、将主支架沿着导向轨道移动到封闭岩面的区域，依照岩面的弧度调整好侧支撑桥和顶支撑桥之间的角度；
3）、在侧支撑桥和顶支撑桥外侧固定上曲形钢片，让弯曲的曲形钢片与隧道岩面留有一定的间距；
4）、通过曲形钢片上的圆孔打设锚杆，然后在曲形钢片与岩面之间挂设钢筋网，再次喷射混凝土填满曲形钢片与岩面之间的缝隙；
5）、混凝土完全凝固后，拆卸下曲形钢片，让主支架移动到下一个施工位置，进行再次施工，以此往复。
与相关技术相比较，本发明提供的隧道支护结构及支护方法具有如下有益效果：
本发明提供一种隧道支护结构及支护方法，在施工时，可以通过行进的主支架一步步的在侧支撑桥和顶支撑桥上铺设曲形钢片，对混凝土层进行进行支撑防护，减少施工步骤，提高施工效率，方便侧支撑桥和顶支撑桥的角度调整来调节曲形钢片的弯曲弧度，让混凝土的铺设厚度更均匀，可以通过曲形钢片与岩面形成夹层再喷射浇灌混凝土，避免混凝土脱落。
附图说明
图1为本发明提供的隧道支护结构的结构示意图；
图2为图1所示的主支架的结构示意图；
图3为图1所示的支撑腿的结构剖视图；
图4为图1所示的支撑腿的结构示意图；
图5为图2所示的活动支架的结构示意图；
图6为图1所示的顶支撑桥的结构示意图；
图7为图6所示的侧支撑桥的结构示意图；
图8为图1所示的曲形钢片的结构示意图；
图9为图1所示的锚杆的结构示意图；
图10为本发明提供的隧道支护结构的支护方法使用方法流程示意图。
图中标号：1、主支架；2、导向轨道；3、支撑腿；4、加强杆；5、侧支撑桥；6、锚杆；7、曲形钢片；8、垫板；9、承重支架；10、第一套筒；11、内杆；12、底壳；13、第一轨道轮；14、活动支架；15、液压缸；16、第二轨道轮；17、转轴；18、主动齿轮；19、蜗轮蜗杆减速电机；20、从动齿轮；21、液压杆；22、螺母；23、第一螺杆；24、顶支撑桥；25、第二套筒；26、第二螺杆；27、V形片；28、L形片；29、上连接片；30、下连接片；31、圆孔；32、涨壳锚头；33、止浆塞。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
请参阅图1至图9，一种隧道支护结构，隧道支护结构包括：主支架1、支撑腿3、侧支撑桥5、锚杆6、曲形钢片7、承重支架9、内杆11、活动支架14和顶支撑桥24，主支架1顶部固定连接有承重支架9，主支架1内部等距滑动连接有活动支架14，主支架1底部四角均固定连接有支撑腿3，支撑腿3内部滑动插接有内杆11，主支架1两侧等距设有侧支撑桥5，承重支架9顶部等距设有顶支撑桥24，顶支撑桥24两端分别与对应的侧支撑桥5转动连接，顶支撑桥24顶部设有曲形钢片7，曲形钢片7表面等距开设有圆孔31，圆孔31内部滑动插接有锚杆6；
需要说明的是：将主支架1沿着导向轨道2移动到封闭岩面的区域，依照岩面的弧度调整好侧支撑桥5和顶支撑桥24之间的角度，侧支撑桥5和顶支撑桥24外侧固定上曲形钢片7，让弯曲的曲形钢片7与隧道岩面留有一定的间距，通过曲形钢片7上的圆孔31打设锚杆6，然后在曲形钢片7与岩面之间挂设钢筋网，再次喷射混凝土填满曲形钢片7与岩面之间的缝隙，混凝土完全凝固后，拆卸下曲形钢片7，让主支架1移动到下一个施工位置，进行再次施工，以此往复；
请参阅图3和图4，内杆11内部安装有液压缸15，液压缸15的输出端与支撑腿3的内壁固定连接，侧支撑桥5内侧对称固定连接有上连接片29和下连接片30，活动支架14两侧转动连接有液压杆21，液压杆21一端与对应的上连接片29转动连接；
需要说明的是：支撑腿3与内杆11之间设有液压缸15，方便通过液压杆21来调整支撑腿3和内杆11之间的整体长度，从而对主支架1进行升降，以便更好的进行支撑；
请参阅图1至图4，内杆11底部固定连接有底壳12，底壳12内部转动连接有第一轨道轮13、第二轨道轮16和转轴17，第二轨道轮16一侧固定连接从动齿轮20，转轴17外侧固定连接有主动齿轮18，主动齿轮18与从动齿轮20啮合连接，主支架1下方对称设有导向轨道2，第一轨道轮13和第二轨道轮16滑动连接在对应的导向轨道2外侧，底壳12一侧安装有蜗轮蜗杆减速电机19，蜗轮蜗杆减速电机19的输出端与转轴17对应的一端固定连接；
需要说明的是：在主支架1需要移动时，蜗轮蜗杆减速电机19带动转轴17，转轴17通过外侧的主动齿轮18带动从动齿轮20转动，从而带动第二轨道轮16在导向轨道2上转动，让主支架1沿着导向轨道2的方向行进；
请参阅图6和图7，侧支撑桥5底部内壁对称固定连接有L形片28，L形片28与曲形钢片7固定连接；
需要说明的是：L形片28方便了曲形钢片7的安装固定；
请参阅图1和图2，主支架1底部两侧的支撑腿3之间均固定连接有加强杆4；
需要说明的是：加强杆4可以增强主支架1两侧的稳定性；
请参阅图1和图5，活动支架14下方两侧设有第一套筒10，第一套筒10两端均螺纹连接有第一螺杆23，第一套筒10两端的第一螺杆23一端分别与对应的活动支架14和下连接片30转动连接；
需要说明的是：通过转动第一套筒10，可以调节第一套筒10与第一螺杆23之间的整体长度，从而对侧支撑桥5与岩面之间的间距进行调节；
请参阅图6和图7，侧支撑桥5和顶支撑桥24内部均等距固定连接有V形片27；
需要说明的是：V形片27一方面可以增强侧支撑桥5和顶支撑桥24稳固形，让侧支撑桥5和顶支撑桥24不易发生变形，另一方面可以在铺设曲形钢片7时对曲形钢片7进行支撑，让曲形钢片7可以保持一定的弧度弯曲；
请参阅图1和图9，锚杆6一端固定连接有涨壳锚头32，锚杆6外侧套有垫板8和止浆塞33，锚杆6外侧螺纹连接有螺母22；
需要说明的是：用注浆泵将配制合格的砂浆压入岩面上预留钻出的孔洞内，后将将锚杆6顺着圆孔31插入岩面上钻出的孔洞内，通过止浆塞33堵住孔洞，待到砂浆强度达到设计要求后安装垫板8和螺母22；
请参阅图1和图6，顶支撑桥24底部两端与对应的侧支撑桥5之间均对称设有第二套筒25，第二套筒25两端均螺纹连接有第二螺杆26，第二套筒25两端的第二螺杆26一端分别与对应的侧支撑桥5和顶支撑桥24转动连接；
需要说明的是：可以通过转动第二套筒25来调节第二套筒25和第二螺杆26之间的整体长度，从而对顶支撑桥24和侧支撑桥5之间的夹角进行调节。
请参阅图1至图10，一种隧道支护结构的支护方法，具体步骤如下：
1）、在隧道开挖完成后，立即在隧道的内壁初次喷射混凝土封闭岩面；
2）、将主支架1沿着导向轨道2移动到封闭岩面的区域，依照岩面的弧度调整好侧支撑桥5和顶支撑桥24之间的角度；
3）、在侧支撑桥5和顶支撑桥24外侧固定上曲形钢片7，让弯曲的曲形钢片7与隧道岩面留有一定的间距；
4）、通过曲形钢片7上的圆孔31打设锚杆6，然后在曲形钢片7与岩面之间挂设钢筋网，再次喷射混凝土填满曲形钢片7与岩面之间的缝隙；
5）、混凝土完全凝固后，拆卸下曲形钢片7，让主支架1移动到下一个施工位置，进行再次施工，以此往复。
本发明提供的隧道支护结构及支护方法的工作原理如下：在隧道开挖完成后，立即在隧道的内壁初次喷射混凝土封闭岩面，再通过蜗轮蜗杆减速电机19带动转轴17，转轴17通过外侧的主动齿轮18带动从动齿轮20转动，从而带动第二轨道轮16在导向轨道2上转动，让主支架1沿着导向轨道2的方向行进，将主支架1沿着导向轨道2移动到封闭岩面的区域，通过转动第一套筒10，可以调节第一套筒10与第一螺杆23之间的整体长度，对侧支撑桥5与岩面之间的间距进行调节，再转动第二套筒25来调节第二套筒25和第二螺杆26之间的整体长度，对顶支撑桥24和侧支撑桥5之间的夹角进行调节，依照岩面的弧度调整好侧支撑桥5和顶支撑桥24之间的角度，侧支撑桥5和顶支撑桥24外侧固定上曲形钢片7，让弯曲的曲形钢片7与隧道岩面留有一定的间距，用注浆泵将配制合格的砂浆压入岩面上预留钻出的孔洞内，后将将锚杆6顺着圆孔31插入岩面上钻出的孔洞内，通过止浆塞33堵住孔洞，待到砂浆强度达到设计要求后安装垫板8和螺母22，然后在曲形钢片7与岩面之间挂设钢筋网，再次喷射混凝土填满曲形钢片7与岩面之间的缝隙，混凝土完全凝固后，拆卸下曲形钢片7，让主支架1移动到下一个施工位置，进行再次施工，以此往复。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (2)
1.一种隧道支护结构，其特征在于，包括：主支架（1）、支撑腿（3）、侧支撑桥（5）、锚杆（6）、曲形钢片（7）、承重支架（9）、内杆（11）、活动支架（14）和顶支撑桥（24），所述主支架（1）顶部固定连接有承重支架（9），所述主支架（1）内部等距滑动连接有活动支架（14），所述主支架（1）底部四角均固定连接有支撑腿（3），所述支撑腿（3）内部滑动插接有内杆（11），所述主支架（1）两侧等距设有侧支撑桥（5），所述承重支架（9）顶部等距设有顶支撑桥（24），所述顶支撑桥（24）两端分别与对应的侧支撑桥（5）转动连接，所述顶支撑桥（24）顶部设有曲形钢片（7），所述曲形钢片（7）表面等距开设有圆孔（31），所述圆孔（31）内部滑动插接有锚杆（6）；
所述内杆（11）底部固定连接有底壳（12），所述底壳（12）内部转动连接有第一轨道轮（13）、第二轨道轮（16）和转轴（17），所述第二轨道轮（16）一侧固定连接从动齿轮（20），所述转轴（17）外侧固定连接有主动齿轮（18），所述主动齿轮（18）与从动齿轮（20）啮合连接，所述主支架（1）下方对称设有导向轨道（2），所述第一轨道轮（13）和第二轨道轮（16）滑动连接在对应的导向轨道（2）外侧，所述底壳（12）一侧安装有蜗轮蜗杆减速电机（19），所述蜗轮蜗杆减速电机（19）的输出端与转轴（17）对应的一端固定连接；
所述内杆（11）内部安装有液压缸（15），所述液压缸（15）的输出端与支撑腿（3）的内壁固定连接，所述侧支撑桥（5）内侧对称固定连接有上连接片（29）和下连接片（30），所述活动支架（14）两侧转动连接有液压杆（21），所述液压杆（21）一端与对应的上连接片（29）转动连接；
所述侧支撑桥（5）底部内壁对称固定连接有L形片（28），所述L形片（28）与曲形钢片（7）固定连接；
所述主支架（1）底部两侧的支撑腿（3）之间均固定连接有加强杆（4）；
所述活动支架（14）下方两侧设有第一套筒（10），所述第一套筒（10）两端均螺纹连接有第一螺杆（23），所述第一套筒（10）两端的第一螺杆（23）一端分别与对应的活动支架（14）和下连接片（30）转动连接；
所述侧支撑桥（5）和顶支撑桥（24）内部均等距固定连接有V形片（27）；
所述锚杆（6）一端固定连接有涨壳锚头（32），所述锚杆（6）外侧套有垫板（8）和止浆塞（33），所述锚杆（6）外侧螺纹连接有螺母（22）；
所述顶支撑桥（24）底部两端与对应的侧支撑桥（5）之间均对称设有第二套筒（25），所述第二套筒（25）两端均螺纹连接有第二螺杆（26），所述第二套筒（25）两端的第二螺杆（26）一端分别与对应的侧支撑桥（5）和顶支撑桥（24）转动连接。
2.基于权利要求1所述的隧道支护结构的支护方法，其特征在于，具体步骤如下：
1）、在隧道开挖完成后，立即在隧道的内壁初次喷射混凝土封闭岩面；
2）、将主支架（1）沿着导向轨道（2）移动到封闭岩面的区域，依照岩面的弧度调整好侧支撑桥（5）和顶支撑桥（24）之间的角度；
3）、在侧支撑桥（5）和顶支撑桥（24）外侧固定上曲形钢片（7），让弯曲的曲形钢片（7）与隧道岩面留有一定的间距；
4）、通过曲形钢片（7）上的圆孔（31）打设锚杆（6），然后在曲形钢片（7）与岩面之间挂设钢筋网，再次喷射混凝土填满曲形钢片（7）与岩面之间的缝隙；
5）、混凝土完全凝固后，拆卸下曲形钢片（7），让主支架（1）移动到下一个施工位置，进行再次施工，以此往复。
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