CN209780922U - 支护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及工程施工领域，提供了一种支护装置，包括预制支撑件和顶撑调节机构，所述预制支撑件的底部可拆卸连接在后行平顶导洞的底面上，所述预制支撑件沿所述后行平顶导洞的底面向顶面延伸，所述顶撑调节机构的一端连接在所述预制支撑件的顶部，所述顶撑调节机构另一端抵接棚架，所述棚架自先行导洞向后行平顶导洞方向延伸，所述顶撑调节机构对应所述棚架的位移或压力变化而调节高度或顶推力。本实用新型提供一种支护装置，结构简单、方便拆装，能够重复使用，适用范围广。

Description

支护装置

技术领域

本实用新型涉及工程施工领域，特别是涉及一种支护装置。

背景技术

随着地下空间的建设和利用越来越广泛，在我国城市化建设进程中，对地下空间的开发利用需求愈加突出，隧道施工的工程量增加，由于隧道环境施工的特殊性，隧道施工的安全风险高、施工成本高，产生的建筑垃圾不便回收利用。

对于隧道施工的支护过程，现有的支护方式为：在隧道内浇筑钢筋混凝土立柱，或者进行临时喷锚对导洞进行支护，保证施工过程的安全，但是，现浇钢筋混凝土结构存在如下缺陷，其一，在完成支护作用后，现浇的钢筋混凝土结构直接破除，不能重复利用，增加了工程量和施工成本；其二，现浇钢筋混凝土结构在导洞内浇筑的成型时间长，存在影响支护质量和施工工期等问题。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一，包括现有的导洞内支护结构存在不能重复利用，难以实现对顶棚的位移控制，支护质量和施工工期容易受到干扰的问题。

本实用新型的目的是：提供一种支护装置，该装置结构简单、方便拆装，能够重复使用，适用范围广。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种支护装置，包括预制支撑件和顶撑调节机构，所述预制支撑件的底部可拆卸连接在后行平顶导洞的底面上，所述预制支撑件沿所述后行平顶导洞的底面向顶面延伸，所述顶撑调节机构的一端连接在所述预制支撑件的顶部，所述顶撑调节机构另一端抵接棚架，所述棚架自先行导洞向后行平顶导洞方向延伸，所述顶撑调节机构对应所述棚架的位移或压力变化而调节高度或顶推力。

优选的是，所述预制支撑件至少包括两个立柱，所述立柱沿所述后行平顶导洞的底面向顶面延伸。

在上述任意方案中优选的是，所述立柱之间设有横梁，所述预制支撑件形成为U形结构、倒U形结构、H形结构或口字形结构，所述预制支撑件为一体式结构或可拆卸结构。

在上述任意方案中优选的是，所述横梁平行于所述棚架并连接于所述立柱的顶部，所述立柱或所述横梁上连接所述顶撑调节机构。

在上述任意方案中优选的是，所述预制支撑件包括若干个可拆卸连接的支杆。

在上述任意方案中优选的是，相邻所述预制支撑件之间连接有加强连杆。

在上述任意方案中优选的是，所述顶撑调节机构包括千斤顶、气缸或液压缸。

在上述任意方案中优选的是，所述棚架上连接有侧向挡块，所述侧向挡块沿所述棚架向下延伸，所述侧向挡块至少隔挡所述预制支撑件的一个临空侧壁。

在上述任意方案中优选的是，所述预制支撑件与所述棚架之间还设有楔形支块。

在上述任意方案中优选的是，所述预制支撑件上连接有注浆管。

(三)有益效果

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

采用预制支撑件与顶撑调节机构的配合结构，替代传统的混凝土浇筑式的临时初支结构，预制支撑件和顶撑调节机构可拆卸设置在后行平顶导洞内，便于拆卸、重复利用、降低施工成本，提高经济效益；并且顶撑调节机构可以进行高度和导洞侧壁围岩承载力的调节，顶撑调节机构可以适应预制支撑件或棚架的位移、压力变化进行高度微调或顶推力调节，以保证顶撑调节机构稳定支撑棚架，随时施加顶撑力，提高施工安全性。

附图说明

图1为本实用新型支护装置的一优选实施例的结构示意图；

图2为本实用新型支护装置的图1所示优选实施例的立体状态结构示意图；

图3为本实用新型支护装置的另一优选实施例的结构示意图；

图4为本实用新型支护装置的第三种优选实施例的结构示意图；

图5为本实用新型支护装置的支杆的一种实施例的结构示意图；

图中，1、棚架；2、顶撑调节机构；3、预制支撑件；4、注浆管；5、先行导洞；6、加强连杆；7、支杆；8、连接板；9、侧向挡块；10、横梁；11、立柱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

现有的临时初支采用浇筑式支护结构，临时初支与导洞形成为一体式结构，存在不能重复利用、施工成本高、施工周期长等问题，为了解决上述问题，提供一种方便拆装、可周转使用的支护装置。

结合图1-5所示，本实用新型提供一种支护装置的优选实施例，包括预制支撑件3和顶撑调节机构2，预制支撑件3与顶撑调节机构2配合对后行平顶导洞的高度方向起到支撑作用，顶撑调节机构2置于预制支撑件3上方，顶撑调节机构2的高度和顶推力范围可调节，顶撑调节机构2用于调节装置的支撑高度或顶推力大小，以适应结构变形，保证支撑稳定性。

预制支撑件3的底部可拆卸连接在后行平顶导洞的底面上，方便预制支撑件3进行安装和拆卸，预制支撑件3沿后行平顶导洞的底面向顶面延伸，对后行平顶导洞的高度方向进行支撑。顶撑调节机构2的一端连接在预制支撑件3的顶部，顶撑调节机构2另一端抵接棚架1，顶撑调节机构2可以适应棚架1、后行平顶导洞顶面的变形而进行高度调节或顶推力调节，有效顶撑后行平顶导洞的顶面，防止后行平顶导洞发生坍塌，保证施工过程的安全性。

预制支撑件3与顶撑调节机构2的组合结构在后行平顶导洞的延伸方向间隔分布有若干个，对后行平顶导洞的长度方向进行全面支护。

棚架1自先行导洞5向后行平顶导洞延伸，在先行导洞5施工完成后，从先行导洞5的侧壁打入棚架1，用于提高围岩整体抗变形能力，减小地层位移；其中，棚架1从先行导洞5向后行平顶导洞的方向打入，以便后续对后行平顶导洞进行开挖，后行平顶导洞开挖过程中，将预制支撑件3与顶撑调节机构2支护在后行平顶导洞内，预制支撑件3与顶撑调节机构2的组合结构在后行平顶导洞内分段架设，后行平顶导洞的挖掘施工与支护装置的架设同步进行，保证施工安全性。

本实施例，采用预制支撑件3与顶撑调节机构2配合形成的组合式结构对开挖的后行平顶导洞进行支护，预制支撑件3与后行平顶导洞的底面、预制支撑件3与顶撑调节机构2、顶撑调节机构2与棚架1均采用可拆卸的连接方式，便于对预制支撑件3进行拆卸；同时，顶撑调节机构2的高度可调节，顶撑调节机构2可适应棚架1与后行平顶导洞顶面的变形进行调节，防止棚架1或后行平顶导洞的顶面悬空，进而保证安全性，防止开挖过程中出现塌方。

其中，预制支撑件3与后行平顶导洞的底面连接方式可以为地脚螺栓连接。预制支撑件3可以为钢结构件或钢结构与混凝土加工而成的预制件，根据施工过程的承载能力、施工需求等选择不同材质、不同截面尺寸和几何形状的预制支撑件3。

结合图1-4所示，预制支撑件3至少包括两个立柱11，立柱11沿后行平顶导洞的底面向顶面方向延伸，两个立柱11均贴合后行平顶导洞的侧壁，至少两个立柱11并列支撑棚架1，其中，至少两个立柱11上连接有顶撑调节机构2，稳定支撑棚架1。

其中，两个立柱11可以分别贴合后行平顶导洞的两侧侧壁；或者两侧立柱11贴合在后行平顶导洞的同一侧壁，后行平顶导洞的两侧壁分别贴合设置有预制支撑件3。

立柱11紧贴后行平顶导洞的洞壁，对于已塌方洞壁采用抹面、挂钢筋网、铺贴钢板或采用注浆加固等措施进行修复。

另外，预制支撑件3与棚架1之间还可以设有楔形支块，楔形支块起到加强支撑的作用，楔形支块抵接预制支撑件3的顶面和棚架1的底面，楔形支块的位置可以随着顶撑调节机构2的高度变化进行调节，楔形支块与顶撑调节机构2配合对棚架1进行支撑，保证施工过程的安全性。楔形支块的位置可以人工调节。

进一步的，立柱11之间设有横梁10，预制支撑件3形成为U形结构、倒U形结构、H形结构或口字形结构等多种结构，立柱11之间的横梁10数量根据实际需要设置，保证预制支撑件3的承载能力。

后行平顶导洞内至少布设U形结构、倒U形结构、H形结构、口字形结构以及至少两根立柱形成的结构等多种结构形式的预制支撑件3中的一种，还可以布设两种或两种以上的预制支撑件3的组合结构。

为防止后行平顶导洞的侧墙土压力过大，导致预制支撑件3的竖向支撑产生过大水平位移，可在预制支撑件3的顶部、中部、底部等多位置按等间距设置多根横梁10，加强支撑。

预制支撑件3可为一体式结构，亦可为预制拼装式结构，根据后行平顶导洞的开挖轮廓预制相适配的预制支撑件3，使预制支撑件3的受力均衡，减少薄弱受力点。

预制支撑件3为可拆卸结构，方便运输和二次利用。

具体的，预制支撑件3包括若干个可拆卸连接的支杆7，立柱11和/或横梁10由支杆7拼接形成，方便拆装，还能适应不同高度、宽度的后行平顶导洞的支护。相邻支杆7之间的连接可以为现有的连接方式。

如图5所示，支杆7的两端设有连接板8，连接板8上开设有连接孔，相邻支杆7的连接板8对接并通过螺栓固定连接。连接板8与支杆7可以通过螺栓连接或焊接固定。

优选的，如图1、2、4所示，立柱11的顶部连接有平行于棚架1的横梁10，即预制支撑件3形成为倒U形结构、口字形结构等结构形式，横梁10上连接有若干个顶撑调节机构2，横梁10上并列设置多个顶撑调节机构2，提高顶撑强度，减小棚架1的变形。

更进一步的，为防止预制支撑件3沿后行平顶导洞方向产生位移或倾倒，可在相邻预制支撑件3之间设置加强连杆6或在后行平顶导洞的棚架1底部设置侧向挡块9。

相邻预制支撑件3之间连接有加强连杆6，加强连杆6至少连接两个预制支撑件3，加强连杆6固定连接或可拆卸连接在相邻的立柱11或横梁10上，加强连杆6起到横向加强和限位的作用，防止预制支撑件3倾斜而影响支护效果。

其中，加强连杆6也可以选用图5所示的支杆7结构，方便拆装。

棚架1上连接有侧向挡块9，侧向挡块9沿棚架1向下延伸，侧向挡块9至少隔挡预制支撑件3的一个临空侧壁，侧向挡块9对立柱11的临空侧壁进行限位隔挡，侧向挡块9阻止立柱11倾斜变形，保证立柱11的支撑稳定性。如图1所示，侧向挡块9可以选用直角梯形块，直角梯形块的直角侧壁对立柱11进行限位隔挡。

优选的，顶撑调节机构2包括千斤顶、气缸或液压缸，千斤顶、气缸或液压缸可以伸缩调节，以便调节支撑高度，并且还能调节承载压力，随时施加顶推力，严格控制棚架1的位移，以便适应施工过程中的变形情况。

更进一步的，棚架1、预制支撑件3上还设有变形或轴向力监测装置，如应变计、位移传感器等，可根据监测到的数据及时调节顶撑调节机构2，对地下工程进行信息化施工。

其中，棚架1可以为具有多根钢管形成的管棚结构，承载能力强，受力均衡，侧向挡块9通过预留连接件连接到棚架上。

预制支撑件3上连接有注浆管4，注浆管4可以绑固在预制支撑件3的立柱11或横梁10上，注浆管4的连接方式简便，方便对后行平顶导洞的侧壁围岩进行注浆施工。

为了解决现有的临时初支需要破除、不能重复利用、经济效益低的问题，提供可周转使用、加快施工速度、降低工程造价的支护装置，节省临时初支耗费费用，降低施工成本、提高施工安全性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种支护装置，其特征在于，包括预制支撑件和顶撑调节机构，所述预制支撑件的底部可拆卸连接在后行平顶导洞的底面上，所述预制支撑件沿所述后行平顶导洞的底面向顶面延伸，所述顶撑调节机构的一端连接在所述预制支撑件的顶部，所述顶撑调节机构另一端抵接棚架，所述棚架自先行导洞向后行平顶导洞方向延伸，所述顶撑调节机构对应所述棚架的位移或压力变化而调节高度或顶推力。

2.根据权利要求1所述的支护装置，其特征在于，所述预制支撑件至少包括两个立柱，所述立柱沿所述后行平顶导洞的底面向顶面延伸。

3.根据权利要求2所述的支护装置，其特征在于，所述立柱之间设有横梁，所述预制支撑件形成为U形结构、倒U形结构、H形结构或口字形结构，所述预制支撑件为一体式结构或可拆卸结构。

4.根据权利要求3所述的支护装置，其特征在于，所述横梁平行于所述棚架并连接于所述立柱的顶部，所述立柱和/或所述横梁上连接所述顶撑调节机构。

5.根据权利要求1所述的支护装置，其特征在于，所述预制支撑件包括若干个可拆卸连接的支杆。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的支护装置，其特征在于，相邻所述预制支撑件之间连接有加强连杆。

7.根据权利要求1-5任意一项所述的支护装置，其特征在于，所述顶撑调节机构包括千斤顶、气缸或液压缸。

8.根据权利要求1-5任意一项所述的支护装置，其特征在于，所述棚架上连接有侧向挡块，所述侧向挡块沿所述棚架向下延伸，所述侧向挡块至少隔挡所述预制支撑件的一个临空侧壁。

9.根据权利要求1-5任意一项所述的支护装置，其特征在于，所述预制支撑件与所述棚架之间还设有楔形支块。

10.根据权利要求1所述的支护装置，其特征在于，所述预制支撑件上连接有注浆管。