[发明专利]断裂破碎带山岭隧道钢拱架临时支撑装置

说明书

本发明提供一种断裂破碎带山岭隧道钢拱架临时支撑装置，属于隧道结构安全技术领域。本发明所述支撑装置，包括两个端部固定装置、可伸缩支撑杆、控制箱；可伸缩支撑杆的两端分别连接一个端部固定装置，可伸缩支撑杆的中部设置控制箱。可伸缩支撑杆用以调整整个支撑装置的尺寸，并控制两个端部固定装置之间的距离，使两个端部固定装置分别位于隧道横截面的左右两侧；控制箱用以微量调节可伸缩支撑杆的长度。本发明主要适用于山岭隧道断裂破碎带处的衬砌支撑装置设计；可根据钢拱架受力、变形特征变化进行微调节，使得钢拱架受力合理；端部固定装置与钢拱架连接方便，无需复杂的固定工序，方便快捷；安装、拆解方便，不影响车辆及其他机械设备进出。

技术领域

本发明属于隧道结构安全技术领域，具体涉及一种钢拱架临时支撑装置，适用于矿山法隧道施工穿越断裂破碎带时的初衬钢拱架支撑结构。

背景技术

在山岭隧道施工中，一般以新奥法为理论基础，即以维护和利用围岩的自承能力为基点，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时的进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分。但在施工过程中发现，由于围岩地质情况复杂多变，在岩体破碎区域，围岩自承能力较弱，特别是在断裂破碎带区域，围岩结构极不稳定，给隧道安全造成很大影响。

目前在山岭隧道施工中普遍采用复合衬砌结构，即在隧道洞室上台阶开挖完成后，及时进行初衬施工，架设钢拱架并喷射混凝土，提高围岩稳定性。但由于洞室内空间及施工台车的限制以及施工工序的影响，初衬不能及时封闭成环，而且二衬的施工往往滞后于初衬，施工间隔一般达到70m以上。在初衬封闭成环之前，钢拱架端部一般采用锁脚锚杆进行加固，但在断裂破碎带内围岩较为破碎，锁脚锚杆的加固作用有限，而且注浆需要一段时间才可发挥锚固作用。因此，在工程中时常会出现初衬崩塌事故，严重影响施工进度和工程安全。

目前，为限制隧道收敛变形，一般采用两端分别铰接在隧道内壁上的横向支撑梁，该梁只能限制隧道两侧的挤压变形，无法为钢拱架提供向上的支撑力。

发明内容

本发明目的在于，克服现有技术的不足，提出一种断裂破碎带山岭隧道钢拱架临时支撑装置，在初衬封闭成环之前，将洞室左右两侧的钢拱架进行横向连接，形成一个临时封闭成环支撑结构。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种断裂破碎带山岭隧道钢拱架临时支撑装置，包括两个端部固定装置、可伸缩支撑杆、控制箱；其中，可伸缩支撑杆的两端分别连接一个端部固定装置，可伸缩支撑杆的中部设置控制箱。两个端部固定装置分别固定在钢拱架的两端；可伸缩支撑杆用以通过其自身的自由伸缩来调整整个支撑装置的尺寸，并控制两个端部固定装置之间的距离，使两个端部固定装置分别位于钢拱架的左右两端；控制箱用以微量调节可伸缩支撑杆的长度。

所述端部固定装置包括前方敞口的固定端箱体、若干伸缩针、若干弹簧；其中，固定端箱体的后壁内侧上分布有若干弹簧，每个弹簧中内嵌一根伸缩针，所有的伸缩针均可以从固定端箱体的前方敞口延伸出来。

伸缩针的外端部作用于钢拱架时，在力的作用下一部分弹簧被挤压，这些弹簧上的伸缩针回缩进固定端箱体内；同时，分布于钢拱架周围未接触到钢拱架的伸缩针则保持原状；由此，钢拱架下部的伸缩针对其提供支撑力，钢拱架左右两侧的伸缩针限制其左右滑动，钢拱架被限制固定，钢拱架被嵌入到一个和自身形状一致的凹槽中。

所述可伸缩支撑杆可以随意伸缩，并可根据隧道横断面尺寸进行较大范围的调节整个支撑装置的尺寸。在优选的实施方式中，可伸缩支撑杆包括左伸缩支撑杆和右伸缩支撑杆，且左、右伸缩支撑杆均包括若干依次嵌套连接的伸缩杆。作为举例而非限定，所述伸缩杆的杆身可以设有条形开孔，并采用螺栓和与之相嵌套的伸缩杆连接。