[发明专利]用于隧道的移动式可调反力临时台架支护系统及支护方法

权利要求书

1.一种移动式可调反力临时台架支护系统的支护方法，其特征在于，基于一种移动式可调反力临时台架支护系统，包括竖向油缸（65）；外表面与隧道的初期支护（10）内侧形状相匹配且密贴的支护板总成（1），其中支护板总成（1）包括形状与初期支护（10）顶部形状相适应的顶部支护板（11），铰接至顶部支护板（11）两端并分别与初期支护（10）两侧侧壁贴合的左侧支护板（12）和右侧支护板（13）；用于调整左侧支护板（12）和右侧支护板（13）相对位置的伸缩支撑杆单元（14）；设置在支护板总成（1）内侧以支撑的液压千斤顶组（2），其中液压千斤顶组（2）包括7个液压千斤顶单元，其中在顶部支护板（11）和反力拱（4）之间设有拱顶液压千斤顶单元（21），并以拱顶液压千斤顶单元（21）为对称轴分别还设有左侧拱肩液压千斤顶单元和右侧拱肩液压千斤顶单元（22）；在左侧支护板（12）和反力拱（4）之间由下到上设有左侧水平液压千斤顶单元（24）和左侧边墙液压千斤顶单元（23）；在右侧支护板（12）和反力拱（4）之间由下到上设有右侧水平液压千斤顶单元和右侧边墙液压千斤顶单元；每个液压千斤顶单元沿隧道延伸方向设有至少一个液压千斤顶，液压千斤顶包括油缸（212）和活塞杆（213），活塞杆（213）下部设置于油缸（212）中并由油缸（212）驱动来伸出或缩回；活塞杆（213）将油缸（212）分隔为上腔和下腔，所述的下腔通过管道连接高压液泵站（3），并在高压液泵站（3）将液体输送至油缸（212）下腔时使活塞杆（213）升起；下腔上设有用于限制腔内液体压力的安全阀，安全阀在腔内压力超过预设阈值时自动开启以泄压，低于阈值时自动关闭；下腔上还设有卸载阀，卸载阀开启后使腔内液体流出以使活塞杆（213）下降；包括以下步骤：

步骤一，移动系统至待支护位置，升起竖向油缸（65）使顶部支护板（11）密贴至初期支护（10）顶部内侧；然后伸出伸缩支撑杆使左侧支护板（12）和右侧支护板（13）外侧与初期支护（10）两侧侧壁密贴，并使液压千斤顶组（2）中千斤顶的活塞杆（213）端头上升至上部支座（214）下端的凹槽中；

步骤二，高压液泵站（3）向各液压千斤顶的下腔内输送液体以使活塞杆（213）升起，并在下腔的液体压力达到额定工作压力时停止；使液压千斤顶向初期支护（10）提供初始支撑力；

步骤三，在初始支撑力约束下，随着初期支护（10）继续向洞内收敛变形，活塞杆（213）向下移动，下腔内的液体受到压缩后其压力继续增大，液压千斤顶对初期支护（10）的支撑力随之增大；

步骤四，当下腔的液体压力上升至安全阀的额定压力时，安全阀自动打开使液体外溢，活塞杆（213）下降且下腔压力降低；当下腔压力下降至安全阀的额定压力以下时，安全阀关闭，液体停止外溢；反复重复以上过程让临时台架的支撑力始终维持在一个恒定数值范围内；从而根据现场围岩条件和变形监测情况主动调节，即临时支护台架所能提供的最大支护反力能够进行动态调整，确保在增阻承载阶段使围岩变形达到稳定；

步骤五，在系统进行支护时，对变形得以控制的初期支护（10）和围岩采取加固措施使变形进一步达到稳定后，则进行系统的卸压推进；先卸载左侧水平液压千斤顶单元（24）、左侧边墙液压千斤顶单元（23）、右侧水平液压千斤顶单元和右侧边墙液压千斤顶单元，通过打开液压千斤顶上的卸载阀以放出液体使活塞杆（213）下降；然后缩回伸缩支撑杆单元（14）使左侧支护板（12）和右侧支护板（13）脱离初期支护（10），然后卸载拱顶千斤顶单元（21）、左侧拱肩液压千斤顶单元和右侧拱肩液压千斤顶单元（22），再调整门架两侧的竖向油缸（65）使台架整体下降到预设位置，即完成卸压；沿轨道推进系统进入下一段支护。

2.根据权利要求1所述的一种移动式可调反力临时台架支护系统的支护方法，其特征在于，在执行步骤一前，还包括位移监测的步骤：

对已施作初期支护（10）的隧道进行监测，将变形结果绘制成变形—时间的曲线；若曲线所表示的变形速率持续增大，且在初期支护变形值接近允许变形量并有超过允许变形量的趋势时，则采用系统进行支护；若初支变形速率逐渐减小，变形量可控制在允许范围之内，则不执行系统支护，直接推进系统至下一需要进行支护的位置。