[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

说明书

本发明公开了一种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。支护系统包括外表面与初期支护内侧密贴的支护板总成、设置在支护板总成内侧以提供主动支撑力的液压千斤顶、提供液压动力的高压液泵站、千斤顶下方设置承受液压反力的反力拱、支撑反力拱的托架总成、设置在托架总成下方的门架总成、连接在门架总成底部的滚轮以及上部与滚轮接触下部与枕木连接的台车走行轨道。支护过程包括位移监测、设备就位、初撑阶段、增阻承载阶段、恒阻保护阶段和卸压推进。对比目前常用的临时护拱支护，本发明能大幅提高支护效率，灵活把握支护时机，有效控制初支变形，快速实现支护推进。有效缓解软弱围岩隧道中，围岩及初期支护的大变形控制问题。

技术领域

本发明涉及软弱围岩隧道大变形施工控制技术领域，具体涉及一种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。

背景技术

目前我国大规模的隧道建设中，不良地质环境下的隧道工程愈发常见，软弱围岩隧道大变形施工控制问题一直困扰着广大隧道建设者。施工过程中持续发生的围岩大变形，经常导致初期支护开裂侵限，钢拱架扭曲变形，造成大量换拱施工，严重影响隧道施工安全，拖缓施工工期。针对软岩隧道初期支护大变形的问题，目前现场常用的支护控制措施主要有以下几种：

(1)加设临时支撑或临时护拱。在大变形段逐榀采用可拆换的临时横撑和竖撑加强支护，或紧贴初期支护加设可拆卸的钢拱架，待隧道变形稳定后，逐榀拆卸临时支撑或临时护拱，再对侵限部位作换拱处理。这种临时支护方式支撑作业操作困难，且由于变形的不均匀性和挤压性，后期拆除作业极为不便，拆除后的临时护拱可重复利用率也较低。采用临时支撑或临时护拱的方法易造成大量人力物力上的浪费，影响施工工期。

(2)设置多层初期支护。针对单层初期支护承载能力不足的问题，采用双层或多层初期支护控制围岩变形，即增设第二道或第三道钢拱架，并复喷混凝土至设计厚度，待围岩变形稳定后，再施作二次衬砌。多层初期支护易侵入原二衬设计限界，这种控制方法需扩挖原隧道设计断面，对软岩围岩造成更大程度的扰动，同时工程造价也会随支护层数的翻倍而大幅度提升。

(3)提前施作二次衬砌。在初期支护变形未达到稳定时，提前施作二次衬砌，使二次衬砌提前承载，利用钢筋混凝土结构控制围岩变形。这种方法难以把握二次衬砌的施作时机，若支护时机过早，无法充分发挥围岩自身的承载能力，围岩过大的形变压力容易导致二衬开裂，影响服役性能；若支护时机过晚，围岩因不受控制而发生的松动破坏同样会使二次衬砌承受过大的松动压力，最终导致二衬破坏。

因此，目前现场常采用的初支变形控制措施多存在不实用、不经济、支护效果难以保障等问题。为防止隧道初期支护侵限及破坏，如何有效地控制隧道初期支护变形在允许变形范围之内是亟待解决的施工难题。

发明内容

针对现有大变形施工控制技术的缺陷，本发明提供一种可移动式的，支撑力可调且能够对初支变形进行实时监测的临时台架支护系统及其支护方法，能在充分发挥围岩自承能力的同时控制初期支护变形在允许变形范围之内，保证初期支护安全性。

为实现上述技术目的，本发明采取如下技术方案：

一种移动式可调反力临时台架支护系统，包括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、设置在支护板总成1内侧以支撑的液压千斤顶组2、设置在液压千斤顶组2下方以承受反力的反力拱4、设置在反力拱4内侧以支撑的托架总成5、设置在托架总成5下方的门架总成6和连接在门架总成6底部的移动装置。