[发明专利]一种浅埋偏压大断面公路隧道施工的支护装置及其施工方法

说明书

本发明公开了一种浅埋偏压大断面公路隧道施工的支护装置，包括伸缩钢架，伸缩钢架的上侧和下侧均铰接有支护板，支护板沿其长度方向间隔可拆卸设置有多个锚杆，伸缩钢架上设置有倾斜的定位板，伸缩钢架的内部沿高度方向间隔水平设置有多个伸缩机构，伸缩机构的一端与伸缩钢架内部的左侧垂直连接，另一端贯穿定位板，伸缩机构的活动端铰接有气囊单元机构。本发明还公开了与上述支护装置相配合的施工方法，通过支护装置与施工方法相配合，能够在满足公路隧道施工建设过程基本稳定性要求前提下充分减少临时支护混凝土消耗，进而减少支护施作时间的特点，相比于传统CD/CRD工法，其应用于浅埋偏压大断面隧道施工具有工期快、造价低的显著优势。

技术领域

本发明属于公路隧道工程施工技术与施工工艺机械领域，具体涉及一种浅埋偏压大断面公路隧道施工的支护装置及其施工方法。

背景技术

偏压大断面隧道施工出于围岩收敛以及地层沉降要求等工程问题对临时支护的及时性提出了相当高的要求，目前工程上主要采用分部开挖为基准策略的，以CD法与CRD法为典型代表的侧壁导坑法进行具体施工，而这两种方法均需要及时且大规模地施作临时支护，而过多地临时支护会造成以喷射混凝土为首的材料的大规模浪费，因此，从经济性以及资源可循环利用角度出发有必要提出一种能有效节省原先临时支护所需要的喷射混凝土的支护方案与配套工法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种浅埋偏压大断面公路隧道施工的支护装置及其施工方法。

本发明第一个目的是提供一种浅埋偏压大断面公路隧道施工的支护装置，包括伸缩钢架，伸缩钢架的上侧和下侧均铰接有支护板，支护板沿其长度方向间隔可拆卸设置有多个锚杆，伸缩钢架上设置有倾斜的定位板，伸缩钢架的内部沿高度方向间隔水平设置有多个伸缩机构，每个伸缩机构的一端与伸缩钢架内部的左侧垂直连接，另一端贯穿定位板，并延伸至定位板的外侧，伸缩机构的活动端铰接有气囊单元机构。

优选的，所述伸缩钢架包含钢架本体、多个第一伸缩支撑件和多个第二伸缩支撑件，所述钢架本体包含第一支撑件和垂直设置于第一支撑件顶部的第二支撑件，多个第一伸缩支撑件沿所述第二支撑件的宽度方向间隔设置于第二支撑件的外侧，多个第二伸缩支撑件沿第一支撑件的长度方向间隔设置于第一支撑件的底部，每个伸缩机构的一端均与第二支撑件的内侧面固定连接。

优选的，所述定位板为镂空板，定位板的顶部与第二支撑件内侧面的顶部固定连接，底部与第一支撑件上表面上远离第二支撑件的一端连接。

优选的，两个所述支护板分别铰接于第二支撑件的顶端和第一支撑件上远离第二支撑件的一端。

优选的，最高层的气囊单元机构内侧面的顶部和底部分别与定位板外侧面的顶部和最高层的伸缩机构的活动端铰接，其余每个气囊单元机构内侧面的顶部和底部分别沿高度方向依次与对应的两个伸缩机构的活动端铰接。

优选的，每个所述气囊单元机构包含气囊、充放气阀和承力板，所述充放气阀设置于气囊上，承力板通过多个连接件与气囊的外侧面固定连接，承力板上与连接件相对的侧面的顶部与伸缩机构的活动端或定位板外侧面的顶部铰接，底部与下方的伸缩机构的活动端铰接。

优选的，所述气囊上与连接件相对的外侧面上通过卡扣连接有泡沫挂板，所述第一伸缩支撑件和第二伸缩支撑件的活动端均设置有脚垫，伸缩机构、第一伸缩支撑件和第二伸缩支撑件均为液压伸缩杆。

本发明的第二个目的是提供一种浅埋偏压大断面公路隧道施工的施工方法，包括以下步骤：

S1、小导洞开挖，开挖距离为5～15m：

S2、对靠山远离扩挖侧的一侧进行开挖：

S3、对步骤S2开挖的靠山远离扩挖侧的部分采取锚喷作业进行永久性支护；

S4、对扩挖侧部分锚杆需要的打入点与方向进行标记；