[發明專利]用于隧道的移動式可調反力臨時臺架支護系統及支護方法

有效

• 申請號: 202110273598.1
• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN113006829B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 施成華;鄭可躍;雷明鋒;王祖賢;彭鑄;孫曉賀;楊偉超;黃娟;賈朝軍;龔琛杰
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: E21D11/18
• 分類號: E21D11/18;E21D19/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 歐陽迪奇

本發明公開了一種用于隧道的移動式可調反力臨時臺架支護系統及支護方法。支護系統包括外表面與初期支護內側密貼的支護板總成、設置在支護板總成內側以提供主動支撐力的液壓千斤頂、提供液壓動力的高壓液泵站、千斤頂下方設置承受液壓反力的反力拱、支撐反力拱的托架總成、設置在托架總成下方的門架總成、連接在門架總成底部的滾輪以及上部與滾輪接觸下部與枕木連接的臺車走行軌道。支護過程包括位移監測、設備就位、初撐階段、增阻承載階段、恒阻保護階段和卸壓推進。對比目前常用的臨時護拱支護，本發明能大幅提高支護效率，靈活把握支護時機，有效控制初支變形，快速實現支護推進。有效緩解軟弱圍巖隧道中，圍巖及初期支護的大變形控制問題。

技術領域

本發明涉及軟弱圍巖隧道大變形施工控制技術領域，具體涉及一種用于隧道的移動式可調反力臨時臺架支護系統及支護方法。

背景技術

目前我國大規模的隧道建設中，不良地質環境下的隧道工程愈發常見，軟弱圍巖隧道大變形施工控制問題一直困擾著廣大隧道建設者。施工過程中持續發生的圍巖大變形，經常導致初期支護開裂侵限，鋼拱架扭曲變形，造成大量換拱施工，嚴重影響隧道施工安全，拖緩施工工期。針對軟巖隧道初期支護大變形的問題，目前現場常用的支護控制措施主要有以下幾種：

(1)加設臨時支撐或臨時護拱。在大變形段逐榀采用可拆換的臨時橫撐和豎撐加強支護，或緊貼初期支護加設可拆卸的鋼拱架，待隧道變形穩定后，逐榀拆卸臨時支撐或臨時護拱，再對侵限部位作換拱處理。這種臨時支護方式支撐作業操作困難，且由于變形的不均勻性和擠壓性，后期拆除作業極為不便，拆除后的臨時護拱可重復利用率也較低。采用臨時支撐或臨時護拱的方法易造成大量人力物力上的浪費，影響施工工期。

(2)設置多層初期支護。針對單層初期支護承載能力不足的問題，采用雙層或多層初期支護控制圍巖變形，即增設第二道或第三道鋼拱架，并復噴混凝土至設計厚度，待圍巖變形穩定后，再施作二次襯砌。多層初期支護易侵入原二襯設計限界，這種控制方法需擴挖原隧道設計斷面，對軟巖圍巖造成更大程度的擾動，同時工程造價也會隨支護層數的翻倍而大幅度提升。

(3)提前施作二次襯砌。在初期支護變形未達到穩定時，提前施作二次襯砌，使二次襯砌提前承載，利用鋼筋混凝土結構控制圍巖變形。這種方法難以把握二次襯砌的施作時機，若支護時機過早，無法充分發揮圍巖自身的承載能力，圍巖過大的形變壓力容易導致二襯開裂，影響服役性能；若支護時機過晚，圍巖因不受控制而發生的松動破壞同樣會使二次襯砌承受過大的松動壓力，最終導致二襯破壞。

因此，目前現場常采用的初支變形控制措施多存在不實用、不經濟、支護效果難以保障等問題。為防止隧道初期支護侵限及破壞，如何有效地控制隧道初期支護變形在允許變形范圍之內是亟待解決的施工難題。

發明內容

針對現有大變形施工控制技術的缺陷，本發明提供一種可移動式的，支撐力可調且能夠對初支變形進行實時監測的臨時臺架支護系統及其支護方法，能在充分發揮圍巖自承能力的同時控制初期支護變形在允許變形范圍之內，保證初期支護安全性。

為實現上述技術目的，本發明采取如下技術方案：

一種移動式可調反力臨時臺架支護系統，包括外表面與隧道的初期支護10內側形狀相匹配且密貼的支護板總成1、設置在支護板總成1內側以支撐的液壓千斤頂組2、設置在液壓千斤頂組2下方以承受反力的反力拱4、設置在反力拱4內側以支撐的托架總成5、設置在托架總成5下方的門架總成6和連接在門架總成6底部的移動裝置。