[發明專利]一種隧道多向支護系統

在審

• 申請號: 202110368691.0
• 申請日: 2021-04-06
• 公開（公告）號: CN113090310A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 曹平;劉智振;鄧慧娟;劉京鑠;黃超;林奇斌;雍偉勛;趙慶雄;董濤;張子洋;肖峰;羅新飏
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: E21D21/00
• 分類號: E21D21/00
• 代理公司: 北京康達聯禾知識產權代理事務所(普通合伙) 11461
• 代理人: 郭普堂

本發明公開了一種隧道多向支護系統，包括若干環形支架、若干軸向支架，若干環向支架通過環向變形結構連接形成環向支護，若干軸向支架通過軸向?橫向變形結構連接形成軸向支護，若干環向支護平行等距排列，環向支護之間通過軸向支護連接，環向支護與軸向支護交接處設有徑向支護，徑向支護包括若干徑向錨桿、徑向變形結構，若干徑向錨桿通過徑向變形結構連接形成徑向支護，徑向支護安裝在環向支護圓弧外側。徑向變形結構包括第一徑向錨桿尾端、第二徑向錨桿首端、內部彈簧、外部彈簧，第一徑向錨桿尾端與第二徑向錨桿首端通過內部彈簧、外部彈簧連接。本系統可以在軸向、徑向、環向同步對隧道圍巖變形引起的問題進行解決，更加全面，更具安全性。

技術領域

本發明屬于隧道支護技術領域，具體地說，涉及一種隧道多向支護系統。

背景技術

近幾十年來，我國已經建成了大量的地下隧道，并且規劃即將建設更多的地下隧道。然而，在修建隧道過程中，由于不良地質構造、開挖擾動等影響，在隧道的建設以及運營期發生了諸多隧道圍巖坍塌事故，針對隧道圍巖穩定性維護問題，許多工程及研究人員實施了多種支護措施。然而，由于隧道圍巖的隱蔽性、所處地質構造和應力環境的復雜性，在目前現有的隧道支護技術實施后，仍然時不時的發生隧道圍巖坍塌事故。通過閱讀大量的文獻、最新研究進展以及現場調研，總結出目前隧道支護技術亟待解決的問題：1)極少考慮軸向-徑向同步變形支護；2)極少考慮沿隧道軸向擠壓變形支護；3) 極少考慮沿隧道橫向錯位變形支護。

有鑒于此特提出本發明。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于克服現有技術的不足，提供一種隧道多向支護系統，為解決上述技術問題，本發明采用技術方案的基本構思是：

一種隧道多向支護系統，包括若干環形支架、若干軸向支架，所述若干環向支架通過環向變形結構連接形成環向支護，所述若干軸向支架通過軸向-橫向變形結構連接形成軸向支護，所述若干環向支護平行等距排列，環向支護之間通過軸向支護連接，所述環向支護與軸向支護交接處設有徑向支護，所述徑向支護包括若干徑向錨桿、徑向變形結構，所述若干徑向錨桿通過徑向變形結構連接形成徑向支護，徑向支護安裝在環向支護圓弧外側，所述徑向變形結構包括第一徑向錨桿尾端、第二徑向錨桿首端、內部彈簧、外部彈簧，所述第二徑向錨桿首端設有橫向外凸的彈簧軸，所述外部彈簧套設在外部彈簧軸上，外部彈簧一端與第二徑向錨桿首端連接，另一端與第一徑向錨桿尾端連接，所述第一徑向錨桿尾端設有橫向凹槽，所述內部彈簧設置在凹槽內，內部彈簧一端與凹槽底部連接，另一端與彈簧軸連接，所述軸向-橫向變形結構包括第一軸向支架尾端、第二軸向支架首端、內部彈簧、外部彈簧，所述第二軸向支架首端設有橫向外凸的彈簧軸，所述外部彈簧套設在外部彈簧軸上，外部彈簧一端與第二軸向支架首端連接，另一端與第一軸向支架尾端連接，所述第一軸向支架尾端設有橫向凹槽，所述內部彈簧設置在凹槽內，內部彈簧一端與凹槽底部連接，另一端與彈簧軸連接。

進一步地，所述環向變形結構包括第一環形支架的尾端、第二環形支架的首端，內部彈簧、外部彈簧，所述第二環形支架首端設有橫向外凸的彈簧軸，所述外部彈簧套設在外部彈簧軸上，外部彈簧一端與第二環形支架首端連接，另一端與第一環形支架尾端連接，所述第一環形支架尾端設有橫向凹槽，所述內部彈簧設置在凹槽內，內部彈簧一端與凹槽底部連接，另一端與彈簧軸連接。

進一步地，所述彈簧軸端部設有彈簧壓盤，彈簧軸通過彈簧壓盤與內部彈簧連接，彈簧壓盤直徑等于或略小于凹槽內徑。

進一步地，所述軸向-橫向變形結構還包括柔性變向段，所述柔性變向段一端與彈簧軸連接，另一端與彈簧壓盤連接。

進一步地，所述凹槽口內側各設有一個卡頭，兩個卡頭之間的距離等于或略小于彈簧軸外徑。

進一步地，所述軸向-橫向變形結構的卡頭與彈簧軸的接觸面為曲面。

進一步地，所述第二徑向錨桿首端與彈簧軸的連接面上設有彈簧槽，第一徑向錨桿凹槽口端的平面上設有彈簧槽，所述外部彈簧的兩端與彈簧槽卡接。