一种循环支撑构造、永久支撑构造及隧道支护方法技术

本公开涉及一种循环支撑构造、永久支撑构造及隧道支护方法，包括液压缸，所述液压缸包括缸体和液压柱，所述缸体的内腔与液压站连通；所述液压柱的末端与支撑盘的一个侧面铰接，以使得支撑盘能够在设定角度范围内沿液压柱末端转动，所述支撑盘用于支撑拱脚；所述缸体中的油液能够在隧道中拱脚稳定后回流入液压站，以实现液压缸的卸荷与拆除。

【技术实现步骤摘要】
一种循环支撑构造、永久支撑构造及隧道支护方法
本公开属于隧道施工
，具体涉及一种循环支撑构造、永久支撑构造及隧道支护方法。
技术介绍
专利技术人了解到，矿山法是隧道施工普遍运用的一种工法，目前现有施工技术已经比较完善，但在施工过程中因施工误差的存在，会出现超挖现象，使初期支护中钢拱架的拱脚不能稳定的坐落在围岩上，导致拱脚出现脱空的现象，或围岩较破碎导致拱脚处位移较大。由于钢拱架不能起到较好的支撑作用，使围岩变形增大，导致沉降过大，对隧道的安全性产生影响。在矿山法施工中，具体采用台阶施工时，上下多层台阶依次开挖，开挖过程中的上层钢拱架的拱脚底端面需要完成临时支撑与悬空的转换，以便于配合台阶法施工。上层钢拱架中拱脚底端面的临时支撑方式需要满足稳定性与便于拆卸的要求。同时，在完成最下层台阶挖掘后，钢拱架底端面处的支撑结构需要同时满足在竖直方向高度便于调节、能够实现永久支撑的要求。而现有支撑结构的支撑效果差，结构复杂，无法完成上述要求。
技术实现思路
本公开的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种循环支撑构造、永久支撑构造及方法，能够解决钢拱架拱脚底端不便于实现支撑，现有支撑方式的支撑效果差，结构复杂的问题。为实现上述目的，本公开的第一方面提供一种循环支撑构造，包括液压缸，所述液压缸包括缸体和液压柱，所述缸体的内腔与液压站连通；所述液压柱的末端与支撑盘的一个侧面铰接，以使得支撑盘能够在设定角度范围内沿液压柱末端转动，所述支撑盘用于支撑拱脚；所述缸体中的油液能够在隧道中拱脚稳定后回流入液压站，以实现液压缸的卸荷与拆除。本公开的第二方面提供一种永久支撑构造，包括液压缸，所述液压缸包括缸体和液压柱，所述缸体的内腔与液压站连通；所述液压柱的末端与支撑盘的一个侧面铰接，以使得支撑盘能够在设定角度范围内沿液压柱末端转动，所述支撑盘用于支撑拱脚；所述缸体的侧面设置有注浆孔，所述注浆孔能够通过管路与注浆设备连通，所述注浆设备能够在缸体中油液回流入液压站后，向缸体内腔注入水泥浆，以实现缸体与液压柱的永久固定。作为第二方面的进一步改进，所述液压柱的外圆侧面的上部为粗糙面，下部为光滑面；所述缸体外表面的上部设置有限位器。本公开的第三方面提供一种台阶法施工用隧道支护方法，包括以下步骤:开挖上层台阶至设定深度，架立上部拱架，将上部拱架的拱脚通过循环支撑构造支撑；向循环支撑构造的缸体中注入液压油，上部拱架随液压柱上升设定距离，并完成上部围岩的临时支撑；在上层台阶的上方围岩变形并稳定，利用锚杆实现上部拱架处拱脚的支撑，拆除循环支撑构造；开挖下层台阶至设定深度，架立下部支撑架，上部拱架的拱脚与下部支撑架的上端固定连接，下部支撑架的拱脚通过永久支撑构造支撑；通过液压站向永久支撑构造的缸体中注入液压油，下部支撑架随液压柱上升设定距离，并完成上部拱架的支撑；在隧道上方围岩变形稳定后，用限位器固定液压柱，释放缸体内液压油并卸荷；向缸体内向注满水泥浆，待水泥浆充满后，完成上部拱架及下部支撑架的永久支撑。以上一个或多个技术方案的有益效果：采用液压缸组件与液压站的配合，能够在支撑盘与液压柱固定后，利用液压站完成液压缸组件中液压柱的升降操作，进而调节钢拱架拱脚的高度，调节钢拱架提供给上部围岩的支撑力；避免因为超挖或者底壁处围岩破碎造成的钢拱架支撑不足，隧道开挖后围岩变形过大的问题。而在钢拱架中拱脚通过锚杆等初步支护后，能够使得缸体中油液回流入液压站，便于实现可循环支撑构造的拆除。即实现了稳固支撑与便于拆卸需求的统一。采用在缸体侧面设置注浆孔的方式，能够利用注浆孔完成缸体油液排出后的注浆，利用凝固后的水泥实现液压柱与缸体的永久固定，以此实现钢拱架拱脚处的永久固定。即永久支撑构造能够实现高度调节与永久固定支撑之间的转换，不需要额外增加新的装置就能够实现拱脚处的永久支撑。采用液压柱外圆侧面的上部为粗糙面、下部为光滑面以及限位器的结构组合，能够在液压油从缸体中抽出去后，保持液压柱与缸体的相对位置不变，便于在钢拱架中拱架位置不变的情况下实现缸体的水泥注浆操作。采用循环支撑构造与永久支撑构造的组合，能够实现台阶法开挖隧道时，钢拱架中拱脚的临时支撑与永久支撑的需求，同时循环支撑构造的结构设置于永久支撑构造的结构设置相似，便于批量生产，节省生产成本。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。图1为本公开实施例中整体结构使用时的示意图；图2为本公开实施例中可循环支撑构造的结构示意图；图3为本公开实施例中永久支撑构造的结构示意图；图4为本公开实施例中永久支撑构造液压柱的结构示意图；图5为本公开实施例中支撑盘处的螺栓孔布置图；图6为本公开实施例中支撑构造与钢拱架连接处的结构示意图；图7为本公开实施例中永久支撑构造处液压柱设置环状凸起的示意图；图8为本公开实施例中限位器的结构示意图。图中：1、支撑盘；2、液压柱；201、环状凸起；3、液压底柱；4、复位阀门；5、底座；6、压力监测表；7、进油口；8、出油口；9、限位器；10、钢拱架；11、缩脚锚杆；12、加压装置；13、注浆管；14、可循环支撑构造；15、永久支撑构造。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。为了方便叙述，本公开中如果出现“上、下、左、右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。实施例1如图2、图5所示，本实施例提供一种循环支撑构造14，包括液压缸，所述液压缸包括缸体3和液压柱2，所述缸体3的内腔与液压站12连通；所述液压柱2的末端与支撑盘1的一个侧面铰接，以使得支撑盘1能够在设定角度范围内沿液压柱2末端转动，所述支撑盘1用于支撑拱脚。所述缸体3中的油液能够在隧道中拱脚稳定后回流入液压站12，以实现液压缸的卸荷与拆除。具体的，在本实施例中，缸体的侧面设置有进油口7和出油口8，进油口和出油口分别通过油管与液压站连通。在本实施例中，为了增加缸体底端与隧道底壁之间的接触面积，可以在缸体的底端设置一个横截面积较大的底座5。所述缸体3的下端设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种循环支撑构造，其特征在于，包括液压缸，所述液压缸包括缸体和液压柱，所述缸体的内腔与液压站连通；所述液压柱的末端与支撑盘的一个侧面铰接，以使得支撑盘能够在设定角度范围内沿液压柱末端转动，所述支撑盘用于支撑拱脚；所述缸体中的油液能够在隧道中拱脚稳定后回流入液压站，以实现液压缸的卸荷与拆除。/n

【技术特征摘要】
1.一种循环支撑构造，其特征在于，包括液压缸，所述液压缸包括缸体和液压柱，所述缸体的内腔与液压站连通；所述液压柱的末端与支撑盘的一个侧面铰接，以使得支撑盘能够在设定角度范围内沿液压柱末端转动，所述支撑盘用于支撑拱脚；所述缸体中的油液能够在隧道中拱脚稳定后回流入液压站，以实现液压缸的卸荷与拆除。


2.根据权利要求1所述的循环支撑构造，其特征在于，所述缸体的下端设置有安全阀，所述安全阀能够在缸体内腔中的液压油达到设定压力后泄压，所述安全阀的泄压口通过管路连通液压站中的油箱。


3.根据权利要求1所述的循环支撑构造，其特征在于，所述缸体中部设置有压力监测表，所述压力监测表的检测端伸入缸体的内腔中。


4.一种永久支撑构造，其特征在于，包括液压缸，所述液压缸包括缸体和液压柱，所述缸体的内腔与液压站连通；所述液压柱的末端与支撑盘的一个侧面铰接，以使得支撑盘能够在设定角度范围内沿液压柱末端转动，所述支撑盘用于支撑拱脚；所述缸体的侧面设置有注浆孔，所述注浆孔能够通过管路与注浆设备连通，所述注浆设备能够在缸体中油液回流入液压站后，向缸体内腔注入水泥浆，以实现缸体与液压柱的永久固定。


5.根据权利要求4所述的永久支撑构造，其特征在于，所述缸体的下端设置有安全阀，所述安全阀能够在缸体内腔中的液压油达到设定压力后泄压，所述安全阀的泄压口通过管路连通液压站中的油箱。


6.根据权利要求4所述的永久支撑构造，其特征在于，所述缸体中部设置有压力监测表，所述压力监测表的检测端伸入缸...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建光，李彦明，郑召怡，张翼，杨海涛，庒欠国，
申请(专利权)人：济南市市政工程设计研究院集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：山东;37