本实用新型专利技术公开了一种隧道开挖过程中平衡钢拱架支护受力的装置，包括至少一榀支护单元，所述支护单元包括：与所述隧道内壁弧形形状匹配的骨架；设置于所述骨架上，且可与所述隧道内壁支承配合，并可注入压缩浆料的预制弹性层；所述预制弹性层注入压缩浆料时，所述预制弹性层压缩以增大与所述隧道内壁之间的顶升作用力。本实用新型专利技术中通过预制弹性层伸缩接触限制围岩的初始变形，注入压缩浆料之后的后续弹性变形适应围岩变形，可最大限度减少围岩劣化损伤程度，从而提高围岩的承载力；克服了伸缩钢拱架需要很大顶升力和施工麻烦等问题，又克服了千斤顶等初期提供点伸缩接触控制围岩变形效果不足等问题。岩变形效果不足等问题。岩变形效果不足等问题。
【技术实现步骤摘要】
一种隧道开挖过程中平衡钢拱架支护受力的装置
[0001]本技术涉及隧道施工
，具体涉及一种隧道开挖过程中平衡钢拱架支护受力的装置。
技术介绍
[0002]隧道松散或膨胀围岩段变形问题的警示作用，会出现围岩内挤、初支侵限甚至压坏等现象，因此需要采取措施控制围岩内挤，控制围岩荷载转移，减少初支压力。
[0003]现有技术中，通常采用千斤顶等初期提供点伸缩接触控制围岩变形，采用钢拱架进行承载，但是存在千斤顶等初期提供点伸缩接触控制围岩变形效果不足等问题，钢拱架存在需要很大的顶升力以及施工麻烦等问题。
技术实现思路
[0004]本技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种隧道开挖过程中平衡钢拱架支护受力的装置，可以提供合适的顶升作用力，从而达到受力平衡状态。
[0005]为实现上述目的，本技术采用以下技术方案：
[0006]一种隧道开挖过程中平衡钢拱架支护受力的装置，包括至少一榀支护单元，所述支护单元包括：
[0007]与所述隧道内壁弧形形状匹配的骨架；
[0008]设置于所述骨架上，且可与所述隧道内壁支承配合，并可注入压缩浆料的预制弹性层；
[0009]所述预制弹性层注入压缩浆料时，所述预制弹性层压缩以增大与所述隧道内壁之间的顶升作用力。
[0010]可以向预制弹性层内注入压缩浆料，使得预制弹性层压缩，进而增大与所述隧道内壁之间的顶升作用力，具体操作时，本技术可以根据力学数据，例如物联网力学监测系统的数据信息，控制压缩浆料的注入量，进而提供合适的顶升作用力，从而达到受力平衡状态，其中物联网力学监测系统例如采用应力传感器，位移传感器进行应力监测，位移监测，为现有常规的系统，在此不做赘述。
[0011]本技术中预制弹性层可以为现有多种材质制成，例如可以为预制纳米轻质块
[0012]另外，本技术中压缩浆料可以为现有多种浆料，例如压缩浆料：纳米、膨润土、水泥等混合物都可以。
[0013]本技术中支护单元的数量可以根据隧道实际情况进行设置，作为优选，所述支护单元为至少两榀，相邻两榀支护单元沿着隧道的纵向方向采用加劲肋连接。
[0014]本技术中支护单元之间的尺寸大小可以根据实际情况进行设置，作为优选，相邻两榀支护单元沿着隧道的纵向间距为0.5米，所述加劲肋的厚度为10mm，所述加劲肋为若干个，相邻加劲肋之间的环向间距为0.5m。
[0015]作为优选，所述骨架包括U型腹板以及两个布置于所述U型腹板相对两端的拱架，
所述预制弹性层设置于所述U型腹板的U型槽口内。
[0016]为了加强围岩的稳定性，作为优选，所述拱架外部喷射有将所述拱架外部包裹的混凝土层。
[0017]为了使得整个骨架更加稳固，作为优选，所述骨架还包括位于所述U型腹板下方且两端分别与两个拱架连接的架立杆。
[0018]为了便于向预制弹性层内注入压缩浆料，作为优选，所述U型腹板上设置有用于向所述预制弹性层内注入压缩浆料的注浆口。
[0019]本技术中拱架的结构形式可以有多种，其与U型腹板的连接方式也有多种，采用给现有多种情况也可以，作为优选，所述拱架为工字型拱架，所述U型腹板的两端分别与两个所述拱架焊接。
[0020]因为隧道是由两种半径的弧形组成，为了与之匹配，作为优选，所述拱架包括与所述隧道内壁上部对应的第一弧形段以及与所述隧道内壁下部对应的第二弧形段，所述第一弧形段与所述第二弧形段之间通过由工字钢连接板焊接成型，并以螺栓连接。
[0021]本技术中骨架的材质可以有多种，各个部分的尺寸大小也有多种，可以根据实际需要进行调节设置，作为优选，所述U型腹板和拱架的材质为钢材质；所述第一弧形段与所述第二弧形段接头处工字钢连接板的焊接缝腹板宽度为5mm、翼缘宽度为9mm；所述U型腹板的厚度为30mm。
[0022]本技术与现有技术相比的有益效果是：
[0023]本技术中通过预制弹性层伸缩接触限制围岩的初始变形，注入压缩浆料之后的后续弹性变形适应围岩变形，可最大限度减少围岩劣化损伤程度，从而提高围岩的承载力；克服了伸缩钢拱架需要很大顶升力和施工麻烦等问题，又克服了千斤顶等初期提供点伸缩接触控制围岩变形效果不足等问题。
[0024]下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步描述。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1为本实施例中一种隧道开挖过程中平衡钢拱架支护受力的装置的结构示意图。
[0027]图2为本实施中一种隧道开挖过程中平衡钢拱架支护受力的装置的平面结构示意图。
[0028]图3为本实施例中一种隧道开挖过程中平衡钢拱架支护受力的装置安装之后的结构示意图。
[0029]附图标记：
[0030]1、U型腹板；2、拱架；3、架立杆；4、预制弹性层；5、混凝土层；6、二次衬砌；11、注浆口；21、第一弧形段；22、第二弧形段。
具体实施方式
[0031]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0032]应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
[0033]还应当理解，在此本技术说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本技术。如在本技术说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
[0034]还应当进一步理解，在本技术说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
[0035]请参阅图1～图3，为本实施例提供的一种隧道开挖过程中平衡钢拱架支护受力的装置，其包括至少一榀支护单元，所述支护单元包括：
[0036]与所述隧道内壁弧形形状匹配的骨架；
[0037]设置于所述骨架上，且可与所述隧道内壁支承配合，并可注入压缩浆料的预制弹性层4；
[0038]所述预制弹性层4注入压缩浆料时，所述预制弹性层4压缩以增大与所述隧道内壁之间的顶升作用力。
[0039]本实施例中可以向预制弹性层4内注入压缩浆料，使得预制弹性层本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种隧道开挖过程中平衡钢拱架支护受力的装置，其特征在于，包括至少一榀支护单元，所述支护单元包括：与所述隧道内壁弧形形状匹配的骨架；设置于所述骨架上，且可与所述隧道内壁支承配合，并可注入压缩浆料的预制弹性层；所述预制弹性层注入压缩浆料时，所述预制弹性层压缩以增大与所述隧道内壁之间的顶升作用力。2.根据权利要求1所述的隧道开挖过程中平衡钢拱架支护受力的装置，其特征在于，所述支护单元为至少两榀，相邻两榀支护单元沿着隧道的纵向方向采用加劲肋连接。3.根据权利要求2所述的隧道开挖过程中平衡钢拱架支护受力的装置，其特征在于，相邻两榀支护单元沿着隧道的纵向间距为0.5米，所述加劲肋的厚度为10mm，所述加劲肋为若干个，相邻加劲肋之间的环向间距为0.5m。4.根据权利要求1～3任一所述的隧道开挖过程中平衡钢拱架支护受力的装置，其特征在于，所述骨架包括U型腹板以及两个布置于所述U型腹板相对两端的拱架，所述预制弹性层设置于所述U型腹板的U型槽口内。5.根据权利要求4所述的隧道开挖过程中平衡钢拱架支护受力的装置，其特征在于，所述拱架外部喷射有...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱汉华，杨超，晁春峰，胡美，刘婉倩，
申请(专利权)人：杭州同睿工程科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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