【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及隧道临时支护，更具体地说它是一种新奥法施工的隧道临时支护装置。本专利技术还涉及这种新奥法施工的隧道临时支护装置的支护方法。
技术介绍
1、在当代隧道工程中，特别是盾构机等大型设备不便运输、安装的山区，新奥法施工依然是隧道成型的主要工作方法；成洞过程需要及时采用喷射混凝土支护、锚杆、金属网、钢拱架等手段减少围岩松弛变形，使围岩连接在支护物体上，成为支护体系的组成部分。
2、但在实际施工中往往存在几个问题：
3、1)支护手段一般需要在洞室出渣环节之后方实施，几个小时的时间差会使软岩或破碎岩体的拱顶和边墙上部在重力作用下持续变形，导致松弛圈增大甚至塌方造成超挖；
4、2)支护之前需要排除松动岩块，存在安全隐患及增加超挖；
5、3)锚杆支护在成孔时需要使用水循环及产生震动，易使松动岩体垮塌；
6、4)常用拱架是提前加工而成的固定尺寸设备，与软弱或破碎岩体形成的洞壁难以紧密贴合，而拱架外侧的空腔回填存在滞后问题，导致拱架支护效果不理想。
7、因此，研发一种对现行国家标准规定的ⅲ—ⅴ类易掉块或垮塌的围岩洞壁围岩及时便捷支护、造价较低、可重复使用的支护装置很有必要的。
技术实现思路
1、本专利技术的第一目的是为了克服上述
技术介绍
的不足之处，而提供一种新奥法施工的隧道临时支护装置。
2、本专利技术的第二目的是为了提供这种新奥法施工的隧道临时支护装置的支护方法。
3、为了实现上述第一目的，本
4、所述支撑顶力段可上下伸缩的与支撑腿连接，支撑顶力段顶紧隧道的边墙；
5、所述支撑腿底部抵住边墙与渣堆的结合处。
6、在上述技术方案中，还包括多个螺旋顶力杆；所述螺旋顶力杆依次贯穿弧形段的下表面、弧形段的上表面，通过矩形顶板顶紧隧道的顶拱；多个所述螺旋顶力杆均匀分布在弧形段上。
7、在上述技术方案中，所述支撑顶力段包括加固框架、受力框架、竖置千斤顶和横置千斤顶；
8、所述受力框架包括横向受力板和竖向受力板，所述竖向受力板安装在横向受力板靠近边墙一端；
9、所述加固框架底部与横向受力板顶部接触，加固框架内安装有横置千斤顶，所述横置千斤顶与横向受力板连接；
10、所述竖置千斤顶安装在横向受力板底部，竖置千斤顶与支撑腿连接。
11、在上述技术方案中，所述横向受力板底部间隔安装有两个竖置千斤顶，其中一个竖置千斤顶平行于掌子面、另一个竖置千斤顶向隧道洞门一侧倾斜，两个竖置千斤顶之间的夹角为15度。
12、在上述技术方案中，所述弧形段包括槽钢和厚钢板；所述槽钢为弧形，槽钢的弧度与顶拱的弧度一致，槽钢开口向下；所述厚钢板与槽钢的开口连接。
13、在上述技术方案中，所述槽钢侧板上开有多个施钻辅助孔；所述槽钢中部靠近隧道洞门一侧设置有肋板，所述肋板左右两端均开有连接孔，所述连接孔通过支撑腿斜向抵住边墙与渣堆的结合处。
14、在上述技术方案中，所述加固框架上端通过连接加固栓与弧形段固定连接；所述竖置千斤顶通过限位钢筒与支撑腿顶部连接，所述支撑腿有多节。
15、为了实现上述第二目的，本专利技术的技术方案为：一种新奥法施工的隧道临时支护装置的支护方法，其特征在于，包括以下步骤：
16、步骤1：掌子面爆破后，进行通风除尘；
17、步骤2：清理欠挖洞壁并利用渣堆形成临时工作面；
18、步骤3：将弧形段和支撑顶力段移动至安装位置，进行安装固定；将金属网放置于弧形段与顶拱之间；
19、步骤4：根据竖置千斤顶底部与渣堆之间的间距，安装支撑腿，通过竖置千斤顶柱塞活动的行程施加压力至渣堆与边墙渣堆的结合处，将弧形段整体向上顶托，使弧形段与顶拱紧贴；通过横置千斤顶柱塞活动的行程,使得横向受力板向边墙处施加横向顶力，使弧形段整体牢固；
20、步骤5：旋转螺旋顶力杆，使矩形顶板紧密结合围岩，完成安装；
21、步骤6：采用锚杆对破碎围岩加固；
22、步骤7：钻取掌子面中上部炮孔，顶拱处的炮眼通过施钻辅助孔完成；
23、步骤8：钻取掌子面中下部炮孔时，同步进行出渣工序；
24、步骤9：炮孔施钻完成后，安装炸药爆破；
25、步骤10：清理浮石及渣堆整平，将弧形段和支撑顶力段向隧道的洞内移动，准备下一个循环工作。
26、在上述技术方案中，在步骤4中，连接孔通过支撑腿斜向抵住边墙与渣堆的结合处。
27、在上述技术方案中，当围岩完整性较好时，步骤3中的安装位置为掌子面；
28、当围岩完整性较差时，步骤3中的安装位置为隧道洞门一侧至掌子面，重复步骤3-步骤5，多榀弧形段和支撑顶力段由隧道洞门一侧向掌子面依次安装固定；步骤6中采用锚杆对破碎围岩加固后，拆除隧道洞门一侧的多榀弧形段和支撑顶力段，保留掌子面处的弧形段和支撑顶力段。
29、本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：
30、1)隧道常规开挖循环为：掌子面爆破—通风除尘—出渣—排险—支护—钻探炮眼；其中隧道掌子面爆破后，碎块石渣堆一般由新成型的掌子面处斜向洞外形成三角堆积体，渣堆长度一般超过本循环爆破进深，掌子面处渣堆高度一般不超过一半洞高；本专利技术中利用可多点施力的隧道临时支护装置和渣堆，并根据自身安装特点将开挖循环过程调整为掌子面爆破—通风除尘—排险+支护—钻探炮眼+出渣，可节省大型掌子面施工台车搬运时间，有利于减少围岩松弛卸荷时间。
31、2)本专利技术的环顶拱炮眼可通过施钻辅助孔完成，减少作业时间。
32、3)现有的锚杆支护在成孔时需要使用水循环及产生震动，易使松动岩体垮塌，本专利技术的隧道临时支护装置在支护时不需要设置锚杆，因此不会产生震动，造成松动岩体垮塌。
33、4)本专利技术将排险和支护同时进行，清除欠挖的松动岩块时，本专利技术的隧道临时支护装置已经基本安装完成；因利用渣堆增高使渣堆与顶拱的间距变小，还可以采用支撑腿临时抵住已超挖顶拱的松动岩块，减小了安全隐患和重力掉块造成的超挖方量和衬砌方量。
34、5)本专利技术的槽钢通过两侧腿部等距切割三角豁口并折弯后内外焊接形成与设计隧洞顶拱弧度一致的弧形，通过竖置千斤顶柱塞活动的行程施加压力至渣堆与边墙渣堆的结合处，将弧形段整体向上顶托，使弧形段与顶拱紧贴；通过横置千斤顶柱塞活动的行程,使得横向受力板向边墙处施加横向顶力，通过旋转螺旋顶力杆使矩形顶板紧密结合顶拱围岩，使弧形段整体牢固，以达到理想支护效果。
35、6)本专利技术一个竖置千斤顶平行于掌子面、另一个竖置千斤顶向隧道洞门一侧倾斜，两个竖置千斤顶之间的夹角为15度，用于增强稳定性和后期扒渣时不会同时悬空。
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1.一种新奥法施工的隧道临时支护装置，其特征在于：包括弧形段(1)、支撑顶力段(2)和支撑腿(3)，所述弧形段(1)上表面紧贴隧道(5)的顶拱(51)，弧形段(1)的左右两端均通过支撑顶力段(2)与支撑腿(3)连接；
2.根据权利要求1所述的一种新奥法施工的隧道临时支护装置，其特征在于：还包括多个螺旋顶力杆(4)；所述螺旋顶力杆(4)依次贯穿弧形段(1)的下表面、弧形段(1)的上表面，通过矩形顶板(41)顶紧隧道(5)的顶拱(51)；多个所述螺旋顶力杆(4)均匀分布在弧形段(1)上。
3.根据权利要求1所述的一种新奥法施工的隧道临时支护装置，其特征在于：所述支撑顶力段(2)包括加固框架(21)、受力框架(22)、竖置千斤顶(23)和横置千斤顶(24)；
4.根据权利要求3所述的一种新奥法施工的隧道临时支护装置，其特征在于：所述横向受力板(221)底部间隔安装有两个竖置千斤顶(23)，其中一个竖置千斤顶(23)平行于掌子面、另一个竖置千斤顶(23)向隧道(5)洞门一侧倾斜，两个竖置千斤顶(23)之间的夹角为15度。
5.根据权利要求2
6.根据权利要求5所述的一种新奥法施工的隧道临时支护装置，其特征在于：所述槽钢(11)侧板上开有多个施钻辅助孔(111)；所述槽钢(11)中部靠近隧道(5)洞门一侧设置有肋板(13)，所述肋板(13)左右两端均开有连接孔(131)，所述连接孔(131)通过支撑腿(3)斜向抵住边墙(52)与渣堆(53)的结合处。
7.根据权利要求3所述的一种新奥法施工的隧道临时支护装置，其特征在于：所述加固框架(21)上端通过连接加固栓(25)与弧形段(1)固定连接；所述竖置千斤顶(23)通过限位钢筒(31)与支撑腿(3)顶部连接，所述支撑腿(3)有多节。
8.根据权利要求1-7中任一权利要求所述一种新奥法施工的隧道临时支护装置的支护方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述一种新奥法施工的隧道临时支护装置的支护方法，其特征在于：在步骤4中，连接孔(131)通过支撑腿(3)斜向抵住边墙(52)与渣堆(53)的结合处。
10.根据权利要求8所述一种新奥法施工的隧道临时支护装置的支护方法，其特征在于：当围岩完整性较好时，步骤3中的安装位置为掌子面；
...【技术特征摘要】
1.一种新奥法施工的隧道临时支护装置，其特征在于：包括弧形段(1)、支撑顶力段(2)和支撑腿(3)，所述弧形段(1)上表面紧贴隧道(5)的顶拱(51)，弧形段(1)的左右两端均通过支撑顶力段(2)与支撑腿(3)连接；
2.根据权利要求1所述的一种新奥法施工的隧道临时支护装置，其特征在于：还包括多个螺旋顶力杆(4)；所述螺旋顶力杆(4)依次贯穿弧形段(1)的下表面、弧形段(1)的上表面，通过矩形顶板(41)顶紧隧道(5)的顶拱(51)；多个所述螺旋顶力杆(4)均匀分布在弧形段(1)上。
3.根据权利要求1所述的一种新奥法施工的隧道临时支护装置，其特征在于：所述支撑顶力段(2)包括加固框架(21)、受力框架(22)、竖置千斤顶(23)和横置千斤顶(24)；
4.根据权利要求3所述的一种新奥法施工的隧道临时支护装置，其特征在于：所述横向受力板(221)底部间隔安装有两个竖置千斤顶(23)，其中一个竖置千斤顶(23)平行于掌子面、另一个竖置千斤顶(23)向隧道(5)洞门一侧倾斜，两个竖置千斤顶(23)之间的夹角为15度。
5.根据权利要求2所述的一种新奥法施工的隧道临时支护装置，其特征在于：所述弧形段(1)包括槽钢(11)和厚钢板(12)；所述槽钢(11)为弧形，槽钢...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱忠，高志林，黄振伟，张丙先，雷明，刘红生，王锐，梁钰旺，梁俊涛，南江涛，马艺，
申请(专利权)人：长江岩土工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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