【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及隧道工程，尤其涉及一种岩溶区和断层破碎带隧道围岩预支护装置及支护方法。
技术介绍
1、岩溶区隧道宜采用信息化设计、施工，做好超前地质预报工作，加强支护，确保隧道安全。必要时应根据开挖后的实际地质情况，对围岩级别作适当的调整，对于局部可能会遇见的溶蚀裂隙、小型溶洞、溶沟（槽）等，一般规模不大，可采取填埋，跨越等措施处理，一般在对隧道施工时，会遇到围岩和溶洞，而对于隧道的安全扩建，人们会对隧道区进行支护，以防止围岩有块状异物掉落或避免隧道坍塌，现有的隧道支护结构一般包括初衬和二衬，初衬是在开挖隧道后，通过打锚杆、挂网、喷射混凝土等手段形成的初期支护，此初期支护主要利用围岩强度形成支护；二衬则是用钢筋混凝土在初衬内部形成一个完整的钢筋混凝土结构，此种防护方式在使用时仍在着一些弊端，而利用锚杆挂网方式对围岩进行支护时，由于龙骨架和围岩属于贴合状态，而人们在浇筑混凝土的过程中，混凝土回合围岩进行贴合粘结，而在当围岩底部出现掏空状态时，山体的顶部重力会对下侧形成一个压力，而当围岩下压形变时，则会会导致混凝土和围岩之间形成一个应力和冲击力，而当围岩和混凝土贴合时，两者之间并没有缝隙以及留给围岩型形变的空间，则可能导致应力增加，从而造成支护设备发生变形，从而造成了支护不到位，继而影响了设备的安全使用。
2、因此，针对上述问题，提出一种岩溶区和断层破碎带隧道围岩预支护装置及支护方法，来解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术研制一种岩溶区和断层破碎带隧道围岩预支护装置及
2、本专利技术解决技术问题的技术方案为：一方面提供了一种岩溶区和断层破碎带隧道围岩预支护装置，其包括多个龙骨钢，多个龙骨钢之间设置多个支撑机构，支撑机构上设有两个拉力机构，多个龙骨钢之间设有多个钢筋束机构，多个所述钢筋束机构位于每两个支撑机构之间，多个所述龙骨钢之间设有两个底部固定机构，底部固定机构位于龙骨钢两端。
3、上述岩溶区和断层破碎带隧道围岩预支护装置基础上，支撑机构包括固定壳、滑槽、第一受力机构和第二受力机构，固定壳滑动连接龙骨钢之间，固定壳和龙骨钢之间通过螺栓固定，固定壳内开设有滑槽，固定壳内设有第一受力机构。
4、上述岩溶区和断层破碎带隧道围岩预支护装置基础上，第一受力机构包括第一滑动柱、第一弹簧、下压块和第一受力板，第一滑动柱连接固定壳上，第一滑动柱上套设有第一弹簧，第一滑动柱位于固定壳内一端安装下压块，下压块呈楔形，第一滑动柱另一端安装第一受力板，第一受力板呈弧形。
5、上述岩溶区和断层破碎带隧道围岩预支护装置基础上，固定壳上设有两个第二受力机构，第二受力机构位于第一受力机构两侧，第二受力机构包括推块、第二弹簧、第二滑动柱、第三弹簧、顶出块和第二受力板，滑槽内滑动连接两个推块，推块一侧和顶部均呈楔形，推块和下压块活动连接，推块和滑槽一侧之间固定连接第二弹簧，两个第二滑动柱连接固定壳上，第二滑动柱上套设有第三弹簧，第二滑动柱一端安装顶出块，顶出块和推块活动连接，第二滑动柱另一端安装第二受力板，多个第二受力板和多个第一受力板张开时形成一个弧形紧贴在围岩侧壁。
6、上述岩溶区和断层破碎带隧道围岩预支护装置基础上，第二受力板上开设有两个通孔，其中一个通孔内活动连接小导管，另外一个通孔内设置拉力机构。
7、上述岩溶区和断层破碎带隧道围岩预支护装置基础上，拉力机构包括拉力杆、转动轴、拉板、第四弹簧和突刺，拉力杆设置在第二受力板上，拉力杆上转动连接多个转动轴，转动轴上安装拉板，拉板呈l形，拉板和拉力杆之间固定连接第四弹簧，拉力杆上设有多个突刺。
8、上述岩溶区和断层破碎带隧道围岩预支护装置基础上，龙骨钢呈弧形，支撑机构呈弧形排列，支撑机构滑动连接在多个龙骨钢之间，底部固定机构包括固定板和锚杆，多个龙骨钢之间固定连接固定板，固定板上滑动连接锚杆。
9、上述岩溶区和断层破碎带隧道围岩预支护装置基础上，钢筋束机构包括条形钢和束缚板，每两个固定壳之间固定连接条形钢，多个条形钢之间设有束缚板，多个条形钢之间和束缚板底部均设有防漏网。
10、另一方面，本专利技术的实施例提供了一种利用所述岩溶区和断层破碎带隧道围岩预支护装置进行支护方法，包括以下步骤：
11、s1.将支撑机构穿在多个龙骨钢上，支撑机构的一侧固定钢筋束机构，随后在钢筋束机构一侧再次固定支撑机构，以此重复，直至龙骨钢上的支撑机构和钢筋束机构完全填满整个龙骨钢，随后将拉力机构穿过支撑机构，并且使拉力机构插接在围岩中，此时龙骨钢和支撑机构以及钢筋束机构形成一个弧形，即隧道的形状，随后固定底部固定机构，设备安装完成，使用时通过支撑机构进行对围岩进行注浆或者对溶洞内的水进行引流；
12、s2. 支撑机构中的第一受力机构和围岩的侧壁进行接触，而支撑机构中的第二受力机构为收纳状态，随后向龙骨钢上侧和支撑机构之间填充柔性填充物，填充物填充完成后向钢筋束机构和龙骨钢内填充泥浆，使龙骨钢和钢筋束机构形成一个混凝土支撑，此时支撑机构和龙骨钢以及钢筋舒服机构对围岩或者溶洞进行防护；
13、s3.当围岩出现坍塌或者向下变形时，围岩首先挤压支撑机构中的第一受力机构，此时第一受力机构通过其零件的配合，使围岩向上的缓冲力进行缓冲，而当第一受力机构发生形变时，第一受力机构下移的过程中会使第二受力机构上移，此时第二受力机构打开，从而使龙骨钢的上侧形成一个弧形的防护面，继而进一步增加了防护的强度；
14、s4.当支撑机构受力时，支撑机构中的第一受力机构下压，从而使第二受力机构上移，此时第一受力机构和第二受力机构形成一个完整的弧面。
15、
技术实现思路
中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是专利技术所有的全部效果，上述技术方案具有如下优点或有益效果：
16、1.本专利技术通过龙骨钢和钢筋束机构的相互配合，使设备在使用时可形成一个完整的浇筑模型，从而使其在对围岩进行防护时更加的稳定，而设备中的支撑机构利用龙骨钢和钢筋束机构至今的配合，使支撑机构底部形成一个向上的支撑力，当围岩出现坍塌或者向下变形时，围岩首先挤压支撑机构中的第一受力机构，此时第一受力机构通过其零件的配合，使围岩向上的缓冲力进行缓冲，避免了围岩发生变形时，向下的应力和冲击力过大，造成龙骨钢变形，而当第一受力机构发生形变时，第一受力机构下移的过程中会使第二受力机构上移，此时第二受力机构打开，从而使龙骨钢的上侧形成一个弧形的防护面，继而进一步增加了防护的强度，且可以避免了围岩形变时对龙骨钢过度冲击，从而导致了龙骨钢损坏继而造成设备出现坍塌的情况，进一步提高了设备的防护稳定性，间接的对设备受到的应力和撞击力进行缓冲，从而提高了设备的稳定性和安全性。
17、2.当支撑机构受力时，支撑机构中的第一受力机构下压，从而使第二受力机构上移，此时第一受力机构和第二受力机构形成一个完整的弧面，而第二受力机构本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种岩溶区和断层破碎带隧道围岩预支护装置，包括多个龙骨钢（1），其特征在于：多个龙骨钢（1）之间设置多个支撑机构（2），支撑机构（2）上设有两个拉力机构（18），多个龙骨钢（1）之间设有多个钢筋束机构（24），多个所述钢筋束机构（24）位于每两个支撑机构（2）之间，多个所述龙骨钢（1）之间设有两个底部固定机构（27），底部固定机构（27）位于龙骨钢（1）两端。
2.根据权利要求1所述的一种岩溶区和断层破碎带隧道围岩预支护装置，其特征在于：支撑机构（2）包括固定壳（3）、滑槽（4）、第一受力机构（5）和第二受力机构（10），固定壳（3）滑动连接龙骨钢（1）之间，固定壳（3）和龙骨钢（1）之间通过螺栓固定，固定壳（3）内开设有滑槽（4），固定壳（3）内设有第一受力机构（5）。
3.根据权利要求2所述的一种岩溶区和断层破碎带隧道围岩预支护装置，其特征在于：第一受力机构（5）包括第一滑动柱（6）、第一弹簧（7）、下压块（8）和第一受力板（9），第一滑动柱（6）连接固定壳（3）上，第一滑动柱（6）上套设有第一弹簧（7），第一滑动柱（6）位于固定壳（3）内一端安装
4.根据权利要求3所述的一种岩溶区和断层破碎带隧道围岩预支护装置，其特征在于：固定壳（3）上设有两个第二受力机构（10），第二受力机构（10）位于第一受力机构（5）两侧，第二受力机构（10）包括推块（11）、第二弹簧（12）、第二滑动柱（13）、第三弹簧（14）、顶出块（15）和第二受力板（16），滑槽（4）内滑动连接两个推块（11），推块（11）一侧和顶部均呈楔形，推块（11）和下压块（8）活动连接，推块（11）和滑槽（4）一侧之间固定连接第二弹簧（12），两个第二滑动柱（13）连接固定壳（3）上，第二滑动柱（13）上套设有第三弹簧（14），第二滑动柱（13）一端安装顶出块（15），顶出块（15）和推块（11）活动连接，第二滑动柱（13）另一端安装第二受力板（16），多个第二受力板（16）和多个第一受力板（9）张开时形成一个弧形紧贴在围岩侧壁。
5.权利要求4述的一种岩溶区和断层破碎带隧道围岩预支护装置，其特征在于：第二受力板（16）上开设有两个通孔（17），其中一个通孔（17）内活动连接小导管，另外一个通孔（17）内设置拉力机构（18）。
6.根据权利要求1所述的一种岩溶区和断层破碎带隧道围岩预支护装置，其特征在于：拉力机构（18）包括拉力杆（19）、转动轴（20）、拉板（21）、第四弹簧（22）和突刺（23），拉力杆（19）设置在第二受力板（16）上，拉力杆（19）上转动连接多个转动轴（20），转动轴（20）上安装拉板（21），拉板（21）呈L形，拉板（21）和拉力杆（19）之间固定连接第四弹簧（22），拉力杆（19）上设有多个突刺（23）。
7.根据权利要求1所述的一种岩溶区和断层破碎带隧道围岩预支护装置，其特征在于：龙骨钢（1）呈弧形，支撑机构（2）呈弧形排列，支撑机构（2）滑动连接在多个龙骨钢（1）之间，底部固定机构（27）包括固定板（28）和锚杆（29），多个龙骨钢（1）之间固定连接固定板（28），固定板（28）上滑动连接锚杆（29）。
8.根据权利要求1所述的一种岩溶区和断层破碎带隧道围岩预支护装置，其特征在于：钢筋束机构（24）包括条形钢（25）和束缚板（26），每两个固定壳（3）之间固定连接条形钢（25），多个条形钢（25）之间设有束缚板（26），多个条形钢（25）之间和束缚板（26）底部均设有防漏网。
9.一种利用权利要求1至8任一项所述岩溶区和断层破碎带隧道围岩预支护装置进行支护方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种岩溶区和断层破碎带隧道围岩预支护装置，包括多个龙骨钢（1），其特征在于：多个龙骨钢（1）之间设置多个支撑机构（2），支撑机构（2）上设有两个拉力机构（18），多个龙骨钢（1）之间设有多个钢筋束机构（24），多个所述钢筋束机构（24）位于每两个支撑机构（2）之间，多个所述龙骨钢（1）之间设有两个底部固定机构（27），底部固定机构（27）位于龙骨钢（1）两端。
2.根据权利要求1所述的一种岩溶区和断层破碎带隧道围岩预支护装置，其特征在于：支撑机构（2）包括固定壳（3）、滑槽（4）、第一受力机构（5）和第二受力机构（10），固定壳（3）滑动连接龙骨钢（1）之间，固定壳（3）和龙骨钢（1）之间通过螺栓固定，固定壳（3）内开设有滑槽（4），固定壳（3）内设有第一受力机构（5）。
3.根据权利要求2所述的一种岩溶区和断层破碎带隧道围岩预支护装置，其特征在于：第一受力机构（5）包括第一滑动柱（6）、第一弹簧（7）、下压块（8）和第一受力板（9），第一滑动柱（6）连接固定壳（3）上，第一滑动柱（6）上套设有第一弹簧（7），第一滑动柱（6）位于固定壳（3）内一端安装下压块（8），下压块（8）呈楔形，第一滑动柱（6）另一端安装第一受力板（9），第一受力板（9）呈弧形。
4.根据权利要求3所述的一种岩溶区和断层破碎带隧道围岩预支护装置，其特征在于：固定壳（3）上设有两个第二受力机构（10），第二受力机构（10）位于第一受力机构（5）两侧，第二受力机构（10）包括推块（11）、第二弹簧（12）、第二滑动柱（13）、第三弹簧（14）、顶出块（15）和第二受力板（16），滑槽（4）内滑动连接两个推块（11），推块（11）一侧和顶部均呈楔形，推块（11）和下压块（8）活动连接，推块（11）和滑槽（4）一侧之间固定连接第二弹簧（12），两个第二滑动柱（13）连接固定壳（3）上，第二...
【专利技术属性】
技术研发人员：李相厚，姜益顺，葛玉宁，赵德生，袁继奎，杨帅，任宏图，宋军，
申请(专利权)人：山东省路桥集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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