一种钢管混凝土支架系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种钢管混凝土支架系统，属于地下工程支护设计领域。所述钢管混凝土支架系统包括多圈钢管混凝土支架和多圈钢管混凝土支架中的每圈钢管混凝土支架对应的让压系统，让压系统位于每圈钢管混凝土支架和隧道的内壁之间；每圈钢管混凝土支架包括多根钢管，多根钢管中的每根钢管内均设有混凝土；让压系统包括至少一个弹性气胎，至少一个弹性气胎中的每个弹性气胎紧密接触，每个弹性气胎的一面与隧道的内壁接触，另一面与每圈钢管混凝土支架接触，每个弹性气胎内充满气体。本实用新型可以向每圈钢管混凝土支架的多根钢管内连续灌注混凝土，相比于在每两根钢管之间设置让压装置的钢管混凝土支架，抗弯能力大大提升。
【专利说明】
一种钢管混凝土支架系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及地下工程支护设计领域，特别涉及一种钢管混凝土支架系统。
【背景技术】
[0002]在建造隧道等位于地下的工程时，为了保护隧道等地下工程的形状，防止地层塌方等事故发生，会使用钢管混凝土支架系统作为隧道等地下工程的支护，防止塌方等事故发生。
[0003]目前的钢管混凝土支架系统包括多圈钢管混凝土支架和让压装置，多圈钢管混凝土支架中的每圈钢管混凝土支架的形状与隧道横截面的形状相同并且等间隔固定在隧道的内壁上，每圈钢管混凝土支架包括多根钢管，每根钢管内灌注有混凝土，每两根钢管之间设有一个让压装置，让压装置包括两个连接套筒和一个让压构件，让压构件位于两个连接套筒之间，两个连接套筒各连接一根钢管，当钢管受力时，相邻的两根钢管挤压让压构件，使让压构件发生形变，以释放该两根钢管受到的压力。
[0004]在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题:
[0005]虽然让压装置可以使钢管混凝土支架受到的压力可以释放出去，但同时，钢管混凝土支架的钢管内灌注了可以提高抗弯能力的混凝土，但让压装置的位置处无法灌注混凝土，使得让压装置所在的位置的抗弯能力较低，进而导致整个钢管混凝土支架系统的抗弯能力较低。
【实用新型内容】
[0006]为了解决现有技术的问题，本实用新型实施例提供了一种钢管混凝土支架系统，所述钢管混凝土支架系统包括多圈钢管混凝土支架和所述多圈钢管混凝土支架中的每圈钢管混凝土支架对应的让压系统，所述多圈钢管混凝土支架间隔布置在隧道内，所述让压系统位于所述每圈钢管混凝土支架和所述隧道的内壁之间；
[0007]所述每圈钢管混凝土支架的形状与所述隧道的横截面的形状相同，所述每圈钢管混凝土支架包括多根钢管，所述多根钢管通过套筒互相连接，所述多根钢管中的每根钢管内均设有混凝土；
[0008]所述让压系统包括至少一个弹性气胎，所述至少一个弹性气胎中的每个弹性气胎紧密接触，所述每个弹性气胎的一面与所述隧道的内壁接触，另一面与所述每圈钢管混凝土支架接触，所述每个弹性气胎内充满气体。
[0009]可选地，所述每个弹性气胎上均设有气门嘴；
[0010]当所述每圈钢管混凝土支架受到所述隧道周围的围岩的压力时，所述每个弹性气胎压缩，所述每个弹性气胎内的气压值增大，当所述至少一个弹性气胎中的一个弹性气胎内的气压值超过预设值时，所述一个弹性气胎的气门嘴打开，释放所述一个弹性气胎内的气压至所述一个弹性气胎内的气压值小于或等于所述预设值，所述一个弹性气胎的气门嘴关闭。[0011 ]可选地，所述每个弹性气胎内设有至少一个无线气压监测装置，所述至少一个无线气压监测装置和计算机数控终端建立无线电连接；
[0012]所述至少一个无线气压监测装置监测所述每个弹性气胎内的气压值并将所述气压值以无线信号的形式发送给所述计算机数控终端；
[0013]所述计算机数控终端根据所述气压值与所述预设值的大小控制所述气门嘴打开或者关闭。
[0014]可选地，所述每个弹性气胎内还设有至少一个无线位移监测装置，所述至少一个无线位移监测装置和所述计算机数控终端建立无线电连接；
[0015]所述至少一个无线位移监测装置监测所述每个弹性气胎的让压距离并将所述让压距离以无线信号的形式发送给所述计算机数控终端。
[0016]可选地，所述钢管混凝土支架系统还包括中继器；
[0017]所述至少一个无线气压监测装置将监测的所述每个弹性气胎内的气压值或所述至少一个无线位移监测装置将监测的所述每个弹性气胎的让压距离以无线信号的形式发送给所述中继器，所述中继器将所述无线信号发送给所述计算机数控终端。
[0018]可选地，所述每个弹性气胎包括胎体、钢丝圈和胎辋；
[0019]所述胎体的表面与所述隧道的内壁紧密接触，所述胎体的边缘与所述胎辋的四周固定在一起形成封闭的空间，所述封闭的空间内充满气体，所述胎体的边缘内嵌有所述钢丝圈，使所述胎体的边缘与所述胎辋的四周紧密固定；
[0020]所述胎辋为凸形曲面，所述凸形曲面与所述每圈钢管混凝土支架的钢管的外表面紧密固定在一起。
[0021]可选地，所述多圈钢管混凝土支架中的每圈钢管混凝土支架和其对应的让压系统通过让压托盘和多根V型让压锚杆固定在所述隧道的内壁上；
[0022]每根所述V型让压锚杆包括一个圆弧部和两个锚杆自由端，所述让压托盘上设有锚杆孔，所述两个锚杆自由端的每个锚杆自由端各通过所述锚杆孔穿过一个所述让压托盘;
[0023]所述让压托盘的形状为圆盘形且所述让压托盘的边缘处的厚度到所述锚杆孔处的厚度逐渐增加；
[0024]每根所述V型让压锚杆的两个锚杆自由端插入所述隧道的内壁里，每个所述让压托盘托住所述隧道的内壁；
[0025]所述每圈钢管混凝土支架的钢管的外壁与所述圆弧部相配合。
[0026]可选地，所述每圈钢管混凝土支架的钢管的外壁和与之配合的所述圆弧部之间设有一个弧形安装板，所述弧形安装板的一面与所述钢管的外壁紧密贴合，另一面与所述圆弧部紧密贴合。
[0027]可选地，所述每圈钢管混凝土支架的形状为半圆拱形、马蹄形或者圆形。
[0028]本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
[0029]通过使用至少一个充满气体的弹性气胎作为让压系统，至少一个弹性气胎中的每个弹性气胎紧密接触，且在每圈钢管混凝土支架与隧道的内壁之间均对应布置一个让压系统，隧道周围的围岩向钢管混凝土支架施加的压力可以通过弹性气胎的变形释放出去，如此无需在每圈钢管混凝土支架的每两根钢管之间设置让压装置，可以向每圈钢管混凝土支架的多根钢管内连续灌注混凝土，相比于在每两根钢管之间设置让压装置的钢管混凝土支架，抗弯能力大大提升，使得钢管混凝土支架系统既可以保证受到压力时让压系统可以变形又可以保证多圈钢管混凝土支架的抗弯能力。
【附图说明】
[0030]为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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。
[0031]图1是本实用新型实施例一提供的一种钢管混凝土支架系统的横截面的结构示意图；
[0032]图2是本实用新型实施例一提供的一种钢管混凝土支架系统的横截面的A-A向结构示意图；
[0033]图3是本实用新型实施例一提供的一种钢管混凝土支架系统的横截面的结构示意图；
[0034]图4是本实用新型实施例一提供的一种钢管混凝土支架系统的横截面的结构示意图；
[0035]图5是本实用新型实施例一提供的弹性气胎的横截面的结构示意图；
[0036]图6是本实用新型实施例一提供的一种钢管混凝土支架系统的横截面的B-B向结构示意图；
[0037]图7是本实用新型实施例一提供的让压托盘和V型让压锚杆的结构示意图；
[0038]图8是本实用新型实施例一提供的让压托盘的结构示意图；
[0039]图9是本实用新型实施例二提供的一种钢管混凝土支架系统的制作方法的流程图。
[0040]其中:
[0041 ] I钢管混凝土支架，11钢管，12套筒，13钢管内的混凝土 ；
[0042]2让压系统，21弹性气胎，211胎体，212钢丝圈，213胎辋，214防滑带，215气门嘴，216无线气压监测装置，217无线位移监测装置；
[0043]3隧道的内壁；
[0044]4让压托盘，41锚杆孔；
[0045]5V型让压锚杆，51圆弧部，52锚杆自由端；
[0046]6弧形安装板；
[0047]A隧道周围的围岩；
[0048]B混凝土层；
[0049]C 格栅；
[0050]a弹性气胎的宽度；
[0051 ] b弹性气胎的让压距离；
[0052]c让压托盘上的锚杆孔与竖直方向的夹角；
[0053]dV型让压锚杆的任一个锚杆自由端与隧道的横截面所在的平面形成的夹角。
【具体实施方式】
[0054]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
[0055]实施例一
[0056]如图1所示，且参见图2，本实用新型实施例提供了一种钢管混凝土支架系统，该钢管混凝土支架系统包括多圈钢管混凝土支架I和多圈钢管混凝土支架I中的每圈钢管混凝土支架I对应的让压系统2，多圈钢管混凝土支架I间隔布置在隧道内，让压系统2位于每圈钢管混凝土支架I和隧道的内壁3之间；
[0057]每圈钢管混凝土支架I的形状与隧道的横截面的形状相同，每圈钢管混凝土支架I包括多根钢管11，多根钢管11通过套筒12互相连接，多根钢管11中的每根钢管11内均设有混凝土13;
[0058]让压系统2包括至少一个弹性气胎21，至少一个弹性气胎21中的每个弹性气胎21紧密接触，每个弹性气胎21的一面与隧道的内壁3接触，另一面与每圈钢管混凝土支架I接触，每个弹性气胎21内充满气体。
[0059]本实用新型通过使用至少一个充满气体的弹性气胎21作为让压系统2，至少一个弹性气胎21中的每个弹性气胎21紧密接触，且在每圈钢管混凝土支架I与隧道的内壁3之间均对应布置一个让压系统2，隧道周围的围岩A向钢管混凝土支架I施加的压力可以通过弹性气胎21的变形释放出去，如此无需在每圈钢管混凝土支架I的每两根钢管11之间设置让压装置，可以向每圈钢管混凝土支架I的多根钢管11内连续灌注混凝土 13，相比于在每两根钢管11之间设置让压装置的钢管混凝土支架，抗弯能力大大提升，使得钢管混凝土支架系统既可以保证受到压力时让压系统2可以变形又可以保证多圈钢管混凝土支架I的抗弯能力。
[0060]目前的钢管混凝土支架系统中的让压装置设置在每圈钢管混凝土支架I的每两根钢管11之间，导致让压装置处无法灌注混凝土，导致每圈钢管混凝土支架的抗弯能力较低，如图1所示，本实用新型中的每圈钢管混凝土支架I的每两根钢管11之间只使用套筒12连接，可以向每圈钢管混凝土支架I的多根钢管11内连续灌注混凝土13，提高了每圈钢管混凝土支架I的抗弯能力。
[0061]如图2所示，在安装让压系统2和钢管混凝土支架I前，会在隧道周围的围岩A外喷射一层混凝土层B，再在混凝土层B外固定格栅C形成隧道的内壁3，混凝土层B和格栅C可以对隧道周围的围岩A起到一定的支护作用。
[0062]如图1所示，当隧道的内壁3的横截面的形状为半圆拱形时，让压系统2和钢管混凝土支架I的形状也可以设置成半圆拱形；如图3所示，当隧道内壁3的横截面的形状为马蹄形时，让压系统2和钢管混凝土支架I的形状也可以设置成马蹄形；如图4所示，当隧道的内壁3的横截面的形状为圆形时，让压系统2和钢管混凝土支架I的形状也可以设置成圆形。
[0063]可选地，让压系统2中的弹性气胎21的数量可以与多根钢管11的数量相同，每根钢管11与隧道的内壁3之间对应一个弹性气胎21，每个弹性气胎21的弧度可以与其对应的钢管11的弧度相同，每个弹性气胎21之间紧密接触。
[0064]可选地，如图5所示，且参见图2，每个弹性气胎21可以包括胎体211、钢丝圈212和胎辋213;
[0065]胎体211的表面与隧道的内壁3紧密接触，胎体211的边缘与胎辋213的四周固定在一起形成封闭的空间，封闭的空间内充满气体，胎体211的边缘内嵌有钢丝圈212，使胎体211的边缘与胎辋213的四周紧密固定；
[0066]胎辋213为凸形曲面，凸形曲面与每圈钢管混凝土支架I的钢管11的外表面紧密固定在一起。
[0067]可选地，如图5所示，且参见图2，胎体211与隧道的内壁3接触的表面处设有防滑带214，防滑带214可以防止胎体211与隧道的内壁3之间产生滑动。
[0068]可选地，胎体211的表面还可以设置气密层用来增加弹性气胎21的密封性，防止弹性气胎21内的气体外泄。
[0069]可选地，胎辋213的凸形曲面与每圈钢管混凝土支架I的钢管11的外表面可以通过焊接固定在一起。
[0070]可选地，弹性气胎21内也可以设置内胎，在内胎内充满气体，在弹性气胎21内增加一个内胎，可以提高弹性气胎21的密封性。
[0071]可选地，如图5所示，弹性气胎21的宽度为a，弹性气胎21的让压距离为b，当弹性气胎21受到压力时，让压距离b会变小，弹性气胎21的宽度a与让压距离b的比值小于或等于I，保证弹性气胎21稳定的固定在隧道的内壁3与钢管混凝土支架I之间。
[0072]可选地，如图5所示，且参见图2，每个弹性气胎21上均设有气门嘴215;
[0073]当每圈钢管混凝土支架I受到隧道周围的围岩A的压力时，每个弹性气胎21压缩，每个弹性气胎21内的气压值增大，当至少一个弹性气胎21中的一个弹性气胎21内的气压值超过预设值时，该一个弹性气胎21的气门嘴215打开，释放该一个弹性气胎21内的气压至该一个弹性气胎21内的气压值小于或等于预设值，该一个弹性气胎21的气门嘴215关闭。
[0074]随着隧道周围的围岩A不断地压缩弹性气胎21，弹性气胎21内的气压会不断增大，当弹性气胎21内的气压增大到一定值时，弹性气胎21继续受到压力，但弹性气胎21的变形量很小，为了防止弹性气胎21爆裂，可以为弹性气胎21内的气压值设置预设值，当弹性气胎21内的气压值增大到预设值时，为了保证安全，气门嘴215会打开，释放弹性气胎21内的气压小于或等于预设值，此时弹性气胎21受到压力可以继续变形，例如，若每个弹性气胎21可以承受的最大气压不小于IMPa时，可将预设值设为0.8MPa，当某个弹性气胎21内的气压超过0.8MPa时，气门嘴215打开，释放气体直至该弹性气胎21内的气压值等于或小于0.8MPa。
[0075]每圈钢管混凝土支架I在不同的位置处所受到的隧道周围的围岩A的压力是不同的，例如钢管混凝土支架I中位于隧道的底臌处的弹性气胎21受力较大，或者钢管混凝土支架I中位于隧道的肩部处的弹性气胎21受力较大，因此不同位置处的弹性气胎21产生的变形量也不同，受到的压力较大的弹性气胎21变形量较大，变形量较大的弹性气胎21内的气压值可能会先超过预设值，受到的压力较小的弹性气胎21变形量较小，变形量小的弹性气胎21内的气压值可能还没有超过预设值，通过在每个弹性气胎21上设置一个气门嘴215，可以分别控制每个弹性气胎21内的气压，即分别控制每个弹性气胎21的变形量，当位于隧道的底臌处的弹性气胎21内的气压值超过预设值时，打开气门嘴215，释放位于隧道的底臌处的弹性气胎21内的气压小于预设值后关闭气门嘴215，随着隧道周围的围岩A不断施压，位于隧道的底臌处的弹性气胎21可以继续变形，防止位于底臌处的钢管混凝土支架I破坏。
[0076]随着隧道周围的围岩A不断对让压系统2施加压力，让压系统2中的弹性气胎21也不断地进行打开气门嘴215和关闭气门嘴215的动作，弹性气胎21的让压距离b也会不断减小，当弹性气胎21的让压距离b使用完毕时，隧道周围的围岩A的能量已基本释放完毕，多圈钢管混凝土支架I的刚性支护足以确保隧道的安全稳定性。
[0077]可选地，如图2所示，且参见图5，每个弹性气胎21内设有至少一个无线气压监测装置216，至少一个无线气压监测装置216和计算机数控终端建立无线电连接；
[0078]至少一个无线气压监测装置216监测每个弹性气胎21内的气压值并将气压值以无线信号的形式发送给计算机数控终端；
[0079]计算机数控终端根据气压值与预设值的大小控制气门嘴215打开或者关闭。
[0080]如图2所示，至少一个无线气压监测装置216可以安装在弹性气胎21的胎辋213上，并对弹性气胎21内的气压值进行监测，若弹性气胎21内设有内胎，则至少一个无线气压监测装置216可以安装在内胎内，至少一个无线气压监测装置216将监测结果以无线信号的形式发送给地面的计算机数控终端，计算机数控终端会对监测结果和预设值的大小进行比较，若监测结果大于预设值，则控制弹性气胎21的气门嘴215打开，直至至少一个无线气压监测装置216的监测结果小于或等于预设值时，再控制弹性气胎21的气门嘴215关闭。
[0081]例如，无线气压监测装置216可以为气压传感器，气压传感器内设有控制模块和无线收发模块，无线收发模块与控制模块电连接，同时在气门嘴215上设置开关，该开关可以与气压传感器内的控制模块电连接，气压传感器监测弹性气胎21内的气压值，通过控制模块将监测结果转换成无线信号，再通过无线收发模块将无线信号发送给计算机数控终端，计算机数控终端对监测结果和预设值的大小进行比较，若监测结果大于预设值，计算机数控终端会发送打开控制指令，气压传感器的无线收发模块接收该打开控制指令，并通过气压传感器内的控制模块控制气门嘴215上的开关打开，释放弹性气胎21内的气压值，直至气压传感器的监测结果小于或等于预设值时，计算机数控终端会发送关闭控制指令，气压传感器的无线收发模块接收该关闭控制指令，并通过气压传感器内的控制模块控制气门嘴215上的开关关闭。
[0082]通过在每个弹性气胎21内设置至少一个无线气压监测装置216监测每个弹性气胎21内的气压值，并将每个弹性气胎21内的至少一个无线气压监测装置216与计算机数控终端建立无线连接，可以通过计算机数控终端分别控制每个弹性气胎21的气门嘴215打开或者关闭，可以使地面上工作人员更方便的控制每个弹性气胎21的让压变形；同时，地面上的工作人员可以根据让压系统2中每个弹性气胎21的位置和该弹性气胎21内的至少一个无线气压监测装置216发送给计算机数控终端的气压变化值了解和分析该钢管混凝土支架系统的受力情况和稳定性，可为后续的研究工作提供方便。
[0083]可选地，如图6所示，且参见图1，每个弹性气胎21内还设有至少一个无线位移监测装置217，至少一个无线位移监测装置217和计算机数控终端建立无线电连接；
[0084]至少一个无线位移监测装置217监测每个弹性气胎21的让压距离b并将让压距离b以无线信号的形式发送给计算机数控终端。
[0085]如图6所示，至少一个无线位移监测装置217可以安装在胎辋213上，并对弹性气胎21内的让压距离b进行监测，若弹性气胎21内设有内胎，则至少一个无线位移监测装置217可以安装在内胎内，当弹性气胎21受到隧道周围的围岩A的压力时，让压距离b会变小，至少一个无线位移监测装置217会将监测结果以无线信号的形式发送给计算机数控终端，可以使地面上工作人员了解每个弹性气胎21的受力变形情况；同时，地面上的工作人员可以根据让压系统2中每个弹性气胎21的位置和该弹性气胎21内的至少一个无线位移监测装置217发送给计算机数控终端的让压距离b的变化了解和分析该钢管混凝土支架I系统的受力情况和稳定性，可为后续的研究工作提供方便。
[0086]可选地，钢管混凝土支架I系统还包括中继器；
[0087]至少一个无线气压监测装置216将监测的每个弹性气胎21内的气压值或至少一个无线位移监测装置217将监测的每个弹性气胎21的让压距离以无线信号的形式发送给中继器，中继器将无线信号发送给计算机数控终端。
[0088]中继器可以对至少一个无线气压监测装置216或至少一个无线位移监测装置217发送过来的无线信号的传输距离进行扩大，可以克服隧道较深，离地面较远时，计算机数控终端接收到的无线信号强度不好的问题，保证无线信号可以更好的收发。
[0089]中继器可以固定在隧道内，并且在至少一个无线气压监测装置216和至少一个无线位移监测装置217的信号传播范围内。
[0090]可选地，如图1所示，且参见图2，多圈钢管混凝土支架I中的每圈钢管混凝土支架I和其对应的让压系统2通过让压托盘4和多根V型让压锚杆5固定在隧道的内壁3上；
[0091]如图7所示，每根V型让压锚杆5包括一个圆弧部51和两个锚杆自由端52，如图8所示，且参见图7，让压托盘4上设有锚杆孔41，两个锚杆自由端52的每个锚杆自由端52各通过锚杆孔41穿过一个让压托盘4;
[0092]如图2所示，每根V型让压锚杆5的两个锚杆自由端52插入隧道的内壁3里，每个让压托盘4托住隧道的内壁3;
[0093]如图2所示，每圈钢管混凝土支架I的钢管11的外壁与圆弧部51相配合。
[0094]通过使用V型让压锚杆5的圆弧部51与钢管混凝土支架I的钢管11配合，两个锚杆自由端52插入到隧道的内壁3内，可以使钢管混凝土支架I更牢固的固定在隧道的内壁3上，同时当隧道周围的围岩A向钢管混凝土支架I施压时，分别穿在两个锚杆自由端52上的让压托盘4会产生变形，也可以起到让压变形的作用。
[0095]当隧道周围的围岩A向让压系统2施加压力时，让压系统2、让压托盘4和V型让压锚杆5同时受力变形，共同起到让压变形的作用。
[0096]可选地，如图8所示，且参见图7，让压托盘4上的锚杆孔41与竖直方向的夹角c、V型让压锚杆5的任一个锚杆自由端52与隧道的横截面所在的平面形成的夹角d大小相等，如此可以使让压托盘4与隧道内壁3的接触面积增大，提高让压托盘4的让压能力，例如，可以将夹角c和夹角d设置成大于或等于15度且小于或等于45度，也可根据实际情况进行合理选择。
[0097]可选地，如图8所示，让压托盘4的边缘处的厚度到锚杆孔41处的厚度逐渐增加，例如让压托盘4的边缘处的厚度到销杆孔41处的厚度可以由3?5mm线性增加到15?25mm，如此设计可以使让压托盘4持续渐进的发生让压变形，可以更好的保护钢管混凝土支架I。
[0098]其中，V型让压锚杆5可以用一根直锚杆在其中间位置弯折而成，同时使中间位置的弧度与钢管混凝土支架I的钢管11的外壁弧度相同形成V型让压锚杆5，让压托盘4可以设计成圆盘型。
[0099]可选地，如图7所示，每圈钢管混凝土支架I的钢管11的外壁和与之配合的V型让压锚杆5的圆弧部51之间设有一个弧形安装板6，弧形安装板6的一面与钢管11的外壁紧密贴合，另一面与圆弧部51紧密贴合。
[0100]通过在V型让压锚杆5的圆弧部51与钢管混凝土支架I的钢管11外壁之间设置一个相同弧度相同的弧形安装板6，可以防止钢管混凝土支架I的钢管11外壁与圆弧部51直接接触而产生应力集中的现象，避免因应力集中而导致钢管混凝土支架I的钢管11的外壁破损。
[0101]本实用新型通过使用至少一个充满气体的弹性气胎21作为让压系统2，至少一个弹性气胎21中的每个弹性气胎21紧密接触，且在每圈钢管混凝土支架I与隧道的内壁3之间均对应布置一个让压系统2，隧道周围的围岩A向钢管混凝土支架I施加的压力可以通过弹性气胎21的变形释放出去，如此无需在每圈钢管混凝土支架I的每两根钢管11之间设置让压装置，可以向每圈钢管混凝土支架I的多根钢管11内连续灌注混凝土 13，相比于在每两根钢管11之间设置让压装置的钢管混凝土支架，抗弯能力大大提升，使得钢管混凝土支架系统既可以保证受到压力时让压系统2可以变形又可以保证多圈钢管混凝土支架I的抗弯能力。
[0102]实施例二
[0103]如图9所示，本实用新型实施例提供了一种钢管混凝土支架系统的制作方法，该方法包括:
[0104]步骤101:对让压系统2中的每个弹性气胎21进行充气，每个弹性气胎21内设有至少一个无线气压监测装置216和至少一个无线位移监测装置217;
[0105]步骤102:使用多根V型让压锚杆5将每圈钢管混凝土支架I的钢管11和每圈钢管混凝土支架I对应的让压系统2固定在隧道的内壁3上；
[0106]具体地，可以在安装每个弹性气胎21时，在每个弹性气胎21的胎辋213处对应固定钢管混凝土支架I的一个钢管11，每个钢管11和其对应的弹性气胎21通过至少两个设有让压托盘4的V型让压锚杆5固定在隧道的内壁3上，V型让压锚杆5的圆弧部51与其对应的钢管11之间安装一个弧形安装板6。
[0107]步骤103:向每圈钢管混凝土支架I的钢管11内连续灌注混凝土13;
[0108]步骤104:在隧道内至少一个无线气压监测装置216和至少一个无线位移监测装置217的信号传播范围内固定中继器。
[0109]本实用新型通过使用至少一个充满气体的弹性气胎21作为让压系统2，至少一个弹性气胎21中的每个弹性气胎21紧密接触，且在每圈钢管混凝土支架I与隧道的内壁3之间均对应布置一个让压系统2，隧道周围的围岩A向钢管混凝土支架I施加的压力可以通过弹性气胎21的变形释放出去，如此无需在每圈钢管混凝土支架I的每两根钢管11之间设置让压装置，可以向每圈钢管混凝土支架I的多根钢管11内连续灌注混凝土 13，相比于在每两根钢管11之间设置让压装置的钢管混凝土支架，抗弯能力大大提升，使得钢管混凝土支架系统既可以保证受到压力时让压系统2可以变形又可以保证多圈钢管混凝土支架I的抗弯能力。
[0110]上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0111]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种钢管混凝土支架系统，其特征在于，所述钢管混凝土支架系统包括多圈钢管混凝土支架和所述多圈钢管混凝土支架中的每圈钢管混凝土支架对应的让压系统，所述多圈钢管混凝土支架间隔布置在隧道内，所述让压系统位于所述每圈钢管混凝土支架和所述隧道的内壁之间； 所述每圈钢管混凝土支架的形状与所述隧道的横截面的形状相同，所述每圈钢管混凝土支架包括多根钢管，所述多根钢管通过套筒互相连接，所述多根钢管中的每根钢管内均设有混凝土； 所述让压系统包括至少一个弹性气胎，所述至少一个弹性气胎中的每个弹性气胎紧密接触，所述每个弹性气胎的一面与所述隧道的内壁接触，另一面与所述每圈钢管混凝土支架接触，所述每个弹性气胎内充满气体。2.根据权利要求1所述的钢管混凝土支架系统，其特征在于，所述每个弹性气胎上均设有气门嘴； 当所述每圈钢管混凝土支架受到所述隧道周围的围岩的压力时，所述每个弹性气胎压缩，所述每个弹性气胎内的气压值增大，当所述至少一个弹性气胎中的一个弹性气胎内的气压值超过预设值时，所述一个弹性气胎的气门嘴打开，释放所述一个弹性气胎内的气压至所述一个弹性气胎内的气压值小于或等于所述预设值，所述一个弹性气胎的气门嘴关闭。3.根据权利要求2所述的钢管混凝土支架系统，其特征在于，所述每个弹性气胎内设有至少一个无线气压监测装置，所述至少一个无线气压监测装置和计算机数控终端建立无线电连接； 所述至少一个无线气压监测装置监测所述每个弹性气胎内的气压值并将所述气压值以无线信号的形式发送给所述计算机数控终端； 所述计算机数控终端根据所述气压值与所述预设值的大小控制所述气门嘴打开或者关闭。4.根据权利要求3所述的钢管混凝土支架系统，其特征在于，所述每个弹性气胎内还设有至少一个无线位移监测装置，所述至少一个无线位移监测装置和所述计算机数控终端建立无线电连接； 所述至少一个无线位移监测装置监测所述每个弹性气胎的让压距离并将所述让压距离以无线信号的形式发送给所述计算机数控终端。5.根据权利要求4所述的钢管混凝土支架系统，其特征在于，所述钢管混凝土支架系统还包括中继器； 所述至少一个无线气压监测装置将监测的所述每个弹性气胎内的气压值或所述至少一个无线位移监测装置将监测的所述每个弹性气胎的让压距离以无线信号的形式发送给所述中继器，所述中继器将所述无线信号发送给所述计算机数控终端。6.根据权利要求1所述的钢管混凝土支架系统，其特征在于，所述每个弹性气胎包括胎体、钢丝圈和胎辋； 所述胎体的表面与所述隧道的内壁紧密接触，所述胎体的边缘与所述胎辋的四周固定在一起形成封闭的空间，所述封闭的空间内充满气体，所述胎体的边缘内嵌有所述钢丝圈，使所述胎体的边缘与所述胎辋的四周紧密固定； 所述胎辋为凸形曲面，所述凸形曲面与所述每圈钢管混凝土支架的钢管的外表面紧密固定在一起。7.根据权利要求1所述的钢管混凝土支架系统，其特征在于，所述多圈钢管混凝土支架中的每圈钢管混凝土支架和其对应的让压系统通过让压托盘和多根V型让压锚杆固定在所述隧道的内壁上； 每根所述V型让压锚杆包括一个圆弧部和两个锚杆自由端，所述让压托盘上设有锚杆孔，所述两个锚杆自由端的每个锚杆自由端各通过所述锚杆孔穿过一个所述让压托盘；所述让压托盘的形状为圆盘形且所述让压托盘的边缘处的厚度到所述锚杆孔处的厚度逐渐增加； 每根所述V型让压锚杆的两个锚杆自由端插入所述隧道的内壁里，每个所述让压托盘托住所述隧道的内壁； 所述每圈钢管混凝土支架的钢管的外壁与所述圆弧部相配合。8.根据权利要求7所述的钢管混凝土支架系统，其特征在于，所述每圈钢管混凝土支架的钢管的外壁和与之配合的所述圆弧部之间设有一个弧形安装板，所述弧形安装板的一面与所述钢管的外壁紧密贴合，另一面与所述圆弧部紧密贴合。9.根据权利要求1-8任一项权利要求所述的钢管混凝土支架系统，其特征在于，所述每圈钢管混凝土支架的形状为半圆拱形、马蹄形或者圆形。
【文档编号】E21D11/10GK205445624SQ201521140968
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月31日
【发明人】张仕林, 张志豪, 丰占海
【申请人】中国石油天然气集团公司, 中国石油工程建设公司, 中国石油天然气华东勘察设计研究院岩土工程处