本发明涉及交通工程设施技术领域，具体为一种用于软弱围岩隧道的支护结构。
背景技术：
软弱围岩一般是指岩质软弱、承载力低、节理裂隙发育、结构破碎的围岩，软弱围岩的特点有岩体破碎松散、粘结力差，围岩强度低、遇水易软化，岩体结构面软弱、易滑塌；软弱围岩的特点决定了它在隧道过程中的变形特征，即开挖后自稳能力差，表现出“自稳时间短，易坍塌”的特征，由于隧道的开挖，使得先前支撑隧道洞身的围岩被移走，洞壁临空；造成围岩应力进行重新调整，围岩与洞壁均向隧道净空方向变形。
现如今在隧道过程的设计与施工中，要抓住软弱围岩隧道的“自稳差、易坍塌”的过程特点，而隧道建造中，隧道是由围岩合多种支护结构两部分组合，围岩与支护共同承担山体压力，在隧道建造时避免或减少塌方事故发生，以“充分调动围岩的承载能力，有效控制围岩变形和松弛”。
在进行软弱围岩隧道的建设过程中，对于隧道的支护是最为重要的事项之一，在隧道的支护时，防止软弱的围岩隧道岩体在隧道上出现位移、滑落、晃动是最为主要的，目前市面上缺少能够解决隧道建造时，支护牢固性及稳定性差、围岩隧道岩体在隧道上发生位移滑落问题的支护结构。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种用于软弱围岩隧道的支护结构，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于软弱围岩隧道的支护结构，所述的支护结构包括有安装于围岩隧道岩体内的初期支护、安装于初期支护的外表面与围岩隧道岩体之间的外支护、以及安装于初期支护内的内支护；其特征在于：所述初期支护包括横截面呈弧形结构的上支护、横截面呈“ｕ”形结构的下支护、以及用于将上支护与下支护连接为一体的紧固螺栓，所述上支护的外壁面上具有沿圆周均布的多个第一通孔和沿圆周均布的多个第二通孔，所述的第一通孔与所述的第二通孔间隔设置，即，相邻两个所述的第一通孔之间设置所述的第二通孔；横截面呈“ｕ”形结构的所述下支护的两侧壁面上均设置有加固钉；所述外支护具有横截面呈弧形结构的外顶支板；所述的外顶支板上具有沿其外圆面均布的多个抓齿，所述的抓齿呈圆锥形；所述外顶支板的外圆面上还具有沿圆周均布的多个第一圆孔；所述外顶支板两端的下部具有与其连接的外底支板；所述的外底支板具有向下延伸的竖直段；所述竖直段的下端具有向内侧垂直弯折的水平段；外底支板所述的竖直段上具有用以所述的加固钉穿过的第二圆孔；外底支板所述水平段的侧面与下支护侧面紧密贴合；所述外底支板的外壁面上也具有抓齿；所述加固钉的一端延伸出第二圆孔、外底支板侧面并与围岩隧道岩体固连；所述初期支护与外支护之间形成的空间内注有外钢筋混凝土层，所述初期支护与外支护之间还预埋置有浇注于外钢筋混凝土层内的多组外加固拉持机构；所述外加固拉持机构包括分布在初期支护外表面的第一凸块、第二凸块、增强管以及位于第一凸块、第二凸块、增强管正面的弧形连板，该第一凸块与第二凸块镜像设置；所述第一凸块与第二凸块分别固定连接于初期支护外表面，该第一凸块与第二凸块之间卡接有增强管，且增强管的外表面沿管体轴向方向间隔开设有圆形通孔；所述连板的正面间隔设置有螺钉，该螺钉将增强管与连板固定相连于一体；
所述初期支护与内支护之间形成的空间内注有内钢筋混凝土层，所述初期支护与内支护之间预埋置有浇注于内钢筋混凝土层内的多组内加固拉持机构，且所述的内加固拉持机构与所述的外加固拉持机构一一对应；所述的内支护包括有外形呈弧形结构的内顶支板以及呈“ｕ”形结构的内底支板；所述内加固拉持机构包括弧形结构的增固板、增固筋、以及用于将增固板与初期支护连接于一体的土钉；所述增固板安置于初期支护与内支护之间，该增固板的一侧朝向内支护外表面的位置分别间隔分布有尖齿和拉持杆，且相邻的尖齿之间安设拉持杆；所述拉持杆的一端固定连接于增固板的板体上，该拉持杆的外表面间隔开设有供混凝土填充的穿孔；所述增固板的板体一侧间隔开设有供土钉相穿的圆形钉孔，该土钉的一端依次穿过钉孔、第二开口、第一圆孔并与围岩隧道岩体固定相连；所述增固筋包括锚杆，该锚杆的一端依次穿过第一开口、外支护、围岩隧道岩体并位于围岩隧道岩体内的位置固定连接有插入锥，且插入锥的外表面环形分布有四组截面外形呈三角形结构的凸齿；所述锚杆的另一端位于内支护与初期支护之间的位置固定连接有锚头，该锚头的外表面环形分布有四组拉持柱，且拉持柱的柱体表面间隔分布有圆球状凸起。
所述上支护的底端固定连接有“l”形结构的定块，该定块的块体顶部开设有供紧固螺栓相穿的螺栓孔，且定块的底部为粗糙面。
所述第一凸块与第二凸块的截面外形均呈直角梯形结构，该第一凸块与第二凸块的斜面上均开设有供增强管卡接的“c”形凹口。
所述连板的正面开设有供螺钉穿过的圆口，该圆口内涂覆有磨砂层。
所述增固板的板体侧面靠近初期支护内表面的位置间隔开设有防滑槽，该防滑槽的截面外形呈“s”形结构。
所述土钉的一端浇注于内钢筋混凝土层内的位置焊接有限位螺母，该土钉的安设位置与外底支板的安设位置相垂直。
所述锚头的底部固定粘接有圆形结构的垫片，该锚头的外表面间隔分布有凹凸状结构的槽纹。
所述锚杆至少安设有七组，该锚杆的外表面间隔分布有加强筋，且锚杆的杆体表面涂覆有防腐漆。
所述钉孔的孔壁内嵌装有橡胶垫，且橡胶垫的外表面与钉孔的内孔壁之间涂覆有胶粘剂。
所述拉持柱柱端头的截面外形呈直角三角形，该拉持柱的柱端头焊接有耐腐环。
本发明的有益效果是：该用于软弱围岩隧道的支护结构，能够通过外加固拉持机构、内加固拉持机构、内钢筋混凝土层、外钢筋混凝土层、内支护和外支护，在围岩隧道内形成三合一的加固支护机构，将支护结构与围岩隧道岩体紧密结合于一体，对围岩隧道岩体进行稳固支护，在抓齿的作用下能够让外支护牢牢抓住围岩隧道岩体，从而增强了该支护结构的结构牢固性和稳定性，延长了支护结构的使用寿命，同时利用三合一的加固支护机构方便对围岩隧道岩体全方位进行长期加固支护处理，能够让软弱围岩隧道外表面的围岩隧道岩体始终保持平稳的状态，提高了软弱围岩隧道整体的结构牢固性和稳定性，缩减软弱围岩隧道在使用时隧道上的围岩隧道岩体出现位移、晃动、滑落产生的压力以及对支护结构造成侵蚀损害影响软弱围岩隧道安全使用的情况。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明初期支护的结构示意图；
图3为本发明图2的a处结构放大示意图
图4为本发明图3的局部结构立体图；
图5为本发明增固筋的结构立体图；
图6为本发明增固板的局部结构立体图；
图7为本发明初期支护的结构立体图；
图8为本发明上支护的结构示意图；
图9为本发明内支护的结构示意图；
图10为本发明外支护的结构示意图；
图11为本发明图10的b处结构立体图。
图中：1初期支护、11上支护、111第一开口、112第二开口、113定块、12下支护、121加固钉、13紧固螺栓、2外支护、21外顶支板、211第一圆孔、212第二圆孔、22外底支板、23抓齿、3外加固拉持机构、31第一凸块、32第二凸块、33增强管、331通孔、34连板、35螺钉、4外钢筋混凝土层、5内钢筋混凝土层、6内加固拉持机构、61增固板、611尖齿、612钉孔、613防滑槽、62土钉、621限位螺母、63拉持杆、631穿孔、64增固筋、641锚杆、6411加强筋、642锚头、6421垫片、6422槽纹、6423拉持柱、6424凸起、643插入锥、6431凸齿、7内支护、71内顶支板、72内底支板、8围岩隧道岩体。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-11，本发明提供一种技术方案：
一种用于软弱围岩隧道的支护结构，包括安装于围岩隧道岩体8内的初期支护1、安装于初期支护1的外表面与围岩隧道岩体8之间的外支护2、以及安装于初期支护1内的内支护7，初期支护1包括主视外形呈弧形结构的上支护11、主视外形呈“ｕ”形结构的下支护12、以及用于将上支护11与下支护12稳固相连的紧固螺栓13，该上支护11的外表面分别间隔开设有圆形结构的第一开口111和圆形结构的第二开口112，且相邻的第一开口111之间安设第二开口112；下支护12的一侧间隔设置有加固钉121，加固钉121的设置便于将下支护12与外底支板22稳固连接于一体，便于初期支护1与外支护2快速进行安装，使得初期支护1与外支护2紧密结合于一体，从而方便软弱围岩隧道支护结构的安装，也有利于提高软弱围岩隧道支护结构的整体稳固性。
外支护2的外表面间隔分布有圆锥形结构的抓齿23，采用的抓齿23能够让外支护2牢牢抓住围岩隧道岩体8，该外支护2包括主视外形呈弧形结构的外顶支板21以及主视外形呈“l”形结构的外底支板22，且外顶支板21的顶部间隔开设有第一圆孔211；外底支板22竖直段的侧面间隔开设有供加固钉121插接的第二圆孔212，该外底支板22横直段的侧面与下支护12侧面紧密贴合；加固钉121的一端延伸出第二圆孔212、外底支板22侧面并与围岩隧道岩体8固定相连。
初期支护1与外支护2之间形成的空间内注有外钢筋混凝土层4，该初期支护1与外支护2之间预埋置有浇注于外钢筋混凝土层4内的七组外加固拉持机构3；外加固拉持机构3包括分布在初期支护1外表面的第一凸块31、第二凸块32、增强管33以及位于第一凸块31、第二凸块32、增强管33正面的弧形连板34，该第一凸块31与第二凸块32相互镜像设置；第一凸块31与第二凸块32分别固定连接于初期支护1外表面，该第一凸块31与第二凸块32之间卡接有增强管33，且增强管33的外表面沿管体轴向方向间隔开设有圆形通孔331；连板34的正面间隔设置有螺钉35，该螺钉35将增强管33与连板34固定相连于一体。
初期支护1与内支护7之间形成的空间内注有内钢筋混凝土层5，该初期支护1与内支护7之间预埋置有浇注于内钢筋混凝土层5内的七组内加固拉持机构6，且内支护7包括主视外形呈弧形结构的内顶支板71以及主视外形呈“ｕ”形结构的内底支板72；内加固拉持机构6包括弧形结构的增固板61、增固筋64、以及用于将增固板61与初期支护1连接于一体的土钉62；增固板61安置于初期支护1与内支护7之间，该增固板61的一侧朝向内支护7外表面的位置分别间隔分布有尖齿611和拉持杆63，采用的尖齿611能够增加增固板61表面的抓力，在通过土钉62将增固板61与上支护11相连时，利用尖齿611让增固板61牢牢连接在上支护11上，提高增固板61在上支护11的连接稳固性，能够利用土钉62能够将增固板61、上支护11、增强管33、外支护2相连接于一体，使得支护结构整体更加牢固，且相邻的尖齿611之间安设拉持杆63；拉持杆63的一端固定连接于增固板61的板体上，该拉持杆63的外表面间隔开设有供混凝土填充的穿孔631；穿孔631的设置能够在内支护7与初期支护1浇注内钢筋混凝土层5时，让混凝土填充到穿孔631内，使得内钢筋混凝土层5与拉持杆63牢固浇注于一体，增固板61的板体一侧间隔开设有供土钉62相穿的圆形钉孔612，该土钉62的一端依次穿过钉孔612、第二开口112、第一圆孔211并与围岩隧道岩体8固定相连；增固筋64包括锚杆641，该锚杆641的一端依次穿过第一开口111、外支护2、围岩隧道岩体8并位于围岩隧道岩体8内的位置固定连接有插入锥643，且插入锥643的外表面环形分布有四组截面外形呈三角形结构的凸齿6431；凸齿6431的设置能够让插入锥643与围岩隧道岩体8紧密结合，防止在使用过程中锚杆641与围岩隧道岩体8出现分离的情况，有利于提高该支护结构的结构稳固性，锚杆641的另一端位于内支护7与初期支护1之间的位置固定连接有锚头642，该锚头642的外表面环形分布有四组拉持柱6423，且拉持柱6423的柱体表面间隔分布有圆球状凸起6424，凸起6424的设置能够让拉持柱与内钢筋混凝土层5牢牢连接于一体，提高了拉持柱6423与内钢筋混凝土层5的连接稳固性，进而提高了该支护结构整体的牢固性。
上支护11的底端固定连接有“l”形结构的定块113，该定块113的块体顶部开设有供紧固螺栓13相穿的螺栓孔，且定块113的底部为粗糙面，粗糙面的设置能够增大定块13与下支护12之间的摩擦力，使得上支护11与下支护12在紧固螺栓13的作用下牢牢结合于一体。
第一凸块31与第二凸块32的截面外形均呈直角梯形结构，该第一凸块31与第二凸块32的斜面上均开设有供增强管33卡接的“c”形凹口，凹口的设置能够将增强管33牢牢卡接在第一凸块31与第二凸块32之间。
连板34的正面开设有供螺钉35穿过的圆口，该圆口内涂覆有磨砂层，磨砂层的设置便于利用螺钉35这一连接件穿过圆孔，将连板34与增强管33牢固结合于一体。
增固板61的板体侧面靠近初期支护1内表面的位置间隔开设有防滑槽613，该防滑槽613的截面外形呈“s”形结构，“s”形结构的防滑槽613，能够增大增固板61表面的粗糙程度及防滑系数，能够在未浇注内钢筋混凝土层5时，提高增固板61与上支护11之间的连接稳固性；能够在浇注内钢筋混凝土层5时让混凝土进入防滑槽613，使得内钢筋混凝土层5与增固板61牢固浇注于一体。
土钉62的一端浇注于内钢筋混凝土层5内的位置焊接有限位螺母621，该土钉62的安设位置与外底支板21的安设位置相垂直，限位螺母621的设置能够在使用土钉62将增固板61、上支护11及外支护2结合时，防止土钉62过渡的钉入到围岩隧道岩体8内，利用限位螺母621对土钉62起到限位的同时，让土钉62既能够浇注在内钢筋混凝土层5内，又能够浇注在外钢筋混凝土层4内，使得土钉62将内钢筋混凝土层5、外钢筋混凝土层4和下支护12牢固的结合于一体。
锚头642的底部固定粘接有圆形结构的垫片6421，垫片6421的设置能够降低增固筋64在将上支护11、外支护2连接于一体时，锚头642与上支护11之间所产生的磨损，从而延长锚头642的使用寿命，该锚头642的外表面间隔分布有凹凸状结构的槽纹6422，槽纹6422的设置能够让锚头642表面具有凹凸状结构，增大了锚头642整体的粗糙程度，提高了锚头642整体的抓力，使得锚头642牢牢与内钢筋混凝土层5相结合。
锚杆641至少安设有七组，该锚杆641的外表面间隔分布有加强筋6411，加强筋6411的设置能够增强锚杆641整体的结构强度，提高锚杆641的抗裂性能，降低锚杆641在将上支护11与外支护2相结合使用时所受到的磨损，从而延长了锚杆641的使用寿命，且锚杆641的杆体表面涂覆有防腐漆。
钉孔612的孔壁内嵌装有橡胶垫，橡胶垫的设置能够在土钉62使用时，降低土钉62对钉孔612造成的磨损，且橡胶垫的外表面与钉孔612的内孔壁之间涂覆有胶粘剂，胶粘剂的设置能够让橡胶垫牢固连接在钉孔612内。
拉持柱6423柱端头的截面外形呈直角三角形，直角三角形结构的设计能够让拉持柱6423牢固与内钢筋混凝土层5结合于一体，提高拉持柱6423牢固与内钢筋混凝土层5结合后的整体牢固性，该拉持柱6423的柱端头焊接有耐腐环，耐腐环的设置能够降低内钢筋混凝土层5对拉持柱6423造成的侵蚀损害，从而延长拉持柱6423的使用寿命，进而延长了锚杆641的使用寿命，有利于增固筋64长期将增固板61、上支护11、外支护2牢固拉持于一体。
本发明采用的抓齿23能够让外支护2牢牢抓住围岩隧道岩体8，并在增固筋64、土钉62与螺钉35的配合下，将初期支护1与外支护2相连接，使得围岩隧道岩体8与初期支护1、外支护2牢牢拉持于一体，同时在外支护2与初期支护1之间埋置外加固拉持机构3并浇注上外钢筋混凝土层4，在围岩隧道岩体8内形成第一处加固支护机构，利用内加固拉持机构6将初期支护1与外钢筋混凝土层4相连，让初期支护1在围岩隧道岩体8上形成第二处加固支护机构，且在内支护7与初期支护1之间埋置内加固拉持机构6并浇注内钢筋混凝土层5，使得内钢筋混凝土层5对围岩隧道岩体8形成第三处加固支护机构，通过内加固拉持机构6与外加固拉持机构3相配合将第一处、第二处及第三处加固支护机构牢固结合于一体形成三合一的加固支护机构，大幅度提高了该支护结构的结构牢固性和稳定性，方便利用三合一的加固支护机构对围岩隧道岩体8全方位进行长期加固支护处理，从而提高软弱围岩隧道整体的结构牢固性和稳定性。
工作原理：在软弱围岩隧道的建造步骤：
s1、首先对隧道进行开挖后及时在隧道内安置外支护2，外支护2贴合在围岩隧道岩体8上；
s2、然后在外支护2上安置初期支护1，先将下支护12安置在开挖的隧道内，让外支护2的外底支板22安置在下支护12两侧，而后将上支护11安置在下支护12上，并利用紧固螺栓13将上支护11与下支护12紧密结合；在安置初期支护1前，需要在初期支护1外侧安置外加固拉持机构3，在初期支护1的内侧安置内加固拉持机构6，通过内加固拉持机构6与外加固拉持机构3将初期支护1与外支护2牢牢的结合于一体，下支护12与外底支板22之间通过加固钉121相连接于一体，之后将初期支护1封闭成环；
s3、在设置内加固拉持机构6与外加固拉持机构3时，首先需要在初期支护1上的第一凸块31与第二凸块32之间卡接设置增强管33，而后利用连板34及螺钉35的配合将七组增强管33连接于一体，再利用增固筋64将上支护11、增强管33和外支护2结合于一体，而后再利用土钉62将增固板61、上支护11与外支护2结合于一体，利用加固钉121将外支护2与下支护12结合于一体，从而将初期支护1与外支护2紧密结合于一体；
s4、在设置外加固拉持机构3时，初期支护1与外支护2之间留有一定的空间，并在预留出的空间内通过注浆机浇注外钢筋混凝土层4，外钢筋混凝土层4将外加固拉持机构3一同浇注在预留的空间内；
s5、将内支护7安置在初期支护1内，能够选择将内底支板72与下支护12相互贴合，或者选择在内底支板72底部与下支护12之间加入砖石等建筑材料让内底支板72与下支护12之间不接触，内底支板72与初期支护1的外表面预留出空间，通过注浆机将预留的空间内浇注内钢筋混凝土层5，内钢筋混凝土层5将内加固拉持机构6一同浇注在预留的空间内，内钢筋混凝土层6和外钢筋混凝土层4内均预先埋置有钢筋骨架，在浇注内钢筋混凝土层6时，先通过外置的建筑支架将内支护7进行支撑，待稳定后进行浇注形成内钢筋混凝土层6，即可完成软弱围岩隧道的支护工作。
本发明能够通过外加固拉持机构3、内加固拉持机构6、内钢筋混凝土层5、外钢筋混凝土层4、内支护7和外支护2，在围岩隧道内形成三合一的加固支护机构，将支护结构与围岩隧道岩体8紧密结合于一体，对围岩隧道岩体8进行稳固支护，在抓齿23的作用下能够让外支护2牢牢抓住围岩隧道岩体8，从而增强了该支护结构的结构牢固性和稳定性，延长了支护结构的使用寿命，同时利用三合一的加固支护机构方便对围岩隧道岩体8全方位进行长期加固支护处理，能够让软弱围岩隧道外表面的围岩隧道岩体8始终保持平稳的状态，提高了软弱围岩隧道整体的结构牢固性和稳定性，缩减软弱围岩隧道在使用时隧道上的围岩隧道岩体8出现位移、晃动、滑落产生的压力以及对支护结构造成侵蚀损害影响软弱围岩隧道安全使用的情况。
需要说明的是，该文中出现的诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另一个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。