一种大断面隧道岩体支护结构及方法

本发明涉及隧道岩体支护，具体为一种大断面隧道岩体支护结构及方法。

背景技术：

1、当隧道工程中开挖面较大的时候，称为大断面；而岩体在自然状态下经历了漫长的地质作用过程，其中存在着各种地质构造和弱面，如不整合，褶皱，断层，节理，裂隙等等特点，故在大断面隧道开挖的时候，需要对岩体进行支护。

2、公开号为“cn217632452u”提供的软弱围岩超大断面隧道开挖支护结构，包括支护机构，支护机构包括：多个主支撑架，通过第一定位组件可拆卸拼接在一起且用于对隧道进行支撑；多个副支撑架，通过第二定位组件可拆卸拼接在一起且用于对主支撑架进行支撑，通过第一定位组件将多个主支撑架固定连接在一起，以此来对隧道进行支撑，然后通过第二定位组件将多个副支撑架固定连接在一起，以此来对主支撑架进行支撑，从而进行对隧道进行支撑，而需要拆卸时，反向操作即能对主支撑架和副支撑架进行拆卸，从而提高了对隧道进行支护时的便利性，因此提高了隧道开挖时的施工效率。

3、但是上述装置在实施的过程中仍存在以下问题：

4、1.在实际使用中，由于隧道断面的大小不一，在针对不同大小断面的隧道进行支护的时候，该软弱围岩超大断面隧道开挖支护结构中的多个主支撑架和多个副支撑架，由于相邻的两个主支撑架为插接方式，相邻的两个副支撑架通过第二定位组件固接在一起，受其自身结构弯曲度的限制，该软弱围岩超大断面隧道开挖支护结构仅能适用于特定弧度，无法实现对断面大小不一的隧道进行支护，导致该软弱围岩超大断面隧道开挖支护结构种的使用局限性较强；

5、2.在隧道挖掘过程中且未成形闭环的时候，该软弱围岩超大断面隧道开挖支护结构由于自身的结构设计，需要固定杆对副支撑架的两端进行支撑，以维持该支护结构的稳定，此种设计，使得该软弱围岩超大断面隧道开挖支护结构的整体弧度以及大小受到局限，使得其并无法对未完成闭环的隧道进行支护，或者无法实现随时对所挖隧道进行支护；

6、3.具体使用的过程中，该支护结构仅能保证对大断面隧道岩体进行径向支撑的稳定性，并无法对大断面隧道岩体进行轴向的加固。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种大断面隧道岩体支护结构及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种大断面隧道岩体支护结构，包括衬板和底板，所述衬板用以对隧道顶部进行支护，所述底板用以对所述衬板进行支护，所述衬板沿隧道顶端的弧面对称设置，相邻两个所述衬板之间通过支撑件固接，对称设置的所述衬板最底端通过多个所述底板支撑，沿隧道的轴向设置的多个所述衬板之间通过连接件固接。

4、优选的，相邻设置的两个所述衬板之间设有间距，多个所述衬板的结构大小完全相同。

5、优选的，所述衬板两侧对称设置有侧接螺纹孔，所述侧接螺纹孔和所述连接件螺纹配合。

6、优选的，所述衬板的内侧对称设置有插杆，所述插杆通过销子转动连接于固定座，所述固定座固接于所述衬板内壁。

7、优选的，所述底板的两端对称设置有支撑螺纹孔。

8、优选的，所述支撑螺纹孔的两侧对称设置有插孔，所述插孔和所述插杆相适配。

9、优选的，相邻设置的两个所述底板之间通过锁紧件固接，所述锁紧件和所述支撑螺纹孔螺纹配合。

10、优选的，所述支撑件包含杆套、限位螺杆和转动座，所述杆套通过转轴转动连接于所述转动座，所述限位螺杆和所述杆套螺纹配合，所述转动座固接于所述衬板的内壁。。

11、优选的，多个所述衬板上的所述支撑件交错设置。

12、s1：根据所挖隧道截面的大小，设置相应数量的衬板，并转动相邻两个衬板之间的限位螺杆，使得相邻两个衬板之间的距离固定，直至多个衬板所组成的弧形最底端的两个衬板的位置得以固定；

13、s2：根据上述步骤中，最低端两个衬板之间的间距，设置相应数量的底板，并将最两侧的两个底板通过衬板上铰接的插杆和底板上的插孔之间的插接，来使得底板对衬板进行整体支撑，转动多个底板之间的锁紧件，使得多个底板之间的间距固定，继而使得多个底板形成一个整体，并通过插孔和插杆使得底板和衬板形成整体；

14、s3：根据上述步骤中，已形成整体的衬板和底板，沿着所挖隧道的轴向，继续铺设衬板和底板，通过衬板侧面设置的侧接螺纹孔和连接件之间的螺纹配合，可以将相邻的两组衬板进行固定连接，以此类推，可沿着隧道轴向进行多组衬板的连接，实现对隧道更稳固的轴向和径向的支护。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

16、1.通过转动限位螺杆，可以调整相邻两个杆套之间的间距，同时可以校正相邻两个衬板之间的角度以及间距，使得实际施工过程中，可以根据实际所挖隧道的截面大小，来选择相应数量的衬板对隧道内部的弧面进行支护，该种设计，使得多个衬板所组成的支护结构的大小和弧度可以根据实际所挖隧道的截面大小来进行调整，使用范围较广，使用较为灵活，螺纹连接的设计，使得该支护结构便于安装、拆卸，且可以进行重复利用，节省施工成本；

17、2.由于每个衬板上均铰接有插杆，继而可以在实际施工过程中，根据隧道岩体结构，在隧道还未形成闭环的过程中，利用底板和插杆之间的插接配合，以及锁紧件和底板之间的螺纹配合，使得多个底板和衬板之间形成整体，且多个底板的两端可以和任何衬板之间进行组合，实现对未闭环的隧道随时进行支护，且可适用于隧道在挖掘过程中逐渐形成闭环的这一过程，确保隧道挖掘过程中避免出现坍塌等危险状况；

18、3.凭借衬板侧面对称设置的侧接螺纹孔和连接件之间的螺纹配合关系，可以沿隧道轴向铺设多组衬板和底板，并将轴向方向的多组衬板之间形成固定关系，增强了该支护结构对隧道径向以及轴向的支护能力，并提升了该支护结构的整体支撑效果，同时，可根据隧道的轴向弧度选择将不同数量的多组衬板之间进行固定，提升了该一种大断面隧道岩体支护结构的使用灵活性以及稳定性。

19、本发明在使用的过程中，根据所挖隧道截面的大小，设置相应数量的衬板，利用限位螺杆和杆套之间的螺纹配合关系，将相邻的两个衬板进行固定连接，并通过转动相邻两个衬板之间的限位螺杆，使得相邻两个衬板之间的距离进行调整，以适用于不同的岩体环境，直至多个衬板所组成的弧形最底端的两个衬板的位置得以固定，根据最低端两个衬板之间的间距，设置相应数量的底板，并将最两侧的两个底板通过衬板上铰接的插杆和底板上的插孔之间的插接，来使得底板对衬板进行整体支撑，使得衬板得以加固、稳定，利用锁紧件和底板上支撑螺纹孔之间的螺纹配合，可以将多个底板形成固定连接，并通过转动多个底板之间的锁紧件，使得多个底板之间的间距固定，继而使得多个底板形成一个整体，并通过插孔和插杆使得底板和衬板形成整体，加强对隧道径向的支护能力，沿着所挖隧道的轴向，继续铺设衬板和底板，通过衬板侧面设置的侧接螺纹孔和连接件之间的螺纹配合，可以将相邻的两组衬板进行固定连接，以此类推，可沿着隧道轴向进行多组衬板的连接，实现对隧道更稳固的轴向和径向的支护，且由于该种设计，相邻两组衬板之间可以根据实际使用情况来进行固接或者拆卸，增强了该一种大断面隧道岩体支护结构在实际使用环境中的灵活性。