用于高地应力下隧洞施工的支护结构的制作方法

1.本实用新型属于隧洞施工技术领域，具体涉及一种用于高地应力下隧洞施工的支护结构。


背景技术：

2.山体隧洞修建时的支护是非常重要的，特别是在高地应力下的隧洞修建，高地应力环境容易引起隧道硬岩岩爆和软岩大变形问题，现阶段的高地应力下的隧洞支护组件稳定性差，隧洞易受爆破扰动等不利因素影响而发生塌方、岩爆等问题，现有的指出结构采用钢拱架、设置在钢拱架上部的超前注浆小导管，超前小导管钻入顶拱土中，超前注浆小导管的外端与钢拱架连接，形成初期支护。该支护结构在使用于
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级围岩隧洞开挖施工过程中，一定程度上加快了施工速度，保障了隧洞开挖安全，但是无法适用于高地应力下的隧洞开挖，在面对高地应力环境引发的岩爆，大变形等问题时，支护能力不足。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种用于高地应力下隧洞施工的支护结构。
4.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
5.本实用新型实施例提供一种用于高地应力下隧洞施工的支护结构，该结构包括支撑主体、喷锚支护组件和支撑杆组件；
6.所述支撑主体设置在喷锚支护组件的内侧，用于承载喷锚支护组件传递到支撑主体上的力并且分散到支撑杆组件上；
7.所述喷锚支护组件设置在支撑主体的外部并且处于隧道内侧，用于加固结构构面和层面；
8.所述支撑杆组件设置在支撑主体内的上侧，用于分散支撑主体传递的力；
9.所述支撑杆组件包括支撑杆、分力杆单元、传力杆单元，所述支撑杆沿水平向设置在支撑主体内框内，所述传力杆单元一端与支撑杆连接，另一端与支撑主体连接，所述分力杆单元依次串接传力杆单元并且两端与支撑杆和支撑主体连接处连接。
10.上述方案中，所述传力杆单元包括第一传力杆、第二传力杆、第三传力杆、第四传力杆，所述第一传力杆垂直设置并且一端设置在支撑杆的中心位置，另一端设置在支撑主体上，所述支撑杆和支撑主体之间设有第二传力杆、第三传力杆、第四传力杆。
11.上述方案中，所述分力杆单元包括第二传力杆、第一分力杆、第二分力杆、第三分力杆和第四分力杆；所述第一传力杆和第二传力杆中点之间布置第一分力杆，所述第二传力杆和第三传力杆中点之间布置第二分力杆，所述第三传力杆和第四传力杆中点之间布置第三分力杆，所述第四传力杆和支撑主体边框设有第四分力杆。
12.上述方案中，所述支撑杆的左右两端焊接于支撑主体内部，所述第一传力杆纵向焊接固定在支撑杆与支撑主体顶部中点；所述第二传力杆、第三传力杆和第四传力杆倾斜
焊接固定在支撑杆和支撑主体之间；所述第一分力杆倾斜焊接固定在第一传力杆和第二传力杆中点之间；所述第二分力杆倾斜焊接固定在第二传力杆和第三传力杆中点之间；所述第三分力杆倾斜焊接固定在第三传力杆和第四传力杆中点之间；所述第四分力杆倾斜焊接固定在第四传力杆和支撑主体边框之间。
13.上述方案中，所述第二传力杆、第三传力杆、第四传力杆、第一分力杆、第二分力杆、第三分力杆、第四分力杆以第一传力杆为对称轴对称布置。
14.上述方案中，所述支撑主体固定在喷锚支护组件内部。
15.上述方案中，所述喷锚支护组件包括混凝土支护和锚杆，所述锚杆设置若干个并且沿混凝土支护的轮廓间隔设置，所述锚杆的一端设置在混凝土支护内，另一端延伸到隧道侧壁内。
16.上述方案中，所述喷锚支护组件中锚杆的数量为15根，呈梅花型布置于混凝土支护内部。
17.上述方案中，所述混凝土支护采用钢纤维混凝土。
18.与现有技术相比，本实用新型先使用喷锚支护，利用柔性支护来吸收围岩有限的变形，并使得围岩与锚杆紧密贴合共同作用，然后使用支撑杆组件以抵御另外的变形挤压；将力均匀的分散到支撑杆组件上，使得在支撑时不会因为单独受力导致损坏而发生危险。
附图说明
19.此处所说明的附图用来公开对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
20.图1为本实用新型实施例提供一种用于高地应力下隧洞施工的支护结构的结构示意图；
21.图2为本实用新型实施例提供一种用于高地应力下隧洞施工的支护结构中喷锚支护组件的结构示意图。
22.图中：1、支撑主体；2、喷锚支护组件；3、支撑杆组件；4、支撑杆；5、第一传力杆；6、第二传力杆；7、第三传力杆；8、第四传力杆；9、锚杆；10、第一分力杆；11、第二分力杆；12、第三分力杆；13、第四分力杆；14、混凝土支护。
具体实施方式
23.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
24.本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
25.需要说明的是，在本文中，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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
26.本实用新型实施例提供一种用于高地应力下隧洞施工的支护结构，如图1、2所示，该结构包括支撑主体1、喷锚支护组件2和支撑杆组件3；
27.所述支撑主体1设置在喷锚支护组件2的内侧，用于承载喷锚支护组件2传递到支撑主体1上的力并且分散到支撑杆组件3上；
28.所述喷锚支护组件2设置在支撑主体1的外部并且处于隧道内侧，用于加固结构构面和层面；
29.所述支撑杆组件3设置在支撑主体1内的上侧，用于分散支撑主体1传递的力。
30.所述喷锚支护组件2包括混凝土支护14和锚杆9，所述锚杆9设置若干个并且沿混凝土支护14的轮廓间隔设置，所述锚杆9的一端设置在混凝土支护14内，另一端延伸到隧道侧壁内。
31.所述支撑杆组件3包括支撑杆4、分力杆单元、传力杆单元，所述支撑杆4沿水平向设置在支撑主体1内框内，所述传力杆单元一端与支撑杆4连接，另一端与支撑主体1连接，所述分力杆单元依次串接传力杆单元并且两端与支撑杆4和支撑主体1连接处连接。
32.所述传力杆单元包括第一传力杆5、第二传力杆6、第三传力杆7、第四传力杆8，所述第一传力杆5垂直设置并且一端设置在支撑杆4的中心位置，另一端设置在支撑主体1上，所述支撑杆4和支撑主体1之间设有第二传力杆6、第三传力杆7、第四传力杆8。
33.所述分力杆单元包括第二传力杆6、第一分力杆10、第二分力杆11、第三分力杆12和第四分力杆13；所述第一传力杆5和第二传力杆6中点之间布置第一分力杆10，所述第二传力杆6和第三传力杆7中点之间布置第二分力杆11，所述第三传力杆7和第四传力杆8中点之间布置第三分力杆12，所述第四传力杆8和支撑主体1边框设有第四分力杆14。
34.所述支撑杆4的左右两端焊接于支撑主体1内部，所述第一传力杆5纵向焊接固定在支撑杆4与支撑主体1顶部中点；所述第二传力杆6、第三传力杆7和第四传力杆8倾斜焊接固定在支撑杆4和支撑主体1之间；所述第一分力杆10倾斜焊接固定在第一传力杆5和第二传力杆6中点之间；所述第二分力杆11倾斜焊接固定在第二传力杆6和第三传力杆7中点之间；所述第三分力杆12倾斜焊接固定在第三传力杆7和第四传力杆8中点之间；所述第四分力杆13倾斜焊接固定在第四传力杆8和支撑主体1边框之间。
35.所述第二传力杆6、第三传力杆7、第四传力杆8、第一分力杆10、第二分力杆11、第三分力杆12、第四分力杆13以第一传力杆5为对称轴对称布置。
36.所述支撑主体1固定在喷锚支护组件2内部。
37.所述喷锚支护组件2中锚杆8的数量为15根，呈梅花型布置于混凝土支护14内部。
38.所述混凝土支护14采用钢纤维混凝土。
39.喷锚支护组件2在洞室开挖后，支护及时，与围岩密贴，柔性好，能入侵围岩裂缝，封闭节理，加固结构构面和层面，提高围岩的整体性，抑制变形发展；当而支撑主体1收到挤压时，支撑主体1受力，支撑主体1将力传导至第一传力杆5、第二分力杆6、第三传力杆7、第
四传力杆8上，再通过第一传力杆5、第二分力杆6、第三传力杆7、第四传力杆8将力传导至支撑杆4上，第一传力杆5通过第一分力杆10将力分散到第二传力杆6上，第二传力杆6用过第二分力杆11将力分散到第三传力杆7上，第三传力杆7通过第三分力杆12将力分散到第四传力杆8上，第四传力杆8通过第四分力杆13将力分散到支撑主体1上，从而使得钢拱支撑在支撑时不会应为单独一点受力导致装置损坏而发生危险。
40.以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。