软弱围岩隧道循环利用型拱脚顶撑加压下沉控制装置的制作方法

1.本实用新型涉及隧道施工领域领域。更具体地说，本实用新型涉及一种软弱围岩隧道循环利用型拱脚顶撑加压下沉控制装置。


背景技术：

2.近些年随着公路事业迅猛发展，涉及的隧道工程建设数量的增加，各类软弱围岩隧道工程事故频发，软弱围岩隧道初期支护施工中拱脚沉降，一直是施工现场的质量痛点，拱脚沉降常会诱发塌方或洞顶大幅沉降，形成质量与安全风险。在隧道分部开挖和支护时，钢拱架与基底接触面积很小，软弱围岩地基能够提供的支撑力十分有限，由于拱脚地基承载力不足和拱脚下部开挖造成钢拱架悬空等导致的钢拱架拱脚沉降问题就比较突出，进而増加围岩的松弛变形，对于隧道变形控制和施工安全极为不利，不仅影响施工进度，而且发生大变形后对原有支护结构再进行二次拆换的施工费用高、安全风险大对于隧道在施工过程中因钢拱架拱脚下沉而产生的围岩松弛和变形，已形成了一系列的拱脚沉降控制措施且被广泛采用。尤其在台阶法施工中，一些沉降控制措施己经成为不可缺少的技术手段。然而拱脚沉降措施对成本及工期影响较大，施工时的灵活性、可调节性差，不能完全满足隧道施工的要求。


技术实现要素：

3.针对现有技术中的不足，本实用新型的目的在于提供一种软弱围岩隧道循环利用型拱脚顶撑加压下沉控制装置，定时查看控制装置所承受的压力，调整控制装置顶撑压力，使钢拱架拱脚始终处于可控、可知状态，有效提高钢架拱脚的支撑能力与抗变形性能，避免软弱围岩隧道施工大变形风险。在仰拱施作后，回收控制装置，达到循环使用、降低施工成本的目的。
4.为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种软弱围岩隧道循环利用型拱脚顶撑加压下沉控制装置，包括受压装置、调节装置和顶撑装置；
5.所述受压装置用于与拱脚连接；所述调节装置设置于受压装置下方，用于调整拱脚高度；所述顶撑装置设置于调节装置下方，用于提供支力以支撑拱脚。
6.优选的是，所述受压装置包括受压板、导向螺栓、压力传感器与位移传感器；
7.所述受压板通过导向螺栓与拱脚连接板连接，所述导向螺栓穿设于所述调节装置上，所述压力传感器与位移传感器均设置在受压板与调节装置之间，用于测量受压板承受的压力，以及受压板的竖向位移。
8.优选的是，所述调节装置包括调节板与调节螺母；
9.所述调节板尺寸略大于所述受压板，所述调节板设置螺栓孔，所述导向螺栓穿过所述调整板的部分螺栓孔，且所述调节板的螺栓孔处不设置螺母紧固所述导向螺栓，以保证导向螺栓自由竖向移动；调节板通过调节螺母和螺栓孔与顶撑装置的顶撑螺栓连接。
10.优选的是，所述顶撑装置包括底板、薄型千斤顶、顶撑螺栓与底板螺母；
11.所述底板设置螺栓孔，顶撑螺栓通过底板螺母与底板连接，薄型千斤顶位于底板与调节板之间。
12.优选的是，所述受压板为钢板，所述受压板设置4个螺栓孔和4个导向螺栓。
13.本实用新型至少包括以下有益效果：下沉控制装置对拱脚沉降、应力进行监测并对支撑力进行补偿，使初支拱脚始终处于可控、可知状态，有效提高钢架拱脚的支撑能力与抗变形性能，避免软弱围岩隧道施工大变形风险。仰拱施作后，回收下沉控制装置。下沉控制装置的工程成本低，工期短，施工时的灵活性、可调节性好。
14.本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
15.图1是本实用新型软弱围岩隧道循环利用型拱脚顶撑加压下沉控制装置的二维示意图；
16.图2是本实用新型软弱围岩隧道循环利用型拱脚顶撑加压下沉控制装置的三维示意图；
17.图3是本实用新型软弱围岩隧道循环利用型拱脚顶撑加压下沉控制装置移出薄型千斤顶后的三维示意图。
18.附图标记说明：11-受压板；12-压力传感器；13-位移传感器；14-导向螺栓；21-调节板；22-调节螺母；31-底板；32-顶撑螺栓；33-底板螺母；34-薄型千斤顶；41-连接板；42-钢拱架。
具体实施方式
19.下面结合附图对本实用新型进行详细、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本实用新型。在结合附图对本实用新型进行说明前，需要特别指出的是：本实用新型中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案和技术特征可以相互组合。
20.此外，下述说明中涉及到的本实用新型的实施例通常仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
21.以下结合附图及实施对本实用新型作进一步的详细说明，其具体实施过程如下：
22.如图1～3所示，本实用新型提供一种软弱围岩隧道循环利用型拱脚顶撑加压下沉控制装置，包括受压装置、调节装置和顶撑装置；
23.所述受压装置用于与隧道钢拱架42拱脚连接；所述调节装置设置于受压装置下方，用于调整钢拱架42拱脚高度；所述顶撑装置设置于调节装置下方，用于提供支力以支撑拱脚。
24.本技术方案还可以包括以下技术细节，以更好地实现技术效果：所述受压装置包括受压板11、导向螺栓14、压力传感器12与位移传感器13；
25.所述受压板11通过导向螺栓14与拱脚连接板41连接，所述导向螺栓14穿设于所述
调节装置上，允许拱脚连接板41在竖向自由移动，保证受压板11充分受力，所述压力传感器12与位移传感器13均设置在受压板11与调节装置之间，在本实施例中，所述压力传感器12与位移传感器13均设置在受压板11与调节板21之间，用于测量受压板11承受的压力，以及受压板11的竖向位移。
26.本技术方案还可以包括以下技术细节，以更好地实现技术效果：所述调节装置包括调节板21与调节螺母22；
27.所述调节板21为钢板，尺寸略大于所述受压板11，所述调节板21设置8个螺栓孔，所述导向螺栓14穿过所述调整板的部分螺栓孔，且所述调节板21的螺栓孔处不设置螺母紧固所述导向螺栓14，以保证导向螺栓14自由竖向移动；调节板21边缘处通过调节螺母22和螺栓孔与顶撑装置的4个顶撑螺栓32连接。
28.在本实施例中，调节螺母22与顶撑螺栓32尺寸相适应，顶撑螺栓32与调节板21相交的4个螺栓孔处上下各设置1个调节螺母22(共8个)，活动扳手扭动调节螺母22可以实现装置高度的调节。
29.本技术方案还可以包括以下技术细节，以更好地实现技术效果：所述顶撑装置包括底板31、薄型千斤顶34、顶撑螺栓32与底板螺母33；
30.所述底板31为钢板，尺寸应与拱脚连接板41相适应，设置4个螺栓孔，顶撑螺栓32通过底板螺母33与底板31连接，支撑调节板21，薄型千斤顶34位于底板31与调节板21之间，起到支撑调节板21的作用，另外，薄型千斤顶34在调节板21固定后可以收缩后从下沉控制装置中取出。
31.本技术方案还可以包括以下技术细节，以更好地实现技术效果：所述受压板11为钢板，钢板的尺寸与厚度应与拱脚连接板41相适应，所述受压板11设置4个螺栓孔和4个导向螺栓14，受压板11通过4个导向螺栓14与拱脚连接板41连接，拱脚连接板41处设螺母拧紧。
32.尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。