[发明专利]一种隧道多向支护系统

说明书

本发明公开了一种隧道多向支护系统，包括若干环形支架、若干轴向支架，若干环向支架通过环向变形结构连接形成环向支护，若干轴向支架通过轴向‑横向变形结构连接形成轴向支护，若干环向支护平行等距排列，环向支护之间通过轴向支护连接，环向支护与轴向支护交接处设有径向支护，径向支护包括若干径向锚杆、径向变形结构，若干径向锚杆通过径向变形结构连接形成径向支护，径向支护安装在环向支护圆弧外侧。径向变形结构包括第一径向锚杆尾端、第二径向锚杆首端、内部弹簧、外部弹簧，第一径向锚杆尾端与第二径向锚杆首端通过内部弹簧、外部弹簧连接。本系统可以在轴向、径向、环向同步对隧道围岩变形引起的问题进行解决，更加全面，更具安全性。

技术领域

本发明属于隧道支护技术领域，具体地说，涉及一种隧道多向支护系统。

背景技术

近几十年来，我国已经建成了大量的地下隧道，并且规划即将建设更多的地下隧道。然而，在修建隧道过程中，由于不良地质构造、开挖扰动等影响，在隧道的建设以及运营期发生了诸多隧道围岩坍塌事故，针对隧道围岩稳定性维护问题，许多工程及研究人员实施了多种支护措施。然而，由于隧道围岩的隐蔽性、所处地质构造和应力环境的复杂性，在目前现有的隧道支护技术实施后，仍然时不时的发生隧道围岩坍塌事故。通过阅读大量的文献、最新研究进展以及现场调研，总结出目前隧道支护技术亟待解决的问题：1)极少考虑轴向-径向同步变形支护；2)极少考虑沿隧道轴向挤压变形支护；3) 极少考虑沿隧道横向错位变形支护。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种隧道多向支护系统，为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种隧道多向支护系统，包括若干环形支架、若干轴向支架，所述若干环向支架通过环向变形结构连接形成环向支护，所述若干轴向支架通过轴向-横向变形结构连接形成轴向支护，所述若干环向支护平行等距排列，环向支护之间通过轴向支护连接，所述环向支护与轴向支护交接处设有径向支护，所述径向支护包括若干径向锚杆、径向变形结构，所述若干径向锚杆通过径向变形结构连接形成径向支护，径向支护安装在环向支护圆弧外侧，所述径向变形结构包括第一径向锚杆尾端、第二径向锚杆首端、内部弹簧、外部弹簧，所述第二径向锚杆首端设有横向外凸的弹簧轴，所述外部弹簧套设在外部弹簧轴上，外部弹簧一端与第二径向锚杆首端连接，另一端与第一径向锚杆尾端连接，所述第一径向锚杆尾端设有横向凹槽，所述内部弹簧设置在凹槽内，内部弹簧一端与凹槽底部连接，另一端与弹簧轴连接，所述轴向-横向变形结构包括第一轴向支架尾端、第二轴向支架首端、内部弹簧、外部弹簧，所述第二轴向支架首端设有横向外凸的弹簧轴，所述外部弹簧套设在外部弹簧轴上，外部弹簧一端与第二轴向支架首端连接，另一端与第一轴向支架尾端连接，所述第一轴向支架尾端设有横向凹槽，所述内部弹簧设置在凹槽内，内部弹簧一端与凹槽底部连接，另一端与弹簧轴连接。

进一步地，所述环向变形结构包括第一环形支架的尾端、第二环形支架的首端，内部弹簧、外部弹簧，所述第二环形支架首端设有横向外凸的弹簧轴，所述外部弹簧套设在外部弹簧轴上，外部弹簧一端与第二环形支架首端连接，另一端与第一环形支架尾端连接，所述第一环形支架尾端设有横向凹槽，所述内部弹簧设置在凹槽内，内部弹簧一端与凹槽底部连接，另一端与弹簧轴连接。

进一步地，所述弹簧轴端部设有弹簧压盘，弹簧轴通过弹簧压盘与内部弹簧连接，弹簧压盘直径等于或略小于凹槽内径。

进一步地，所述轴向-横向变形结构还包括柔性变向段，所述柔性变向段一端与弹簧轴连接，另一端与弹簧压盘连接。

进一步地，所述凹槽口内侧各设有一个卡头，两个卡头之间的距离等于或略小于弹簧轴外径。

进一步地，所述轴向-横向变形结构的卡头与弹簧轴的接触面为曲面。

进一步地，所述第二径向锚杆首端与弹簧轴的连接面上设有弹簧槽，第一径向锚杆凹槽口端的平面上设有弹簧槽，所述外部弹簧的两端与弹簧槽卡接。