[发明专利]一种缓冲吸能支护复合结构

说明书

本发明公开了一种缓冲吸能支护复合结构，包括U型钢框架，U型钢框架包括第一U型钢与第二U型钢，第一U型钢固定连接在第二U型钢底端两侧，两根第一U型钢之间底端连接有底板，第一U型钢与第二U型钢开口面均朝向隧道内壁，第一U型钢内以及第二U型钢内设置加固钢缆，第一U型钢与隧道之间以及第二U型钢与隧道之间均设置有长条板，长条板远离隧道内壁一侧固定连接有防护机构，防护机构远离长条板一端朝向加固钢缆，防护机构远离长条板一端与加固钢缆之间的距离小于U型钢框架两侧壁向外扩张的最大距离；通过在长条板与加固钢缆之间加装固定柱，将围压压力吸收缓释并转移至整个U型钢框架。本发明的一种缓冲吸能支护复合结构适用于高围压条件，能够提高地下施工的安全性，减少围压坍塌风险。

技术领域

本发明涉及地下工程支护结构，特别是涉及一种缓冲吸能支护复合结构。

背景技术

大基建有力推进人类文明和社会进步的同时使得资源环境难以为继，全球环境问题日益突出。荷兰提出“绿色心脏地带”，只建设地下工程以最小化现有景观破坏。基础设施建设正呈现出从地上到地下跃迁的趋势。地下空间作为“新型国土资源”，越来越多的国家开始重视深层(50～100m)空间开发利用。然而，地下中层甚至深层施工技术难度高，相比于地面工程，地下深层高地应力的问题也愈突出，遇特殊水文地质条件时会导致掘进隧道强烈变形，甚至导致隧道断面严重“颈缩”，严重威胁地下施工技术人员的生命安全。

为提升高地应力地下隧洞施工的安全性能，在隧道内加装缓冲吸能支护复合结构。现有的支护复合结构中U型钢框架受到的作用力过大时，由于未设置防护机构，一旦超过U型钢框架两侧壁形变最大值时，会直接导致U型钢框架两侧壁折断，使得U型钢框架失去缓冲吸能功能，降低其支护性能，存在较大的安全隐患。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种缓冲吸能支护复合结构，能解决现有的支护复合结构中U型钢框架受到的作用力过大时，由于未设置防护机构，一旦超过U型钢框架两侧壁形变最大值时，会直接导致U型钢框架两侧壁折断，使得U型钢框架失去缓冲吸能功能，降低其支护性能，存在较大的安全隐患的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种缓冲吸能支护复合结构，包括U型钢框架，所述U型钢框架包括第一U型钢与第二U型钢，所述第一U型钢固定连接在第二U型钢底端两侧，两根所述第一U型钢之间底端连接有底板，所述第一U型钢与第二U型钢开口面均朝向隧道内壁，所述第一U型钢内以及第二U型钢内设置加固钢缆，所述加固钢缆首尾相连形成隧道截面形状，加固钢缆用于提升整个支护复合结构组合连接结构强度，所述第一U型钢与隧道之间以及第二U型钢与隧道之间均设置有长条板，所述长条板远离隧道内壁一侧固定连接有防护机构，防护机构远离长条板一端朝向加固钢缆，所述防护机构远离长条板一端与加固钢缆之间的距离小于U型钢框架两侧壁向外扩张的最大距离。

作为本发明的一种优选技术方案，防护机构包括固定柱，所述固定柱固定连接在长条板远离隧道内壁一侧，所述固定柱远离长条板一端连接有弧形块，所述弧形块开口端朝向加固钢缆，所述弧形块与加固钢缆之间的距离小于U型钢框架两侧壁向外扩张的最大距离。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第二U型钢形状与隧道顶面形状一致。

作为本发明的一种优选技术方案，所述长条板等距分布在第一U型钢外侧以及第二U型钢外侧。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第一U型钢与第二U型钢连接处内外两侧均设置角板，两块所述角板通过螺栓与螺母将第一U型钢与第二U型钢连接在一起。

作为本发明的一种优选技术方案，所述弧形块内侧设置橡胶垫。

作为本发明的一种优选技术方案，所述固定柱与弧形块之间加装伸缩柱，所述固定柱靠近弧形块一端开设活动腔，所述活动腔内侧开设有与其相互贯通的安装腔，所述安装腔内设有弹簧，所述伸缩柱一端延伸至活动腔内与弹簧连接，所述伸缩柱可在活动腔内移动。