来源：fun88.com 发布时间：2025-12-19 08:44:25
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本发明涉及隧道开挖防护，具体为节理化岩体超大断面隧道防垮塌主动支护结构。
1、隧道是指在既有的建筑或土石结构中挖出来的通道，是埋置于地层内的工程建筑物，而现有的隧道一般都会采用盾构机或爆破方式来进行开挖，具体开挖方式一般是有真实的情况的地形做出合理的选择，而隧道的爆破开挖方式是在隧道的掌子面钻孔，在孔洞中设置相应的炸药进行爆破，在开挖后，通常要在隧道中安设初期支护，比如锚杆、钢架、喷砼等，而且地下开挖后，围岩不发生过度变形或破碎之前进行主动人为支护以避免过度变形而破坏称，通过改进支护方法，进行矿压控制，确保了矿井安全、健康、持续、稳定的发展。
2、目前，在节理化岩体区域进行隧道爆破开挖过程中存在一定的缺陷，比如通过钻爆方式来进行隧道爆破开挖，在出渣后，由于该时间段的初期支护还不能起到稳定支护工作，以至于隧道爆破开挖后的掌子面及爆破出来的临空面易发生发生掉块、垮塌、坍塌等问题，以至于易引起安全事故。
2、针对现存技术的不足，本发明提供了节理化岩体超大断面隧道防垮塌主动支护结构，通过两个驱动组件的设置，可以带动防护组件运动至爆破开挖区域以及带动支护组件进行同步的伸展，通过防护组件中的防护网板可以对掌子面进行防护，提高了隧道爆破开挖的防护效果，通过支护组件的伸展，即可提高其主动支护的范围，通过拱形防护带、若干组滑动杆和拱形架的设置，可以对临空面进行防护，并且配合主动组件的顶升，即可形成临空面的主动支护工作，而且通过驱动组件以及主动组件的收缩，进而便于后续进行永久性支护操作，拥有非常良好的支护衔接功能，解决了现存技术中节理化岩体隧道爆破出渣后，由于该时间段里初期支护，还没起效果，以至于隧道的掌子面及爆破出来的临空面易发生发生掉块、垮塌、坍塌等问题。
4、为实现上述的目的，本发明提供如下技术方案：节理化岩体超大断面隧道防垮塌主动支护结构，包括拱形架，所述拱形架底部的两侧均固定连接有安装板，两个安装板上均设置有第一螺栓紧固件，所述拱形架和两个安装板之间设置有主动组件，所述拱形架的一侧滑动连接有三组滑动杆，且三组滑动杆的一端均固定连接有驱动板，三组滑动杆的另一端设置有用于对隧道临空面进行防护的支护组件，位于上方的一组滑动杆上安装有用于对隧道掌子面进行防护的防护组件，所述拱形架一侧的底端设置有两个用于对支护组件伸展驱动的驱动组件；
5、所述主动组件包括固定于安装板顶部的u型架，所述u型架的内部滑动连接有升降块，且升降块的顶部固定连接有顶升块，所述顶升块的顶部固定于拱形架的底部，所述u型架内壁的底部和升降块之间固定连接有第三液压伸缩杆，所述支护组件包括固定于三组所述滑动杆另一端之间的拱形块，所述拱形块和拱形架之间固定连接有收缩状的拱形防护带，所述防护组件包括用于对隧道掌子面进行防护的防护网板，所述驱动组件包括用于对其中一个驱动板纵向驱动的第一液压伸缩杆。
6、优选的，所述拱形块底部的两侧均固定连接有用于将石块向中部汇集的汇集块，且两个汇集块的内侧面均设置为弧形面，所述拱形块一侧固定连接有锥形穿刺条。
7、优选的，所述防护组件包括固定于位于上方的一组滑动杆上的第一连接架，所述防护网板的顶部与所述第一连接架的底部连接。
8、优选的，所述防护网板的顶部铰接于所述第一连接架的底部，且该组滑动杆的外表面固定连接有第二连接架，所述第二连接架位于第一连接架的一侧，所述第二连接架的底部铰接有倾斜状的第二液压伸缩杆，所述第二液压伸缩杆的底端与防护网板的内侧面铰接。
9、优选的，所述拱形架一侧的底部固定连接有滑动块，所述滑动块底部的一侧固定安装有第二螺栓紧固件，所述滑动块的顶部设置有活动板，且第一液压伸缩杆固定于活动板的内部，所述第一液压伸缩杆的伸缩端与位于侧边的驱动板固定连接。
10、优选的，所述活动板滑动连接于所述滑动块的底部，所述滑动块的顶部开设有凹槽，且凹槽的内部固定连接有一组锁紧块，所述活动板的一侧设置有锁紧组件，所述锁紧组件包括滑动连接于所述活动板的一侧的t型限位块，且t型限位块的底部用于插入于两个相邻锁紧块之间，形成活动板与滑动块的锁紧。
11、优选的，一组所述锁紧块的顶部均设置为倾斜面，且t型限位块底部的一侧设置为倾斜面。
12、优选的，所述t型限位块一侧的顶部固定连接有支板，所述活动板一侧通过支板固定连接有两个弹簧，两个所述弹簧的底端均固定于t型限位块的顶部，所述支板的内部开设有活动孔，且活动孔的内部插设有u型操作杆，所述u型操作杆的一端转动连接于t型限位块的顶部。
14、与现存技术相比，本发明提供了节理化岩体超大断面隧道防垮塌主动支护结构，具备以下有益效果：
15、1、本发明通过两个驱动组件的设置，可以带动防护组件运动至爆破开挖区域以及带动支护组件进行同步的伸展，通过防护组件中的防护网板可以对掌子面进行防护，提高了隧道爆破开挖的防护效果，通过支护组件的伸展，即可提高其主动支护的范围，通过拱形防护带、若干组滑动杆和拱形架的设置，可以对临空面进行防护，并且配合主动组件的顶升，即可形成临空面的主动支护工作，而且通过驱动组件以及主动组件的收缩，进而便于后续进行永久性支护操作，拥有非常良好的支护衔接功能，解决了现存技术中节理化岩体隧道爆破出渣后，由于该时间段里初期支护，还没起效果，以至于隧道的掌子面及爆破出来的临空面易发生发生掉块、垮塌、坍塌等问题。
16、2、本发明通过一组锁紧块的顶部以及t型限位块的底部均设置为倾斜面，便于活动板通过t型限位块与滑动块单向锁紧，以便于通过第一液压伸缩杆对驱动板挤压伸展后，第一液压伸缩杆收缩时，其活动板可以横向运动，提高其驱动板挤压推动的距离，无需设置长距离推动的液压气缸，提高了驱动组件的功能性和实用性，解决了现存技术中的爆破开挖深度一般为一米左右，以至于需要采用伸展长度为至少需要一米左右的伸缩气缸，且支护结构需要安设在爆破安全区，以至于伸缩气缸的长度应该要依据真实的情况进行设置，降低了支护组件和防护组件的顶升给进效果。
17、3、本发明通过两个弹簧自身的弹性力，可以对t型限位块向下插入对应位置的两个锁紧块之间，使得活动板与滑动块的锁紧，保证其第一液压伸缩杆对支护组件和防护组件的推进工作的稳定性，通过u型操作杆的设置，不仅便于工作人员对t型限位块向上的收缩，而且通过手部对向上拉动后的u型操作杆进行九十度旋转，使得u型操作杆的另一端与支板的顶部进行接触，进而保证其t型限位块收缩后的稳定性，不仅便于工作人员对驱动组件驱动端的初始位置做光调节，而且便于工作人员对驱动组件的复位调节。
1.节理化岩体超大断面隧道防垮塌主动支护结构，包括拱形架(1)，所述拱形架(1)底部的两侧均固定连接有安装板，两个安装板上均设置有第一螺栓紧固件，其特征是：所述拱形架(1)和两个安装板之间设置有主动组件(2)，所述拱形架(1)的一侧滑动连接有三组滑动杆(3)，且三组滑动杆(3)的一端均固定连接有驱动板(4)，三组滑动杆(3)的另一端设置有用于对隧道临空面进行防护的支护组件(5)，位于上方的一组滑动杆(3)上安装有用于对隧道掌子面进行防护的防护组件(6)，所述拱形架(1)一侧的底端设置有两个用于对支护组件(5)伸展驱动的驱动组件(7)；
2.根据权利要求1所述的节理化岩体超大断面隧道防垮塌主动支护结构，其特征是：所述拱形块(51)底部的两侧均固定连接有用于将石块向中部汇集的汇集块(53)，且两个汇集块(53)的内侧面均设置为弧形面，所述拱形块(51)一侧固定连接有锥形穿刺条(54)。
3.根据权利要求1所述的节理化岩体超大断面隧道防垮塌主动支护结构，其特征是：所述防护组件(6)包括固定于位于上方的一组滑动杆(3)上的第一连接架(62)，所述防护网板(61)的顶部与所述第一连接架(62)的底部连接。
4.根据权利要求3所述的节理化岩体超大断面隧道防垮塌主动支护结构，其特征是：所述防护网板(61)的顶部铰接于所述第一连接架(62)的底部，且该组滑动杆(3)的外表面固定连接有第二连接架(63)，所述第二连接架(63)位于第一连接架(62)的一侧，所述第二连接架(63)的底部铰接有倾斜状的第二液压伸缩杆(64)，所述第二液压伸缩杆(64)的底端与防护网板(61)的内侧面铰接。
5.根据权利要求1所述的节理化岩体超大断面隧道防垮塌主动支护结构，其特征是：所述拱形架(1)一侧的底部固定连接有滑动块(72)，所述滑动块(72)底部的一侧固定安装有第二螺栓紧固件，所述滑动块(72)的顶部设置有活动板(73)，且第一液压伸缩杆(71)固定于活动板(73)的内部，所述第一液压伸缩杆(71)的伸缩端与位于侧边的驱动板(4)固定连接。
6.根据权利要求5所述的节理化岩体超大断面隧道防垮塌主动支护结构，其特征是：所述活动板(73)滑动连接于所述滑动块(72)的底部，所述滑动块(72)的顶部开设有凹槽，且凹槽的内部固定连接有一组锁紧块(74)，所述活动板(73)的一侧设置有锁紧组件(8)，所述锁紧组件(8)包括滑动连接于所述活动板(73)的一侧的t型限位块(81)，且t型限位块(81)的底部用于插入于两个相邻锁紧块(74)之间，形成活动板(73)与滑动块(72)的锁紧。
7.根据权利要求6所述的节理化岩体超大断面隧道防垮塌主动支护结构，其特征是：一组所述锁紧块(74)的顶部均设置为倾斜面，且t型限位块(81)底部的一侧设置为倾斜面。
8.根据权利要求7所述的节理化岩体超大断面隧道防垮塌主动支护结构，其特征是：所述t型限位块(81)一侧的顶部固定连接有支板(82)，所述活动板(73)一侧通过支板(82)固定连接有两个弹簧(83)，两个所述弹簧(83)的底端均固定于t型限位块(81)的顶部，所述支板(82)的内部开设有活动孔，且活动孔的内部插设有u型操作杆(84)，所述u型操作杆(84)的一端转动连接于t型限位块(81)的顶部。
本发明涉及隧道开挖防护技术领域，且公开了节理化岩体超大断面隧道防垮塌主动支护结构，包括拱形架，拱形架底部的两侧均固定连接有安装板，两个安装板上均设置有第一螺栓紧固件，拱形架和两个安装板之间设置有主动组件。该节理化岩体超大断面隧道防垮塌主动支护结构，通过两个驱动组件带动防护组件运动至爆破开挖区域以及带动支护组件进行同步的伸展，通过防护组件中的防护网板可以对掌子面进行防护，通过拱形防护带、若干组滑动杆和拱形架的设置，可以对临空面进行防护，并且配合主动组件的顶升，即可形成临空面的主动支护工作，可以同步对隧道开挖的掌子面和临空面进行主动支护的功能，提高了支护结构的功能性和实用性。
技术研发人员：刘永奎,孙克国,宋辉星,冯树彪,王艺超,王晨光,李腾,夏佳临
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