[发明专利]用于控制隧道围岩变形破坏的防护结构及支护体系及方法

权利要求书

1.用于控制隧道围岩变形破坏的防护结构，其特征在于，包括间隔设定距离设置的两个压板，两个压板之间固定有缓冲减震装置，缓冲减震装置与两个压板固定为一体结构，该结构设于两段隧道围岩支护体系之间且两个压板分别与一段隧道围岩支护体系连接；

所述缓冲减震装置包括至少一个气囊，当气囊数量为多个时，气囊对称设置；所述缓冲减震装置还包括设于两个压板之间的弹性元件；所述弹性元件为弹簧，弹簧设于两个压板的中部及端部；所述弹簧套于钢管的外侧，钢管的两端分别与压板连接，气囊的加入为开挖初期围岩自稳变形提供了缓冲空间，充分利用围岩自承能力，避免了初支结构在围岩自稳阶段应力过大的问题，与刚性的两个压板相互结合，控制隧道围岩沉降变形达到某一设定值时弹簧中部钢管下插，初支体系转为刚性，避免了后期运营过程隧道变形过大的问题，保证结构寿命。

2.如权利要求1所述的防护结构，其特征在于，所述气囊的变形量小于等于20cm。

3.用于控制隧道围岩变形破坏的支护体系，其特征在于，包括用于支撑隧道围岩的拱架，拱架包括三段：顶部拱架和两段脚部拱架，在相邻两段拱架之间设置防护结构，防护结构包括间隔设定距离设置的两个压板，两个压板之间固定有缓冲减震装置，缓冲减震装置与两个压板固定为一体结构；所述缓冲减震装置包括至少一个气囊，还包括设于两个压板之间的弹性元件，弹性元件为弹簧，所述防护结构设于支护体系的两个脚部，气囊的加入为开挖初期围岩自稳变形提供了缓冲空间，充分利用围岩自承能力，避免了初支结构在围岩自稳阶段应力过大的问题，与刚性的两个压板相互结合，控制隧道围岩沉降变形达到某一设定值时弹簧中部钢管下插，初支体系转为刚性，避免了后期运营过程隧道变形过大的问题，保证结构寿命。

4.如权利要求3所述的用于控制隧道围岩变形破坏的支护体系，其特征在于，所述拱架为平行设置的双拱结构。

5.如权利要求3-4任一项所述的用于控制隧道围岩变形破坏的支护体系的施工方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)隧道开挖，每循环进行支护施工，全断面设置双层钢筋网并喷射混凝土；

2)每循环底部两侧各固定一段脚部拱架，并加大脚部拱架与下部土体的受力面积；

3)在两脚部拱架上分别固定防护结构并焊接脚部拱架与防护结构的压板；

4)在两个防护结构的上部之间固定焊接顶部拱架。