[发明专利]用于软岩隧道开挖的支撑装置及方法

权利要求书

1.一种用于软岩隧道开挖的支撑装置，其特征是：它包括三个弧形拱架（7）组成的拱架体；拱架体上部连接有囊袋（2）；囊袋（2）和拱架体之间设置应力片（3）；球链铰（8）下部与支撑柱（4）连接，上部与拱架体构成一榀拱架单元体；每个拱架单元体之间皆采用剪力架（6）和横梁（13）连接；所述弧形拱架（7）由两个环形板或弧形杆组成的半圆形结构，相互插接抽拉伸缩。

2.根据权利要求1所述的用于软岩隧道开挖的支撑装置，其特征是：所述弧形拱架（7）插接处设置插销，由插销限制弧形拱架（7）的伸缩。

3.根据权利要求1所述的用于软岩隧道开挖的支撑装置，其特征是：所述剪力架（6）和横梁（13）分别与支撑柱（4）的中部和上端连接。

4.根据权利要求1所述的用于软岩隧道开挖的支撑装置，其特征是：所述拱架体上的弧形拱架（7）由多个连接杆（14）连接。

5.根据权利要求1所述的用于软岩隧道开挖的支撑装置，其特征是：所述支撑柱（4）下端与万向脚轮（11）连接。

6.根据权利要求1所述的用于软岩隧道开挖的支撑装置，其特征是：所述万向脚轮（11）中预留有可植入锚杆（15）的孔洞。

7.根据权利要求1所述的用于软岩隧道开挖的支撑装置，其特征是：所述应力片（3）与压力表（12）电性连接，压力表（12）安装于支撑柱（4）上。

8.根据权利要求1所述的用于软岩隧道开挖的支撑装置，其特征是：所述拱架体和支撑柱（4）上皆设置有注浆孔。

9.根据权利要求1~8任一项所述的用于软岩隧道开挖的支撑装置的支撑加固方法，其特征是，它包括如下步骤：

S1，利用隧道开挖的的废料填充囊袋（2），在软岩还处于临空状态前将该支撑装置推入隧道；

S2，同时向两侧拉动支撑柱（4），弧形拱架（7）伸展，使两侧支撑柱（4）之间的距离达到所需要的宽度，采用插销穿过弧形拱架（7）锁定；

S3，同时向两端拉动支撑柱（4），剪力架（6）伸展，使该支撑装置两端的支撑柱（4）之间的距离达到所需要的长度，每两个相邻的支撑柱（4）之间采用横梁（13）连接；

S4，锁定万向脚轮（11），在万向脚轮（11）预留的孔洞中打入锚杆（15），锚杆（15）穿过万向脚轮（11）深入岩体；

S5，完成S2、S3步骤后，囊袋（2）与隧洞顶部接触，将应力均化，并预留变形量在岩体变形时产生一个卸力的效果，开启连接应力片（3）的压力表（12），记录应力数值；

S6，间隔一段时间后再次读取压力表（12）的数值，判断应力分布情况，对应力较大的局部进行加固；

S7，向拱架体和支撑柱（4）的注浆孔注入浆液，提升支撑装置整体刚度。