基于滑坡地段隧道的防护加固装置及加固方法与流程

本发明涉及隧道工程地质灾害防治，具体为基于滑坡地段隧道的防护加固装置及加固方法。

背景技术：

1、对于在役滑坡地段隧道,出于降雨、地下水位升降等因素的影响,滑坡体自重和下滑力增大,抗滑力减小。滑坡体的失稳将直接导致隧道发生不同程度的病害,如衬砌开裂、变形、片帮、坍塌、整体移动等,从而严重影响隧道的行车安全及正常运营，而现有的防护措施，多使用加固钢网或抗滑桩支挡，但该方式在实际使用中仍存在一些缺点：

2、一是：加固结构单一，导致加固效果有限；

3、二是：安装过程繁琐，人工一一铺设费时费力；

4、因此现提出一种基于滑坡地段隧道的防护加固装置及加固方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于滑坡地段隧道的防护加固装置及加固方法：本装置通过基架、钢制铺网、横纵加强格栅的三层加固结构，实现滑坡局部防护加固的同时，通过基架的快速平铺以及三者间快速拼装的结构设计，以在提高装置装配效率。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于滑坡地段隧道的防护加固装置，包括：中心安装件，以及周向分布的若干延伸安装件，相邻所述延伸安装件之间铰接有第一连接杆并构成四边形结构；所述中心安装件外周铰接有四个第二连接杆，且四个所述第二连接杆的离心端作用在对应的延伸安装件上；当所述中心安装件、外周的若干延伸安装件、第一连接杆以及第二连接杆共面时，可形成滑坡防护加固的基架；所述第一连接杆、第二连接杆上还分别开设有插孔；以及钢制铺网、横纵加强格栅，且所述横纵加强格栅由若干交错设置的横杆、竖杆，以及与插孔适配插接的若干插杆构成，若干所述插杆设置在横杆与竖杆的底部，且当横纵加强格栅作用在横杆、竖杆时，所述钢制铺网置于横纵加强格栅与基架之间；还包括混凝土插柱，所述混凝土插柱可作用于中心安装件以及周向分布的延伸安装件上。

3、优选的，所述中心安装件包括安装管，以及固定在所述安装管外周的呈十字分布的连接板，且每个连接板上通过销轴设置有铰接件，且延伸安装件与中心安装件结构相同，四个所述第二连接杆以十字结构分别作用在中心安装件、延伸安装件所在的铰接件之间。

4、优选的，所述安装管顶部还设置有第一安装套，以及设置在所述第一安装套侧壁的第一螺栓，当混凝土插柱插入第一安装套内部时，所述第一螺栓用于混凝土插入的位置锁定。

5、优选的，所述混凝土插柱包括插管，以及固定在所述插管上口端的进料管；还包括开设在靠近所述插管下口端侧壁的两个通槽，且两个通槽内部设置有扩撑组件，当插管插入滑坡内部时，所述扩撑组件外扩以形成混凝土插柱的底部节点；还包括设置在所述插管下部的装配套，所述装配套与第一安装套相适配。

6、优选的，所述扩撑组件包括两个限位槽，两个限位槽开设在靠近插管下口端侧壁并置于对应通槽中部，以及设置在每个所述限位槽内部并可横向移动的楔块，且两个楔块通过第一弹簧连接；还包括设置在所述进料管上的安装杆，以及设置在安装杆中部的支管，所述支管的底端向下依次贯穿进料管、插管并固定有传动块，所述传动块两侧设置的斜面与两个楔块所在楔面贴合；所述安装杆上还设置有第二安装套，以及设置在第二安装套第二安装套侧壁的第二螺栓。

7、优选的，以及伞形支撑架体，所述伞形支撑架体可与所述插管装配使用，所述伞形支撑架体包括滑动安装在插管上的传动套，以及设置在所述传动套外周的四组扩撑连杆，且四组扩撑连杆分别作用在四个第二连接杆上方并作加固用；每组扩撑连杆包括安装板，所述安装板分别通过其两端设置的第一紧固组件、第二紧固组件与中心安装件、延伸安装件连接；以及固定在所述安装板上表面的滑轨，所述滑轨远离中心安装件一端设置有端块；还包括滑动安装在所述滑轨上的滑块，且滑块的一端与端块通过第二弹簧连接，其另一端与传动套之间铰接有传动杆；以及固定在所述插管上部的固定环，还包括固定在所述固定环底部的若干电动伸缩杆，且若干电动伸缩杆的伸缩端与传动套顶部固定连接，用于带动传动套上下滑动。

8、优选的，所述第一紧固组件包括固定在安装板靠近中心安装件一端的第一l形板，以及固定在所述中心安装件所在连接板上的第二l形板，且所述第二l形板与第一l形板适配搭接；还包括分别开设在所述第二l形板、第二l形板上的螺纹孔，且所述螺纹孔内部设置有紧固件；所述第一紧固组件与第二紧固组件结构相同。

9、优选的，所述端块与第二弹簧的作用面上还设置有压力传感器。

10、优选的，以及设置在所述支管顶部的储液罐，所述储液罐内设补缝剂，所述储液罐上还设置有压力泵；还包括开设在所述储液罐底部的安装孔，且所述安装孔内设的控制阀用于实现储液罐与支管通断；所述传动块的上、中部还分别开设有与支管连通的竖形孔、通孔，当压力泵作用时，用于将储液罐内补缝剂注入支管底部的传动块位置。

11、一种滑坡地段隧道的防护加固方法，应用于前述的基于滑坡地段隧道的防护加固装置，所述加固方法包括：

12、s1:在需要加固的滑坡地段时，确定中心安装件的中心位置后，将收纳折叠状态下的第一连接杆以及第二连接杆由中心向四周打开，即拐角处的延伸安装件向外移动，以使得中心安装件、外周的若干延伸安装件、第一连接杆以及第二连接杆共面时，即可使得该结构构成滑坡防护加固的基架；

13、s2:当基架完成并呈平面加固状态时，对应中心安装件以及周向分布的若干延伸安装件位置进行打孔；

14、s3:再依次将钢制铺网、横纵加强格栅铺设至基架上；

15、s4:将混凝土插柱对应插入s中打孔位置，利用下部的扩撑组件，当插管插入滑坡内部时，所述扩撑组件外扩以形成混凝土插柱的底部节点，并浇灌混凝土。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

17、1、本发明通过基架的状态切换，一是实现基架收纳与加固的功能切换，二是快速实现基架的平铺过程，以避免现有防护加固装置需人工铺设调整的不便，三是呈平铺状态的基架可与横纵加强格栅适配插接，配合二者间的钢制铺网，进一步实现三层防护加固装置的快速安装。

18、2、作为本发明的另一种实施方式，通过扩撑组件的外扩设计，该设计不仅提高了混凝土插柱的插入体积，且由于扩撑组件的形态结构，进一步提高混凝土插柱与滑坡的连接稳定性，以保证装置定位的稳固状态。

19、3、作为本发明的其他实施方式，通过驱动电动伸缩杆的伸长，以使得传动套下移时，此时在传动杆的作用下，可使得滑块向端块一侧移动并压缩第二弹簧，由于力的相互作用，则使得该伞形支撑架体具备向外扩张的力，从而扩展了该装置的加固效果，同理，电动伸缩杆回缩，而第一紧固组件、第二紧固组件与中心安装件、延伸安装件解除连接时，即可便于装置的拆分。

20、4、作为本发明的其他实施方式，当滑坡环境出现异样情况时，例如塌方等滑坡环境遭到破坏时，此时装置所在的第二弹簧出现一定程度形变，进而使得压力传感器的数值在设定值上下波动，若波动范围超过压力传感器的设定范围时，则压力传感器将异常信号发送给单片机，单片机接收并分析信号，随后控制电动伸缩杆进一步伸缩，以尽量使得压力传感器恢复至正常范围；同时单片机进一步驱动控制阀与泵体运行，以将储液罐内部的缝补剂通过支管、竖形孔、通孔排出并至插管的底端，从而提高插管与滑坡的连接稳定性，以对滑坡异常情况进行适应性修补，进而降低滑坡坍塌的风险。