一种极小净距隧道钢架结构及其保护装置的制作方法

本发明涉及隧道工程初期支护的，尤其涉及一种极小净距隧道钢架结构及其保护装置。

背景技术：

1、在铁路工程中，隧道施工是一个技术性和复杂性极高的领域，特别是在复杂的地质和地形条件下。随着铁路工程的发展，出现了更多的需求来适应各种限制条件，例如地形、地质、展线条件以及桥隧相接的问题。这些因素常常限制了隧道设计，使得许多隧道必须设计为极小净距的单线并行结构。

2、在传统的隧道施工技术中，中导洞法是一种常用的方法。中导洞法首先在隧道的中部挖设一个小的导洞，然后依次向两侧扩挖，直到形成最终的隧道断面。这种方法对于软质岩石具有较好的适应性，因为软质岩石较易开挖并可以较快地形成支护结构。然而，中导洞法在硬质岩石的开挖中存在一些显著的劣势，如成本高、工作效率低、工序复杂。针对硬质岩石以及极小净距条件下的隧道施工，有必要探索更高效的施工方法。提出的极小净距隧道先行洞单边扩挖开挖支护施工方法，是一种针对这种情况的解决方案。这种方法包括首先在隧道一侧挖设一个小的先行洞，然后逐渐向另一侧扩挖，最后形成整个隧道结构。这样的方法可以更有效地控制施工过程中的地压和稳定性，特别是在硬质岩石条件下。

3、但是在施工过程中，扩挖侧钢架安装需要临时钢架与永久钢架相互连接以节省钢架耗材简化施工，扩挖施工后先安装临时钢架进行喷射混凝土施工支护，待掌子面掘进30m以上时才安装永久钢架，此时容易因临时钢架喷锚支护时混凝土覆盖，造成永久钢架难以连接，需要一种结构保证永久钢架和临时钢架能分别满足支护稳定性要求，且能提供保护防止喷射混凝土污染。

技术实现思路

1、鉴于上述现有钢架结构存在的在施工过程中，连接结构需求及保护需求无法提供足够的空间对钢架进行支撑，使得支撑不稳定的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明目的是提供一种极小净距隧道钢架结构，其目的在于通过增加一段焊接短钢架，形成一体式共用连接关系，以实现临时钢架和永久钢架分别形成安全稳固支撑体系并且增加支撑点，提高支撑稳定性。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种极小净距隧道钢架结构，其包括永久钢架，包括第一架体和第二架体，所述第二架体连接在第一架体端部；并行钢架，包括短钢架，所述短钢架连接在第一架体侧壁，并呈一定夹角，以及；临时钢架，包括斜向架体，所述斜向架体连接在短钢架的另一端，并与所述第二架体贴合。

4、作为本发明极小净距隧道钢架结构所述的一种优选方案，其中：所述第一架体和短钢架同侧端部固定有第一连接板，所述第一连接板将第一架体和短钢架此侧端部互相连接。

5、作为本发明极小净距隧道钢架结构所述的一种优选方案，其中：所述第二架体和斜向架体靠近第一架体的一端分别固定有第二连接板和第三连接板，所述第二连接板和第三连接板均能够与第一连接板可拆卸连接，且所述斜向架体与短钢架端部位置对应，所述第一架体与第二架体端部位置对应。

6、本发明的有益效果：

7、通过在永久钢架上并行焊接短钢架，并行钢架与永久钢架呈一定夹角，形状为“y”字形受力传导结构，在短钢架上沿永久钢架外轮廓弧形在腹板切出“c”字嵌扣焊接槽，外侧保留翼缘板，从翼缘板端头将整个钢架连接处焊接为一体，在拱腰永久钢架分节处预留焊接一体式共用连接板，可以通过此一体式共用连接板在拱腰处，“一拖二”连接下部永久钢架+临时钢架均可独立与上部永久钢架形成环状结构支护稳定。

8、本发明所要解决的另一个问题在于：现有的的钢架结构在浇筑的过程中，还得确保其连接点的固定板不被混凝土覆盖填埋，避免螺栓孔堵塞或者后续连接不平稳。

9、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种极小净距隧道钢架结构保护装置，其应用于上述的极小净距隧道钢架结构内，其还包括连接单元，包括安装侧板和调节转轴，所述调节转轴设置在安装侧板内侧；固定单元，包括对称设置的夹紧板，所述夹紧板设置于安装侧板内侧，并与所述调节转轴连接，且所述夹紧板能够夹在第一连接板上；保护单元，包括保护外壳、内嵌板和警示插件，所述内嵌板对称连接在夹紧板外部，所述保护外壳对称设置在内嵌板外，并与所述安装侧板连接，所述警示插件在保护外壳外连接有不少于一组，且所述警示插件能够互相连接。

10、作为本发明极小净距隧道钢架结构保护装置所述的一种优选方案，其中：所述安装侧板内壁对称固定有滑插块，所述滑插块与安装侧板相邻侧壁对称开设有滑道，其与安装侧板相对的一侧开设有卡槽，所述滑道与卡槽连通；两侧滑插块端部还活动安装有防脱板，所述调节转轴转动插接到防脱板内，其一端从顶部防脱板伸出，此端固定有转柄，所述调节转轴外壁开设有丝杆螺纹，所述调节转轴位于卡槽内。

11、作为本发明极小净距隧道钢架结构保护装置所述的一种优选方案，其中：所述夹紧板包括对称设置的接触板，所述接触板之间连接有滑接卡块；所述滑接卡块上对称开设有凹槽，所述凹槽相邻的侧壁之间固定有滑块，所述滑块配合在滑道内滑动；所述凹槽将滑接卡块分隔成对称的扶块和位于扶块中部的卡块，所述卡块和扶块顶部分别开设有螺纹孔和第一固定凹槽，所述第一固定凹槽底部固定有第一凸柱；所述接触板顶部对称固定有三角凸块，所述三角凸块内开设有转孔，其顶部固定连接有水平顶片，所述水平顶片之间形成下嵌缝。

12、作为本发明极小净距隧道钢架结构保护装置所述的一种优选方案，其中：所述保护外壳包括对称设置的防撞壳和连接在防撞壳之间的稳定卡板，所述稳定卡板中部开设有平稳槽，所述滑插块能够配合在平稳槽内滑动；所述稳定卡板底部两端对称开设有第二固定凹槽，第二固定凹槽槽底固定有第二凸柱，所述第二凸柱外套接有第一弹簧，所述第一弹簧还能够套接在第一凸柱外，其两端分别与第一固定凹槽和第二固定凹槽固定；所述防撞壳底部开设有缓冲凹槽，其远离安装侧板和稳定卡板的两侧垂直连接有挡板，所述防撞壳顶部还卡设有不少于一组的破泥孔。

13、作为本发明极小净距隧道钢架结构保护装置所述的一种优选方案，其中：所述内嵌板包括缓冲板和固定在其底部的缓冲件，所述缓冲板顶部固定有不少于一组的碎土顶板，所述缓冲板和碎土顶板分别滑插到缓冲凹槽和破泥孔内，所述缓冲板边缘对称连接有不少于一组的第二弹簧，所述第二弹簧另一端与缓冲凹槽槽底固定。

14、作为本发明极小净距隧道钢架结构保护装置所述的一种优选方案，其中：缓冲件包括对称设置的滑梁，所述滑梁之间形成内移槽，其上还开设有位移孔，所述滑梁底端相对的侧壁垂直连接有承载板，所述承载板长度与滑梁长度相同，所述滑梁两端还垂直固定有一体连板；所述承载板与缓冲板之间形成缓冲滑槽，所述缓冲滑槽中部固定有中心板，所述一体连板与中心板之间固定有滑轴，所述滑轴外套接有第三弹簧和第四弹簧；所述缓冲件内还对称滑动设置有连接件，所述连接件包括位移块和连杆，所述位移块滑动套接在滑轴外，能够在缓冲滑槽内移动，其两端分别与第三弹簧和第四弹簧固定，所述位移块上还开设有连轴孔；所述连杆两端侧壁对称固定有转轴，所述转轴分别转动插接到连轴孔和转孔内。

15、作为本发明极小净距隧道钢架结构保护装置所述的一种优选方案，其中：所述警示插件包括子件和母件；所述子件包括安装片和连接在其两侧的插板和插套，所述安装片固定安装在防撞壳远离稳定卡板一侧的挡板上；所述插板靠近安装片一侧中部排列连接有第一斜齿，所述插套顶部两侧固定有伸板，其内部开设有测量孔，所述测量孔靠近安装片一侧开设有防撞槽，所述伸板上还开设有穿孔；所述母件包括对称设置的测量柱和连接在测量柱两端的顶封盖和防偏板，所述测量柱外套接有第五弹簧，所述测量柱滑动插接到测量孔内；所述防撞壳远离稳定卡板一侧的挡板上底部还设置有锁定件，其包括底座和弹片，所述底座外壁对称连接有外弹柱，所述弹片滑动套接在外弹柱上，其与底座之间连接有第六弹簧，所述弹片外壁排列连接有第二斜齿，所述第二斜齿与第一斜齿斜向卡接。

16、本发明的有益效果：

17、本发明通过将连接点固定板夹持在保护装置内部，避免其被混凝土覆盖，并且通过保护单元的防护，减少本装置受到混凝土的撞击冲力，防止损毁，并且通过警示插件能够观察出保护单元被撞击的程度，从而判断出混凝土的掉落量，间接告知工作人员需要检查混凝土的浇筑质量。