一种强风化泥岩地层隧道支护结构及其施工方法与流程

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1.本技术涉及隧道支护技术领域，尤其是涉及一种强风化泥岩地层隧道支护结构及其施工方法。

背景技术：

2.随着隧道工程的大量修建，我们在隧道建设过程中遇到的问题和挑战急剧增多，建设风险也越来越大。隧道在修建过程中不可避免地会穿越诸多复杂地层，其中，软弱围岩地层是一种普遍存在的地质情况，其岩体强度较低，受扰动变形显著，承载性能差，为隧道建设带来极其严峻的挑战。强风化泥岩作为软弱围岩的典型代表，具有遇水容易崩解、塌陷，并且具有蠕变和长期强度降低的不利特性，故在施工过程中需要做到及时排水。
3.在对强风化泥岩地层进行施工时，先进行隧道洞身开挖，然后对洞口进行支护处理，再沿洞口向内挖掘隧道，并将挖掘出来的砂石排出。接着对隧道内壁进行初期支护，初期支护过程中需要对隧道内壁初喷混凝土、架立钢供架、安装锚杆和钢筋网片、网喷混凝土。完成初期支护后，开挖仰拱，并对仰拱进行初期支护、立模板和浇筑混凝土。最后对隧道内壁进行二次衬砌，使得隧道内壁封闭成环。
4.初期支护过程中使用的钢供架需要先按照隧道钢拱架总长一次下料到位，并整体冷弯成型，再对照洞身开挖方案设定的断面大小切割分段，形成拱架条。然后将各段拱架条运输至隧道内，并通过焊接的方式将各段拱架条焊接相连，形成圆弧型的钢拱架，使得钢拱架安装架设在隧道内。
5.针对上述中的相关技术，发明人认为存在有以下缺陷：在对相邻两个拱架条进行焊接相连时，为保障相邻两个拱架条焊接的稳定性，往往会使得相邻两个拱架条端部平行抵接。由于隧道在开挖时，隧道内壁各处的弯曲率难以保证一致，从而导致焊接成型后的钢拱架上存在部分位置无法与隧道内壁稳定抵接，使得钢拱架对隧道内壁的支撑效果差，进而导致强风化泥岩地层隧道内壁易出现坍塌。

技术实现要素：

6.为了改善钢拱架对强风化泥岩地层隧道内壁的支撑效果差的问题，本技术提供一种强风化泥岩地层隧道支护结构及其施工方法。
7.第一方面，本技术提供的一种强风化泥岩地层隧道支护结构，采用如下的技术方案：一种强风化泥岩地层隧道支护结构，包括多段弧形的拱架条，所述拱架条的一端开设有凹槽，所述凹槽的长度方向与所述拱架条所在圆的径向方向一致，所述拱架条另一端固接有与所述凹槽活动插接的凸块，所述凸块上沿所述凹槽宽度方向贯穿开设有连接孔，所述拱架条上于所述凹槽内设置有用于与所述凸块上的连接孔转动连接的连接杆，所述拱架条端部设置有用于限制所述凸块在所述连接杆上朝向所述拱架条内侧方向转动的限位组件。
8.通过采用上述技术方案，在进行隧道支护结构的搭建时，先将多段弧形的拱架条运输导致隧道内，然后将一个拱架条固定安装在隧道内壁上，接着将另一个拱架条与被固定后的拱架条进行拼接。在进行两个拱架条的拼接时，先将一个拱架条上的凸块插入到另一个被固定的拱架条的凹槽内，并使得连接杆穿设连接孔，此时凸块被转动连接在拱架条的凹槽内。再朝靠近隧道内壁方向转动未被固定的拱架条，此时凸块在凹槽内转动，当未被固定的拱架条与隧道内壁抵接时，停止转动该拱架条，此时该拱架条在限位组件的限制作用下稳定抵紧在隧道内壁上。以此方式对多段拱架条进行拼装形成钢拱架，使得各段拱架条均抵紧在隧道内壁上，提高了钢拱架对强风化泥岩地层隧道内壁的支撑效果，使得强风化泥岩地层隧道内壁不易出现坍塌。
9.可选的，所述凹槽靠近所述拱架条内侧的一端为开口设置，所述连接杆设置有两个，两个所述连接杆分别垂直且弹性伸缩连接在所述凹槽两侧的内壁上，且两个所述连接杆的连线与所述凹槽的宽度方向一致，两个所述连接杆相互靠近的一端均设置有导向面，所述导向面位于所述连接杆靠近所述拱架条内壁的一侧。
10.通过采用上述技术方案，在进行两个拱架条的拼接时，先将一个拱架条上的凸块从另一个被固定的拱架条的凹槽的开口端插入到凹槽内，随着凸块的插入，凸块与两个连接杆的导向面接触，通过导向面推动两个连接杆朝相互远离的方向收缩。当连接杆与连接孔对齐后，两个连接杆自动复位，此时两个连接杆均插接到凸块的连接孔内，凸块通过两个连接杆转动连接在凹槽内，从而快速实现两个拱架条的转动连接。
11.可选的，所述限位组件包括固接在所述凸块上的棘轮和铰接在所述凹槽内壁上的且与所述棘轮卡接适配的棘爪，所述棘轮的中心孔与所述连接孔对齐设置，所述棘爪位于所述连接杆靠近所述拱架条外壁的一侧，所述棘爪的自由端与所述棘轮活动卡接。
12.通过采用上述技术方案，棘轮的中心孔与连接孔对齐，使得在驱使一个拱架条绕另一个被固定的拱架条端部转动时，棘轮同步且稳定地绕连接杆转动。棘爪铰接设置在凹槽内壁上且位于连接杆靠近拱架条外壁的一侧，使得棘轮在静止时，棘爪可稳定抵接在棘轮上。待固定的拱架条在棘轮和棘爪的作用下只能绕已被固定的拱架条的端部朝靠近隧道内壁方向转动，从而使得该拱架条可稳定抵紧在隧道内壁上。
13.可选的，所述凸块远离所述拱架条的端面设置为圆弧面，所述圆弧面所在圆的圆心与连接孔的中心重合，当所述连接杆插接在所述连接孔内时，所述凸块的圆弧面与所述凹槽的槽底壁抵接设置。
14.通过采用上述技术方案，由于圆弧面所在圆的圆心与连接孔的中心重合，故在对拱架条进行拼装时，只需要将待固定的拱架条上的凸块的圆弧面与已固定的拱架条上的凹槽槽底壁抵接，然后朝凹槽内推动凸块，使得凹槽内的连接杆可快速对准并插接到凸块的连接孔内，从而提高了两个拱架条转动连接的效率，缩短了钢供架的拼装周期。
15.可选的，所述凹槽一侧的内壁上贯穿开设有注浆孔，所述拱架条上于所述凹槽的开口端设置有第一遮挡组件，所述拱架条上于所述凸块的周侧设置有用于对所述凹槽的槽口进行盖设的第二遮挡组件。
16.通过采用上述技术方案，完成拱架条的拼装定位后，经由注浆孔向凹槽内注浆，第一遮挡组件和第二遮挡组件对凹槽的开口端以及槽口进行遮挡，尽可能减少浆液溢出，使得浆液存放于凹槽内。待浆液固化后，相邻两个拱架条被稳定连接，从而使得各段拱架条均
可稳定连接形成钢拱架，进而对隧道内壁进行稳定支撑。
17.可选的，所述第一遮挡组件包括两个遮板，两个所述遮板分别垂直且弹性伸缩连接在所述凹槽两侧的内壁上，两个所述遮板相互靠近的一端相互活动抵接设置，两个所述遮板相互靠近的一端均设置有斜面，所述斜面位于所述遮板远离所述连接杆的一侧。
18.通过采用上述技术方案，在进行两个拱架条的拼接时，先将一个拱架条上的凸块从另一个被固定的拱架条的凹槽的开口端插入到凹槽内，凸块先与两个遮板的斜面接触，并随着凸块的插入，两个遮板被推动朝相互远离的方向收缩。当凸块插入到凹槽内并不在与遮抵接时，遮板的自由端朝远离同侧的凹槽内壁方向运动，此时两个遮板相互靠近的一端相互抵接设置，从而实现对凹槽开口端的自动遮挡。
19.可选的，所述第二遮挡组件包括风琴罩和设置在所述风琴罩内的伸缩弹簧，所述伸缩弹簧的两端分别与所述风琴罩的两端固接，所述风琴罩套设在所述凸块周侧，且所述风琴罩的一端与所述拱架条设置有所述凸块的一端密封连接、另一端与相邻的所述拱架条设置有所述凹槽的槽口端面可拆连接。
20.通过采用上述技术方案，风琴罩的一端与拱架条设置有凸块的一端密封连接，当伸缩弹簧不被压缩时，伸缩弹簧处于原长状态，此时风琴罩可对拱架条上的凸块进行遮罩防护，尽可能避免在运输拱架条时，凸块和/或棘轮被损坏。当两段拱架条拼接后，将风琴罩另一端与相邻的拱架条的凹槽的槽口连接，使得风琴罩对两段拱架条拼接处部分进行围合套设，使得在向凹槽内注浆时，浆液可被稳定地存放在拱架条的凹槽中。由于风琴罩与伸缩弹簧的组合设计，使得在驱使两个相邻拱架条相对转动时，风琴罩仍可对凹槽的槽口进行稳定遮挡，从而尽可能减少浆液从凹槽的槽口溢出，不仅可节省浆液的使用，同时也保障了相邻两个拱架条连接处的稳定性。
21.可选的，两个所述遮板相互抵接的端面上均设置有第一密封条，所述风琴罩远离所述凸块的端面上设置有第二密封条。
22.通过采用上述技术方案，第一密封条的设置，使得当两个遮板相互抵接时，遮板的端部不易被磕损，同时也对两个遮板之间的间隙进行填塞，尽可能避免凹槽内的浆液从两个遮板之间的间隙溢出。第二密封条的设置提高了风琴罩对凹槽槽口的密封遮挡效果，尽可能避免凹槽内的浆液从凹槽的槽口溢出。
23.可选的，所述拱架条的外壁上设置有用于对所述拱架条与隧道内壁之间的间隙进行填充的填充件。
24.通过采用上述技术方案，填充件可对拱架条与隧道内壁之间的间隙进行填充，增大了隧道内壁与拱架条之间的抵接面积，使得拱架条可对隧道内壁进行稳定支撑，从而使得强风化泥岩地层隧道内壁不易出现坍塌。
25.第二方面，本技术提供的一种强风化泥岩地层隧道支护结构的施工方法，采用如下的技术方案：s1，初喷混凝土，向隧道内壁初喷混凝土，等待混凝土固化；s2，拱架条拼装，将多段拱架条运输至隧道内进行拼装，驱使相邻两段拱架条相对转动，并锁止拱架条，使得各段拱架条均抵紧在隧道内壁上；s3，拱架条的固定连接，向拱架条的凹槽内注浆，待浆液固化后，相邻两段拱架条被稳定连接；
s4，安装锚杆和钢筋网片，将锚杆插接到隧道内壁中，同时将钢筋网片挂接在拱架条和锚杆上；s5，复喷混凝土，向钢筋网片上喷涂混凝土，带混凝土固化后与钢筋网片形成钢筋混凝土层。
26.通过采用上述技术方案，在对隧道内壁进行挖掘清理后，先向隧道内壁上喷射混凝土，待混凝土固化后可形成对隧道内壁的初期支护。接着将多段拱架条运输至隧道内进行拱架条的拼装，在进行拱架条的拼装时，先将一个拱架条通过锚杆固定安装在隧道内壁一侧的底部，并使得该拱架条外壁与隧道内壁抵接，且该拱架条上开设有凹槽的一端背离隧道底部方向。再将另一个拱架条上的凸块插入到已被固定的拱架条上的凹槽内，并驱使该拱架条绕已被固定的拱架条的一端转动，直至该拱架条抵紧在隧道内壁上，最后对相邻两个拱架条进行锁止固定，使得各段拱架条均抵紧在隧道内壁上。
27.完成拱架条的拼装后，向拱架条的凹槽内注浆，待浆液固化后，相邻两段拱架条被稳定连接，此时多段拱架条连接形成钢拱架，使得钢拱架对隧道内壁进行稳定支护。完成钢拱架的安装后，将锚杆插接到隧道内壁中，同时将钢筋网片挂接在拱架条和锚杆上，并向钢筋网片上喷涂混凝土，待混凝土固化后与钢筋网片形成钢筋混凝土层，从而提高了对强风化泥岩地层隧道内壁的稳定支护。
28.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.钢拱架主要由多段拱架条铰接拼装而成，可根据隧道内壁的弯曲弧度调节相邻两段拱架条之间的夹角，使得各段拱架条均抵紧在隧道内壁上，提高了钢拱架对强风化泥岩地层隧道内壁的支撑效果，使得强风化泥岩地层隧道内壁不易出现坍塌；2.填充件可对拱架条与隧道内壁之间的间隙进行填充，增大了隧道内壁与拱架条之间的抵接面积，使得拱架条可对隧道内壁进行稳定支撑，从而使得强风化泥岩地层隧道内壁不易出现坍塌；3.完成拱架条的拼装定位后，经由注浆孔向凹槽内注浆，第一遮挡组件和第二遮挡组件对凹槽的开口端以及槽口进行遮挡，尽可能减少浆液溢出，使得浆液存放于凹槽内。待浆液固化后，相邻两个拱架条被稳定连接，从而使得各段拱架条均可稳定连接形成钢拱架，进而对隧道内壁进行稳定支撑。
附图说明
29.图1是本技术实施例中一种强风化泥岩地层隧道支护结构的整体结构示意图。
30.图2是本技术实施例中拱架条的局部剖视结构示意图，主要用于展示连接杆和遮板的连接方式。
31.图3是本技术实施例中拱架条、凸块、第二遮挡组件和填充件的结构示意图。
32.图4是本技术实施例中第二遮挡组件的局部剖视结构示意图。
33.图5是本技术实施例中一种强风化泥岩地层隧道支护结构的施工方法的流程示意图。
34.附图标记：1、拱架条；2、凹槽；3、凸块；4、连接孔；5、连接杆；61、棘轮；62、棘爪；7、导向面；8、圆弧面；9、注浆孔；10、遮板；11、斜面；12、第二遮挡组件；121、风琴罩；122、伸缩弹簧；13、第一密封条；14、第二密封条；15、填充件；16、导向杆；17、浮块；18、第一弹簧；19、
第二弹簧；20、导管；21、遇水膨胀止水条。
具体实施方式
35.以下结合附图1-5对本技术作进一步详细说明。
36.本技术实施例公开一种强风化泥岩地层隧道支护结构。
37.参照图1，一种强风化泥岩地层隧道支护结构包括多段弧形的拱架条1，多段拱架条1依次连接形成钢拱架，相邻两个拱架条1端部转动相连，且各段拱架条1所在圆的圆心均位于钢拱架内侧。转动相连的两个拱架条1可通过调节二者之间的夹角，使得两个拱架条1均可抵紧在隧道内壁上。拱架条1的外壁上设置有用于对拱架条1与隧道内壁之间的间隙进行填充的填充件15，填充件15可以为气囊、也可以为遇水膨胀止水块，在本技术实施例中，填充件15设置为气囊，气囊通过防水胶粘接固定在拱架条1外壁上。
38.参照图2和图3，拱架条1的一端开设有凹槽2、另一端固接有与凹槽2活动插接的凸块3，凹槽2的长度方向与拱架条1所在圆的径向方向一致，凹槽2靠近拱架条1内侧的一端为开口设置。气囊上连通固接有导管20，导管20预埋且固定在拱架条1内，且导管20远离气囊的一端与凹槽2连通。凸块3远离拱架条1的端面设置为圆弧面8，凸块3沿凹槽2长度方向的尺寸为凸块3的宽度尺寸，在本技术实施例中，凸块3的宽度尺寸小于凹槽2的长度尺寸，凸块3的长度尺寸大于凹槽2的深度尺寸。凸块3上沿凹槽2宽度方向贯穿开设有连接孔4，拱架条1上于凹槽2内设置有用于与凸块3上的连接孔4转动连接的连接杆5。连接杆5可以为一个、也可以为多个，在本技术实施例中，连接杆5设置有两个。
39.参照图2和图3，拱架条1上于凹槽2的两侧内壁上均对应开设有安装孔，连接杆5的一端位于安装孔内、另一端位于安装孔外。拱架条1于安装孔内设置有第一弹簧18，第一弹簧18的一端与连接杆5的端部固接、另一端与安装孔的底壁固接。连接杆5在第一弹簧18的作用下垂直且弹性伸缩连接在凹槽2的内壁上。当两个第一弹簧18均处于原长时，两个连接杆5相互靠近一端的距离大于凸块3的厚度尺寸。
40.为便于凸块3插入到凹槽2内时，连接杆5可自动且快速插接到凸块3的连接孔4中，参照图2和图3，两个连接杆5相互靠近的一端均设置有导向面7，导向面7位于连接杆5靠近拱架条1内壁的一侧。
41.当需要将相邻两个拱架条1端部转动相连时，先将一个拱架条1固定在隧道内壁一侧的底部，并使得该拱架条1外壁与隧道内壁抵接，且该拱架条1上开设有凹槽2的一端背离隧道底部方向；再将一个拱架条1上的凸块3从另一个被固定的拱架条1的凹槽2的开口端插入到凹槽2内，并使得凸块3的圆弧面8与已固定的拱架条1上的凹槽2槽底壁抵接；随着凸块3的插入，凸块3与两个连接杆5的导向面7接触，通过导向面7推动两个连接杆5朝相互远离的方向收缩；当连接杆5与连接孔4对齐后，两个连接杆5自动复位，此时两个连接杆5均插接到凸块3的连接孔4内，凸块3通过两个连接杆5转动连接在凹槽2内，从而快速实现两个拱架条1的转动连接。
42.在完成对相邻两个拱架条1之间的转动连接后，驱使待固定的拱架条1绕已被固定的拱架条1的一端朝靠近隧道内壁方向转动，使得待固定的拱架条1抵紧在隧道内壁上，为使得待固定的拱架条1可稳定抵紧隧道内壁，拱架条1端部设置有用于限制凸块3在连接杆5上朝向拱架条1内侧方向转动的限位组件。
43.参照图2和图3，限位组件包括固接在凸块3上的棘轮61和铰接在凹槽2内壁上的且与棘轮61卡接适配的棘爪62，每个凸块3均对应两个棘轮61，两个棘轮61分别固接在凸块3的两侧壁上。棘轮61的中心孔与连接孔4对齐设置，棘轮61的中心孔的孔径不小于连接孔4的孔径尺寸，在本技术实施例中，棘轮61的中心孔的孔径大小与连接孔4的孔径大小相同。
44.参照图2和图3，棘爪62也设置有两个，两个棘爪62与两个棘轮61一一对应，两个棘爪62均位于连接杆5靠近拱架条1外壁的一侧，且棘爪62的一端通过转轴转动连接在凹槽2的内壁上。转轴上套设有扭簧，扭簧的一个扭臂与棘爪62固接、另一个扭臂与凹槽2内壁固接。当扭簧处于未受力状态时，棘爪62远离转轴的一端倾斜指向凹槽2的槽口方向并与棘轮61活动卡接。
45.在驱使凸块3插入凹槽2的过程中，棘轮61与棘爪62接触，随着棘轮61的靠近，棘爪62在棘轮61的锯齿推动下朝远离凹槽2的槽底壁方向转动，此时扭簧被扭转。当连接杆5穿设棘轮61的中心孔并插接到凸块3的连接孔4中时，凸块3转动连接在连接杆5上，此时棘爪62在扭簧的驱使下抵紧并扣接在棘轮61的锯齿上，在棘轮61和棘齿的共同作用下，凸块3位于凹槽2外的一端只可绕连接杆5朝靠近隧道内壁方向转动，使得待固定的拱架条1可转动并抵紧在隧道内壁上，同时也使得待固定的拱架条1可被预锁止固定在已被固定的拱架条1的一端上。
46.为保障待固定的拱架条1可稳定抵紧在隧道内壁上，参照图2和图3，凹槽2一侧的内壁上贯穿开设有注浆孔9，可通过注浆孔9向凹槽2内注入浆液，待浆液固化后，两段拱架条1被稳定相连，此时拱架条1可稳定抵紧在隧道内壁上。
47.由于凹槽2的一端为开口设置，故参照图2和图3，拱架条1上于凹槽2的开口端设置有第一遮挡组件，第一遮挡组件包括两个遮板10，凹槽2两侧的内壁上均开设有嵌槽，两个嵌槽对齐设置，两个嵌槽内均设置有第二弹簧19。两个遮板10相互远离的一端均分别滑移设置在两个嵌槽内，并与对应的第二弹簧19的一端固接，第二弹簧19远离遮板10的一端与嵌槽的槽底壁固接，两个遮板10均通过对应的第二弹簧19分别垂直且弹性伸缩连接在凹槽2两侧的内壁上。第二弹簧19始终处于压缩状态，两个遮板10相互靠近的一端在两个第二弹簧19的作用下活动抵接设置。两个遮板10相互靠近的一端均设置有斜面11，斜面11位于遮板10远离连接杆5的一侧。
48.当两个遮板10相互抵接设置时，为提高两个遮板10对凹槽2开口端的密封性，参照图2和图3，两个遮板10相互抵接的端面上均设置有第一密封条13，第一密封条13设置为橡胶条，橡胶条粘接固定在遮板10远离第二弹簧19的一端上，使得当两个遮板10相互抵接时，遮板10的端部不易被磕损，同时也对两个遮板10之间的间隙进行填塞。遮板10上于橡胶条的两端均通过防水胶粘接有遇水膨胀止水条21。
49.由于凹槽2的槽口为敞开设置，故为实现对凹槽2的槽口的遮挡，参照图3和图4，拱架条1上于凸块3的周侧设置有用于对凹槽2的槽口进行盖设的第二遮挡组件12。第二遮挡组件12包括风琴罩121和设置在风琴罩121内的伸缩弹簧122，风琴罩121套设在凸块3周侧，且风琴罩121的一端与拱架条1设置有凸块3的一端密封连接。风气罩设置为双层，伸缩弹簧122位于风琴罩121的夹层内，且伸缩弹簧122设置有多个，多个伸缩弹簧122间隔设置在风琴罩121的夹层内，伸缩弹簧122的两端分别与风琴罩121的两端固接。当伸缩弹簧122处于原长时，凸块3的圆弧面8位于风琴罩121内，风琴罩121可对凸块3以及棘轮61进行遮罩，从
而避免凸块3和/或棘轮61被损坏。
50.参照图3和图4，风琴罩121远离凸块3的一端上设置有螺栓，拱架条1设置有凹槽2一端的端面上开设有与螺栓螺纹适配的螺纹孔。当需要将一个拱架条1与另一个已被固定的拱架条1转动连接时，只需要压缩风琴罩121，使得凸块3露出，接着将凸块3转动连接在连接杆5上，此时风琴罩121在伸缩弹簧122的驱使下弹性抵紧在凹槽2的槽口处，再将螺栓通过螺纹孔拧紧固定在凹槽2的槽口端面上，此时风琴罩121可对凹槽2的槽口进行有效遮挡。
51.为进一步提高风琴罩121端面与凹槽2槽口端面之间的密封性，参照图3和图4，风琴罩121远离凸块3的端面上设置有第二密封条14，第二密封条14呈封闭环状，且第二密封条14由阻尼材质制成，第二密封条14通过防水胶粘接固定在风琴罩121远离凸块3的端面上。当风琴罩121通过螺栓拧紧固定在凹槽2的槽口端面上时，第二密封条14可对风琴罩121端面与凹槽2槽口端面之间的间隙进行密封填充。
52.当相邻两个拱架条1端部转动相连后，先驱使待固定的拱架条1绕已被固定的拱架条1的一端转动，使得待固定的拱架条1抵紧在隧道内壁上，此时待固定的拱架条1在棘轮61和棘爪62的共同作用下被预固定。接着通过注浆孔9向凹槽2内注入泥浆，第一遮挡组件对凹槽2的开口端进行遮挡、第二遮挡组件12对凹槽2的槽口进行遮挡，尽可能减少浆液溢出。浆液可对凹槽2以及气囊的空腔进行填充，此时气囊膨胀，膨胀的气囊可对拱架条1外壁与隧道内壁之间的间隙进行填充，使得拱架条1抵紧在隧道内壁上。待凹槽2内的浆液固化后，相邻两个拱架条1被稳定连接，从而使得各段拱架条1均可稳定连接形成钢拱架，进而对隧道内壁进行稳定支撑。
53.由于气囊内的浆液固化后无法与隧道内壁粘合为一体，故参照图2和图3，凹槽2靠近拱架条1外侧一端的端壁上贯穿开设有滑移孔，凹槽2的端壁上于滑移孔处滑移穿设有导向杆16。导向杆16的长度方向与凹槽2的长度方向一致，且导向杆16的滑移方向与凹槽2的长度方向也一致。导向杆16于凹槽2内的一端垂直固接有浮块17，浮块17可以为轻质的泡沫板、也可以为轻质的纸板、还可以为轻质的塑料板。导向杆16周壁上粘接有柔性的刺针，刺针朝远离凹槽2的方向倾斜设置，刺针的材质为弹簧钢，刺针远离导向杆16一端的横截面面积小于刺针靠近导向杆16一端的横截面面积，刺针的长度尺寸大于凹槽2端壁的壁厚，且导向杆16在凹槽2端壁上滑移时，刺针远离导向杆16的端部始终位于凹槽2外。
54.在向气囊内注入浆液时，随着浆液的注入，浆液通过浮块17推动导向杆16朝向拱架条1外侧方向运动，此时刺针靠近导向杆16的一端运动至滑移孔外侧后，刺针远离导向杆16的一端朝远离导向杆16方向转动。随着浆液的持续注入，浆液进入到气囊内，当气囊膨胀后受到隧道内壁与拱架条1外壁的挤压，气囊朝靠近刺针方向延展。当气囊与刺针接触后，刺针刺破气囊，气囊内的浆液溢出，并附着在隧道内壁上，此时隧道内壁与拱架条1外壁之间填充有浆液和破碎的气囊。待浆液固化后，破碎的气囊与浆液可增强拱架条1与隧道内壁之间的粘合程度，使得拱架条1被稳定固定在隧道内壁上。
55.本技术实施例一种强风化泥岩地层隧道支护结构的实施原理为：将多段拱架条1运输至隧道内进行拱架条1的拼装，在进行拱架条1的拼装时，先将一个拱架条1固定在隧道内壁一侧的底部，并使得该拱架条1外壁与隧道内壁抵接，且该拱架条1上开设有凹槽2的一端背离隧道底部方向；再将一个拱架条1上的凸块3从另一个被固定的拱架条1的凹槽2的开口端插入到凹槽2内，并使得凸块3的圆弧面8与已固定的拱架条1上的凹槽2槽底壁抵接。
56.随着凸块3的插入，凸块3与两个连接杆5的导向面7接触，通过导向面7推动两个连接杆5朝相互远离的方向收缩；当连接杆5与连接孔4对齐后，两个连接杆5自动复位，此时两个连接杆5均插接到凸块3的连接孔4内，凸块3通过两个连接杆5转动连接在凹槽2内，第一遮挡组件对凹槽2的开口端进行遮挡、第二遮挡组件12对凹槽2的槽口进行遮挡。
57.接着驱使该拱架条1绕已被固定的拱架条1的一端转动，直至该拱架条1抵紧在隧道内壁上，使用限位组件限制该拱架条1朝远离隧道内壁方向转动。在完成相邻两个拱架条1的拼装后，通过注浆孔9向拱架条1的凹槽2内注浆，随着浆液的注入，浆液通过浮块17推动导向杆16朝向拱架条1外侧方向运动，此时刺针靠近导向杆16的一端运动至滑移孔外侧后，刺针远离导向杆16的一端朝远离导向杆16方向转动。
58.随着浆液的持续注入，浆液进入到气囊内，当气囊膨胀后受到隧道内壁与拱架条1外壁的挤压，气囊朝靠近刺针方向延展。当气囊与刺针接触后，刺针刺破气囊，气囊内的浆液溢出，并附着在隧道内壁上，此时隧道内壁与拱架条1外壁之间填充有浆液和破碎的气囊。
59.待浆液固化后，破碎的气囊与浆液可增强拱架条1与隧道内壁之间的粘合程度，使得拱架条1被稳定固定在隧道内壁上，同时相邻两段拱架条1也被稳定连接。依次方式对多段拱架条1进行拼装，形成钢拱架，使得钢拱架对隧道内壁进行稳定支护。
60.本技术实施例还公开一种强风化泥岩地层隧道支护结构的施工方法。
61.参照图5，该一种强风化泥岩地层隧道支护结构的施工方法包括以下步骤：s1，初喷混凝土，向隧道内壁初喷混凝土，等待混凝土固化；s2，拱架条1拼装，将多段拱架条1运输至隧道内进行拼装，驱使相邻两段拱架条1相对转动，并锁止拱架条1，使得各段拱架条1均抵紧在隧道内壁上；s3，拱架条1的固定连接，向拱架条1的凹槽2内注浆，待浆液固化后，相邻两段拱架条1被稳定连接；s4，安装锚杆和钢筋网片，将锚杆插接到隧道内壁中，同时将钢筋网片挂接在拱架条1和锚杆上；s5，复喷混凝土，向钢筋网片上喷涂混凝土，待混凝土固化后与钢筋网片形成钢筋混凝土层。
62.本技术实施例一种强风化泥岩地层隧道支护结构的施工方法的实施原理为：在对隧道内壁进行挖掘清理后，先向隧道内壁上喷射混凝土，待混凝土固化后可形成对隧道内壁的初期支护。接着将多段拱架条1运输至隧道内进行拱架条1的拼装，在进行拱架条1的拼装时，先将一个拱架条1通过锚杆固定安装在隧道内壁一侧的底部，并使得该拱架条1外壁与隧道内壁抵接，且该拱架条1上开设有凹槽2的一端背离隧道底部方向。再将另一个拱架条1上的凸块3插入到已被固定的拱架条1上的凹槽2内，并驱使该拱架条1绕已被固定的拱架条1的一端转动，直至该拱架条1抵紧在隧道内壁上，最后对相邻两个拱架条1进行锁止固定，使得各段拱架条1均抵紧在隧道内壁上。
63.完成拱架条1的拼装后，向拱架条1的凹槽2内注浆，待浆液固化后，相邻两段拱架条1被稳定连接，此时多段拱架条1连接形成钢拱架，使得钢拱架对隧道内壁进行稳定支护。完成钢拱架的安装后，将锚杆插接到隧道内壁中，同时将钢筋网片挂接在拱架条1和锚杆上，并向钢筋网片上喷涂混凝土，待混凝土固化后与钢筋网片形成钢筋混凝土层，从而提高
了对强风化泥岩地层隧道内壁的稳定支护。
64.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。

技术特征：

1.一种强风化泥岩地层隧道支护结构，包括多段弧形的拱架条（1），其特征在于：所述拱架条（1）的一端开设有凹槽（2），所述凹槽（2）的长度方向与所述拱架条（1）所在圆的径向方向一致，所述拱架条（1）另一端固接有与所述凹槽（2）活动插接的凸块（3），所述凸块（3）上沿所述凹槽（2）宽度方向贯穿开设有连接孔（4），所述拱架条（1）上于所述凹槽（2）内设置有用于与所述凸块（3）上的连接孔（4）转动连接的连接杆（5），所述拱架条（1）端部设置有用于限制所述凸块（3）在所述连接杆（5）上朝向所述拱架条（1）内侧方向转动的限位组件。2.根据权利要求1所述的一种强风化泥岩地层隧道支护结构，其特征在于：所述凹槽（2）靠近所述拱架条（1）内侧的一端为开口设置，所述连接杆（5）设置有两个，两个所述连接杆（5）分别垂直且弹性伸缩连接在所述凹槽（2）两侧的内壁上，且两个所述连接杆（5）的连线与所述凹槽（2）的宽度方向一致，两个所述连接杆（5）相互靠近的一端均设置有导向面（7），所述导向面（7）位于所述连接杆（5）靠近所述拱架条（1）内壁的一侧。3.根据权利要求1所述的一种强风化泥岩地层隧道支护结构，其特征在于：所述限位组件包括固接在所述凸块（3）上的棘轮（61）和铰接在所述凹槽（2）内壁上的且与所述棘轮（61）卡接适配的棘爪（62），所述棘轮（61）的中心孔与所述连接孔（4）对齐设置，所述棘爪（62）位于所述连接杆（5）靠近所述拱架条（1）外壁的一侧，所述棘爪（62）的自由端与所述棘轮（61）活动卡接。4.根据权利要求3所述的一种强风化泥岩地层隧道支护结构，其特征在于：所述凸块（3）远离所述拱架条（1）的端面设置为圆弧面（8），所述圆弧面（8）所在圆的圆心与连接孔（4）的中心重合，当所述连接杆（5）插接在所述连接孔（4）内时，所述凸块（3）的圆弧面（8）与所述凹槽（2）的槽底壁抵接设置。5.根据权利要求1所述的一种强风化泥岩地层隧道支护结构，其特征在于：所述凹槽（2）一侧的内壁上贯穿开设有注浆孔（9），所述拱架条（1）上于所述凹槽（2）的开口端设置有第一遮挡组件，所述拱架条（1）上于所述凸块（3）的周侧设置有用于对所述凹槽（2）的槽口进行盖设的第二遮挡组件（12）。6.根据权利要求5所述的一种强风化泥岩地层隧道支护结构，其特征在于：所述第一遮挡组件包括两个遮板（10），两个所述遮板（10）分别垂直且弹性伸缩连接在所述凹槽（2）两侧的内壁上，两个所述遮板（10）相互靠近的一端相互活动抵接设置，两个所述遮板（10）相互靠近的一端均设置有斜面（11），所述斜面（11）位于所述遮板（10）远离所述连接杆（5）的一侧。7.根据权利要求6所述的一种强风化泥岩地层隧道支护结构，其特征在于：所述第二遮挡组件（12）包括风琴罩（121）和设置在所述风琴罩（121）内的伸缩弹簧（122），所述伸缩弹簧（122）的两端分别与所述风琴罩（121）的两端固接，所述风琴罩（121）套设在所述凸块（3）周侧，且所述风琴罩（121）的一端与所述拱架条（1）设置有所述凸块（3）的一端密封连接、另一端与相邻的所述拱架条（1）设置有所述凹槽（2）的槽口端面可拆连接。8.根据权利要求7所述的一种强风化泥岩地层隧道支护结构，其特征在于：两个所述遮板（10）相互抵接的端面上均设置有第一密封条（13），所述风琴罩（121）远离所述凸块（3）的端面上设置有第二密封条（14）。9.根据权利要求1所述的一种强风化泥岩地层隧道支护结构，其特征在于：所述拱架条（1）的外壁上设置有用于对所述拱架条（1）与隧道内壁之间的间隙进行填充的填充件（15）。
10.一种强风化泥岩地层隧道支护结构的施工方法，基于如权利要求1-9任一项所述的一种强风化泥岩地层隧道支护结构，其特征在于：包括以下步骤：s1，初喷混凝土，向隧道内壁初喷混凝土，等待混凝土固化；s2，拱架条（1）拼装，将多段拱架条（1）运输至隧道内进行拼装，驱使相邻两段拱架条（1）相对转动，并锁止拱架条（1），使得各段拱架条（1）均抵紧在隧道内壁上；s3，拱架条（1）的固定连接，向拱架条（1）的凹槽（2）内注浆，待浆液固化后，相邻两段拱架条（1）被稳定连接；s4，安装锚杆和钢筋网片，将锚杆插接到隧道内壁中，同时将钢筋网片挂接在拱架条（1）和锚杆上；s5，复喷混凝土，向钢筋网片上喷涂混凝土，待混凝土固化后与钢筋网片形成钢筋混凝土层。

技术总结

本申请公开了一种强风化泥岩地层隧道支护结构及其施工方法，涉及隧道支护技术领域，其包括多段弧形的拱架条，所述拱架条的一端开设有凹槽，所述凹槽的长度方向与所述拱架条所在圆的径向方向一致，所述拱架条另一端固接有与所述凹槽活动插接的凸块，所述凸块上沿所述凹槽宽度方向贯穿开设有连接孔，所述拱架条上于所述凹槽内设置有用于与所述凸块上的连接孔转动连接的连接杆，所述拱架条端部设置有用于限制所述凸块在所述连接杆上朝向所述拱架条内侧方向转动的限位组件。本申请具有提高钢拱架对强风化泥岩地层隧道内壁支撑稳定性的效果。效果。效果。