一种软岩隧道大变形应急处置装备的制作方法

1.本发明涉及隧道智能应急施工技术，具体涉及一种软岩隧道大变形应急处置装备。

背景技术：

2.软弱围岩强度低，隧道开挖后地应力发生重分布，围岩易受拉或受压产生塑性区，在隧道施工中围岩和支护易发生变形，若工程措施不当，很容易造成支护侵限、塌方等工程事故。
3.虽然现有技术中对于软岩隧道的施工做出了大量研究，也使用大量超前探测及收敛检测设备对软岩隧道施工进行辅助，但是由于地质条件的复杂性，软岩隧道施工中很容易出现围岩大变形造成施工安全事故，目前针对这种情况除了及时进行施工人员撤离等安全应急方案外，缺少可以有效应对处置的技术。

技术实现要素：

4.为了至少克服现有技术中的上述不足，本技术的目的在于提供一种软岩隧道大变形应急处置装备。
5.本技术实施例提供了一种软岩隧道大变形应急处置装备，包括至少两个沿隧道轴向设置的门架；相邻的所述门架通过钢架连接；所述门架通过行走机构支撑于软岩隧道的内底部；
6.还包括：
7.拱形钢撑板，被配置于所述门架外部；所述拱形钢撑板的形状和尺寸匹配于软岩隧道开挖断面；
8.液压杆；至少一个所述液压杆被配置于所述门架和所述拱形钢撑板之间，并将所述拱形钢撑板支撑于所述门架上。
9.现有技术中，出现软岩大变形情况时，基本采用人员及时撤离的方案，但是随着隧道施工长度的增加，隧道突泥涌水等灾害的发生常常会在施工人员未抵达安全区域就造成危害；同时在发生相应的灾害后，隧道的施工过程也会被长时间打断，令软岩大变形随着时间的流逝进一步加剧，进而增大后续施工的处理难度。
10.本技术实施例实施时，采用了一种针对隧道施工条件下软岩大变形的应急处置装备，其也可以应用在非应急的施工过程中。其中至少两个沿隧道轴向设置的门架构成一个沿隧道轴向设置的台车，并且通过行走机构支撑于软岩隧道的内底部完成支撑或者行走。其中行走机构的行走方式可以采用轮式行走，也可以采用轨道行走。在由门架形成的台车外围设置的拱形钢撑板用于在应急情况下支撑围岩，其通过液压杆连接在门架上；拱形钢撑板的形状和尺寸匹配于软岩隧道开挖断面是指拱形钢撑板的形状尺寸相同或略等于软岩隧道开挖毛洞。
11.在使用时，针对不同的隧道进尺循环可以布置不同的施工使用方式。示例的，将施
工进尺循环从掌子面开始分为多个阶段，每个阶段之间配置钢拱架，每个阶段的长度为60cm，即钢拱架的间距为60cm左右；拱形钢撑板沿隧道轴向的长度也应该被配置的小于钢拱架的间距，即小于60cm。施工进尺循环从掌子面开始依次为开挖阶段、锚杆及初喷混凝土阶段、复喷混凝土阶段、其他阶段；其中其他阶段为施做除了初期支护以外的其他工序的阶段。在进行施工过程中，本技术台架组成的台车被配置于锚杆及初喷混凝土阶段处，即已经完成了锚杆及初喷混凝土的阶段中，由于拱形钢撑板的形状和尺寸匹配于软岩隧道开挖断面，所以此阶段中隧道的断面会略小于拱形钢撑板的形状和尺寸，此时可以通过控制液压杆的方式将所述拱形钢撑板略微收紧。当锚杆及初喷混凝土阶段的收敛出现异常时，通过液压杆将拱形钢撑板顶撑在初喷混凝土上，令围岩自行释放应力能量，这样使得初喷混凝土和锚杆的大部分都可以保持正常，在围岩大变形的能量释放完全后只需要少量修复即可；当开挖阶段收敛出现异常时，通过行走机构将台车运行到开挖阶段，并通过液压杆将拱形钢撑板顶撑在裸露围岩上进行支撑，保护施工人员安全，为施工人员的撤离提供安全通道，并且阻止或缓解裸露围岩的进一步收敛，并在拱形钢撑板的变形中释放围岩的大变形能量，为后续的施工安全和施工进度提供保障；同理，当复喷混凝土阶段和其他阶段也出现相应险情时，也可以通过相应的处理工序进行处理。本技术实施例可以为软岩隧道大变形中各个施工阶段提供相应的应急支持，既可以保障施工出现软岩大变形时施工人员的生命安全，也可以在出现相应险情时保护隧道初支结构，减少了后续施工浪费的时间，有效缩短施工工期，节约施工成本。
12.在一种可能的实现方式中，所述液压杆的数量为多个，多个所述液压杆包括门架支撑杆和钢撑板支撑杆；
13.所述钢撑板支撑杆的一端均铰接于所述门架，另一端均铰接于所述拱形钢撑板的临空侧；
14.所述门架支撑杆的一端均铰接于所述门架，另一端均铰接于软岩隧道的内底部。
15.在一种可能的实现方式中，所述钢撑板支撑杆包括顶部液压杆、左侧液压杆和右侧液压杆；
16.所述左侧液压杆和所述右侧液压杆沿软岩隧道中心线对称设置；
17.当所述拱形钢撑板不受荷载时，所述顶部液压杆、所述左侧液压杆和所述右侧液压杆均垂直于对应的连接点处的切线方向；所述连接点为所述钢撑板支撑杆连接所述拱形钢撑板的点。
18.在一种可能的实现方式中，还包括：
19.监测装置，被配置于软岩隧道内，并获取软岩隧道多个预设位置的收敛速度；
20.控制装置，被配置于门架上，并根据所述收敛速度控制所述液压杆运行至满足预设支撑条件。
21.在一种可能的实现方式中，所述控制装置包括：
22.获取单元，被配置为获取所述收敛速度，并获取所述收敛速度对应的位置作为收敛位置；
23.计算单元，被配置为根据所述收敛速度计算收敛加速度，并根据所述收敛速度和所述收敛加速度计算收敛危险值；
24.报警单元，被配置为当所述收敛危险值超过预设值时发出警报。
25.在一种可能的实现方式中，所述计算单元还被配置为：
26.计算所述收敛速度和对应所述收敛位置的基准收敛速度的比值作为第一比值，并计算收敛加速度和对应所述收敛位置的基准收敛加速度的比值作为第二比值；
27.获取对应所述收敛位置的计算权重，并根据所述计算权重将所述第一比值和所述第二比值加权计算形成所述收敛危险值。
28.在一种可能的实现方式中，所述控制装置还被配置为：
29.当所述报警单元发出警报时，控制所述行走机构将所述门架运行至对应所述收敛位置的区域，并进入支撑控制模式；
30.在所述支撑控制模式下：
31.所述获取单元被配置为：
32.获取所述钢撑板支撑杆的支撑应力和位移数据；
33.所述计算单元被配置为：
34.根据所述支撑应力和所述位移数据计算钢撑板支撑杆的调整参数，并根据所述调整参数对所述钢撑板支撑杆的轴力进行调整。
35.在一种可能的实现方式中，在所述支撑控制模式下：
36.所述计算单元还被配置为：
37.将所述支撑应力和所述位移数据输入位移配平模型，并接收所述位移配平模型输出的数据作为所述调整参数；所述位移配平模型的输入数据为当前的所述支撑应力和所述位移数据，所述位移配平模型输出的数据为达到位移平衡情况下各钢撑板支撑杆的加载数据或卸载数据。
38.在一种可能的实现方式中，软岩隧道的内底部铺设有轨道，所述行走机构架设于所述轨道上。
39.在一种可能的实现方式中，所述拱形钢撑板上设置有多个对应软岩隧道锚杆位置的锚杆孔；所述锚杆孔贯穿所述拱形钢撑板。
40.本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
41.本发明一种软岩隧道大变形应急处置装备，可以为软岩隧道大变形中各个施工阶段提供相应的应急支持，既可以保障施工出现软岩大变形时施工人员的生命安全，也可以在出现相应险情时保护隧道初支结构，减少了后续施工浪费的时间，有效缩短施工工期，节约施工成本。
附图说明
42.此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
43.图1为本技术实施例结构主视图；
44.图2为本技术实施例结构侧视图。
45.附图中标记及对应的零部件名称：
46.1-门架，2-拱形钢撑板，3-液压杆，4-行走机构，5-锚杆孔。
具体实施方式
47.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，本技术中附图仅起到说明和描述的目的，并不用于限定本技术的保护范围。另外，应当理解，示意性的附图并未按实物比例绘制。本技术中使用的流程图示出了根据本技术实施例的一些实施例实现的操作。应该理解，流程图的操作可以不按顺序实现，没有逻辑的上下文关系的步骤可以反转顺序或者同时实施。此外，本领域技术人员在本技术内容的指引下，可以向流程图添加一个或多个其它操作，也可以从流程图中移除一个或多个操作。
48.另外，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
49.为了便于对上述的一种软岩隧道大变形应急处置装备进行阐述，请结合参考图1，示出了本技术实施例的结构示意图，所述一种软岩隧道大变形应急处置装备，包括至少两个沿隧道轴向设置的门架1；相邻的所述门架1通过钢架连接；所述门架通过行走机构4支撑于软岩隧道的内底部；
50.还包括：
51.拱形钢撑板2，被配置于所述门架1外部；所述拱形钢撑板2的形状和尺寸匹配于软岩隧道开挖断面；
52.液压杆3；至少一个所述液压杆3被配置于所述门架1和所述拱形钢撑板2之间，并将所述拱形钢撑板2支撑于所述门架1上。
53.本技术实施例实施时，采用了一种针对隧道施工条件下软岩大变形的应急处置装备，其也可以应用在非应急的施工过程中。其中至少两个沿隧道轴向设置的门架构成一个沿隧道轴向设置的台车，并且通过行走机构支撑于软岩隧道的内底部完成支撑或者行走。其中行走机构的行走方式可以采用轮式行走，也可以采用轨道行走。在由门架形成的台车外围设置的拱形钢撑板用于在应急情况下支撑围岩，其通过液压杆连接在门架上；拱形钢撑板的形状和尺寸匹配于软岩隧道开挖断面是指拱形钢撑板的形状尺寸相同或略等于软岩隧道开挖毛洞。
54.在使用时，针对不同的隧道进尺循环可以布置不同的施工使用方式。示例的，将施工进尺循环从掌子面开始分为多个阶段，每个阶段之间配置钢拱架，每个阶段的长度为60cm，即钢拱架的间距为60cm左右；拱形钢撑板沿隧道轴向的长度也应该被配置的小于钢拱架的间距，即小于60cm。施工进尺循环从掌子面开始依次为开挖阶段、锚杆及初喷混凝土阶段、复喷混凝土阶段、其他阶段；其中其他阶段为施做除了初期支护以外的其他工序的阶段。在进行施工过程中，本技术台架组成的台车被配置于锚杆及初喷混凝土阶段处，即已经完成了锚杆及初喷混凝土的阶段中，由于拱形钢撑板的形状和尺寸匹配于软岩隧道开挖断面，所以此阶段中隧道的断面会略小于拱形钢撑板的形状和尺寸，此时可以通过控制液压杆的方式将所述拱形钢撑板略微收紧。当锚杆及初喷混凝土阶段的收敛出现异常时，通过液压杆将拱形钢撑板顶撑在初喷混凝土上，令围岩自行释放应力能量，这样使得初喷混凝
土和锚杆的大部分都可以保持正常，在围岩大变形的能量释放完全后只需要少量修复即可；当开挖阶段收敛出现异常时，通过行走机构将台车运行到开挖阶段，并通过液压杆将拱形钢撑板顶撑在裸露围岩上进行支撑，保护施工人员安全，为施工人员的撤离提供安全通道，并且阻止或缓解裸露围岩的进一步收敛，并在拱形钢撑板的变形中释放围岩的大变形能量，为后续的施工安全和施工进度提供保障；同理，当复喷混凝土阶段和其他阶段也出现相应险情时，也可以通过相应的处理工序进行处理。本技术实施例可以为软岩隧道大变形中各个施工阶段提供相应的应急支持，既可以保障施工出现软岩大变形时施工人员的生命安全，也可以在出现相应险情时保护隧道初支结构，减少了后续施工浪费的时间，有效缩短施工工期，节约施工成本。
55.在一种可能的实现方式中，所述液压杆3的数量为多个，多个所述液压杆3包括门架支撑杆和钢撑板支撑杆；
56.所述钢撑板支撑杆的一端均铰接于所述门架1，另一端均铰接于所述拱形钢撑板2的临空侧；
57.所述门架支撑杆的一端均铰接于所述门架1，另一端均铰接于软岩隧道的内底部。
58.本技术实施例中，液压杆包括两类：用于支撑拱形钢撑板的钢撑板支撑杆和用于支撑门架的门架支撑杆，其中液压杆的端部都采用铰接形式，避免承受剪力。而门架支撑杆的铰接于软岩隧道的内底部的端部应当是可拆卸安装的，便于拆卸后门架的运行和门架停止后的固定。
59.在一种可能的实现方式中，所述钢撑板支撑杆包括顶部液压杆、左侧液压杆和右侧液压杆；
60.所述左侧液压杆和所述右侧液压杆沿软岩隧道中心线对称设置；
61.当所述拱形钢撑板2不受荷载时，所述顶部液压杆、所述左侧液压杆和所述右侧液压杆均垂直于对应的连接点处的切线方向；所述连接点为所述钢撑板支撑杆连接所述拱形钢撑板2的点。
62.本技术实施例实施时，左侧液压杆和右侧液压杆的对称设置，有利于保持拱形钢撑板的稳定，避免结构失稳，同时也使得门架两侧受力更为平衡。而钢撑板支撑杆垂直于对应的连接点处的切线方向也可以在拱形钢撑板受力时，减小连接点处的切应力，提高整体结构的强度。
63.在一种可能的实现方式中，还包括：
64.监测装置，被配置于软岩隧道内，并获取软岩隧道多个预设位置的收敛速度；
65.控制装置，被配置于门架1上，并根据所述收敛速度控制所述液压杆3运行至满足预设支撑条件。
66.本技术实施例实施时，需要通过监测装置监测预设位置的收敛速度，其可以通过现有技术中的收敛仪、收敛计等设备实现，而对于收敛速度本身可以通过对收敛位移的求导获取，本技术在此不多做限定。而控制装置可以通过工业plc、控制器、计算机等设备实现，其中控制液压杆主要是控制液压杆输出的轴力，而需要满足的预设支撑条件可以根据实际情况确定，如：保持拱形钢撑板稳定、保持拱形钢撑板任意方向位移小于预设值、保持拱形钢撑板的晃动幅度低于预设值等。通过这种方式可以实现液压杆一定程度上的自动控制。
67.在一种可能的实现方式中，所述控制装置包括：
68.获取单元，被配置为获取所述收敛速度，并获取所述收敛速度对应的位置作为收敛位置；
69.计算单元，被配置为根据所述收敛速度计算收敛加速度，并根据所述收敛速度和所述收敛加速度计算收敛危险值；
70.报警单元，被配置为当所述收敛危险值超过预设值时发出警报。
71.本技术实施例实施时，从收敛速度和收敛加速度两个维度进行进行危险情况评估，其中收敛加速度为收敛速度的时间导数。通过收敛速度和收敛加速度可以计算出收敛危险值，应当理解的是不同的收敛位置对应的收敛危险值的计算方式可以是不同的，而收敛危险值超过预设值中的预设值对于不同的收敛位置来说也可以是不同的。
72.在一种可能的实现方式中，所述计算单元还被配置为：
73.计算所述收敛速度和对应所述收敛位置的基准收敛速度的比值作为第一比值，并计算收敛加速度和对应所述收敛位置的基准收敛加速度的比值作为第二比值；
74.获取对应所述收敛位置的计算权重，并根据所述计算权重将所述第一比值和所述第二比值加权计算形成所述收敛危险值。
75.本技术实施例实施时，对于不同的收敛位置设置不同的计算权重，计算权重为一对数据，其中一个数据为第一比值的权重，另一个数据的第二比值的权重，通过计算权重可以对体现出不同位置的特点。示例的，对于拱肩位置来说收敛速度往往影响会比收敛加速度更大一些，收敛速度会直接影响整个隧道断面的稳定程度，所以收敛速度的权重比收敛加速度的权重设置要大些；而对于拱顶位置来说收敛速度往往影响会比收敛加速度更小一些，因为拱顶位置的收敛速度是直接体现出整个断面的稳定情况的，收敛加速度大说明整个断面在加速失稳。通过这种方式可以将断面不同位置的收敛情况进行分类处理，检测结果更加准确。
76.在一种可能的实现方式中，所述控制装置还被配置为：
77.当所述报警单元发出警报时，控制所述行走机构4将所述门架1运行至对应所述收敛位置的区域，并进入支撑控制模式；
78.在所述支撑控制模式下：
79.所述获取单元被配置为：
80.获取所述钢撑板支撑杆的支撑应力和位移数据；
81.所述计算单元被配置为：
82.根据所述支撑应力和所述位移数据计算钢撑板支撑杆的调整参数，并根据所述调整参数对所述钢撑板支撑杆的轴力进行调整。
83.本技术实施例实施时，控制装置除了用于监控的模式以外，还提供了在进行承载情况下的支撑控制模式，在该模式下，需要获取钢撑板支撑杆的支撑应力和位移数据；其中支撑应力可以通过支撑杆的液压油缸或者应力传感器获取，而位移数据可以通过支撑杆上的相关传感器如陀螺仪等获取。在进行钢撑板支撑杆的轴力调整时，可以根据位移数据计算当前拱形钢撑板的姿态情况，再根据姿态情况和不同的支撑应力计算拱形钢撑板的外部受力情况，进而计算每个钢撑板支撑杆所需要的轴力进行调整。通过这种方式可以很好的控制钢撑板支撑杆的来保持钢撑板支撑杆的稳定性。
84.在一种可能的实现方式中，在所述支撑控制模式下：
85.所述计算单元还被配置为：
86.将所述支撑应力和所述位移数据输入位移配平模型，并接收所述位移配平模型输出的数据作为所述调整参数；所述位移配平模型的输入数据为当前的所述支撑应力和所述位移数据，所述位移配平模型输出的数据为达到位移平衡情况下各钢撑板支撑杆的加载数据或卸载数据。
87.本技术实施例实施时，采用了位移配平模型进行调整参数的计算，位移配平模型通过位移数据计算当前拱形钢撑板的姿态情况，再根据姿态情况和不同的支撑应力计算拱形钢撑板的外部受力情况，进而计算每个钢撑板支撑杆所需要的轴力作为输出的数据。
88.在一种可能的实现方式中，软岩隧道的内底部铺设有轨道，所述行走机构4架设于所述轨道上。
89.请参阅图2，示出了本技术实施例的侧视图，其中，所述拱形钢撑板2上设置有多个对应软岩隧道锚杆位置的锚杆孔5；所述锚杆孔贯穿所述拱形钢撑板2。
90.本技术实施例实施时，锚杆孔的主要作用包括：对于开挖阶段的支撑来说，可以提供钻孔和安装锚杆的作业空间，并且对于一些软岩大变形情况来说，可以使得部分软化围岩从锚杆孔中被挤压而出，从而释放大变形能量；而对于锚杆及初喷混凝土阶段来说，可以将锚杆端部插入锚杆孔中，并在支撑过程中对锚杆端部的锚具进行加固、注浆等处理，有效的提高了在支撑过程中围岩的稳定程度。
91.本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
92.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
93.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显然本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
94.另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的
单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
95.所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网格设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
96.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种软岩隧道大变形应急处置装备，其特征在于，包括至少两个沿隧道轴向设置的门架(1)；相邻的所述门架(1)通过钢架连接；所述门架通过行走机构(4)支撑于软岩隧道的内底部；还包括：拱形钢撑板(2)，被配置于所述门架(1)外部；所述拱形钢撑板(2)的形状和尺寸匹配于软岩隧道开挖断面；液压杆(3)；至少一个所述液压杆(3)被配置于所述门架(1)和所述拱形钢撑板(2)之间，并将所述拱形钢撑板(2)支撑于所述门架(1)上。2.根据权利要求1所述的一种软岩隧道大变形应急处置装备，其特征在于，所述液压杆(3)的数量为多个，多个所述液压杆(3)包括门架支撑杆和钢撑板支撑杆；所述钢撑板支撑杆的一端均铰接于所述门架(1)，另一端均铰接于所述拱形钢撑板(2)的临空侧；所述门架支撑杆的一端均铰接于所述门架(1)，另一端均铰接于软岩隧道的内底部。3.根据权利要求2所述的一种软岩隧道大变形应急处置装备，其特征在于，所述钢撑板支撑杆包括顶部液压杆、左侧液压杆和右侧液压杆；所述左侧液压杆和所述右侧液压杆沿软岩隧道中心线对称设置；当所述拱形钢撑板(2)不受荷载时，所述顶部液压杆、所述左侧液压杆和所述右侧液压杆均垂直于对应的连接点处的切线方向；所述连接点为所述钢撑板支撑杆连接所述拱形钢撑板(2)的点。4.根据权利要求3所述的一种软岩隧道大变形应急处置装备，其特征在于，还包括：监测装置，被配置于软岩隧道内，并获取软岩隧道多个预设位置的收敛速度；控制装置，被配置于门架(1)上，并根据所述收敛速度控制所述液压杆(3)运行至满足预设支撑条件。5.根据权利要求4所述的一种软岩隧道大变形应急处置装备，其特征在于，所述控制装置包括：获取单元，被配置为获取所述收敛速度，并获取所述收敛速度对应的位置作为收敛位置；计算单元，被配置为根据所述收敛速度计算收敛加速度，并根据所述收敛速度和所述收敛加速度计算收敛危险值；报警单元，被配置为当所述收敛危险值超过预设值时发出警报。6.根据权利要求5所述的一种软岩隧道大变形应急处置装备，其特征在于，所述计算单元还被配置为：计算所述收敛速度和对应所述收敛位置的基准收敛速度的比值作为第一比值，并计算收敛加速度和对应所述收敛位置的基准收敛加速度的比值作为第二比值；获取对应所述收敛位置的计算权重，并根据所述计算权重将所述第一比值和所述第二比值加权计算形成所述收敛危险值。7.根据权利要求5所述的一种软岩隧道大变形应急处置装备，其特征在于，所述控制装置还被配置为：当所述报警单元发出警报时，控制所述行走机构(4)将所述门架(1)运行至对应所述收
敛位置的区域，并进入支撑控制模式；在所述支撑控制模式下：所述获取单元被配置为：获取所述钢撑板支撑杆的支撑应力和位移数据；所述计算单元被配置为：根据所述支撑应力和所述位移数据计算钢撑板支撑杆的调整参数，并根据所述调整参数对所述钢撑板支撑杆的轴力进行调整。8.根据权利要求7所述的一种软岩隧道大变形应急处置装备，其特征在于，在所述支撑控制模式下：所述计算单元还被配置为：将所述支撑应力和所述位移数据输入位移配平模型，并接收所述位移配平模型输出的数据作为所述调整参数；所述位移配平模型的输入数据为当前的所述支撑应力和所述位移数据，所述位移配平模型输出的数据为达到位移平衡情况下各钢撑板支撑杆的加载数据或卸载数据。9.根据权利要求1所述的一种软岩隧道大变形应急处置装备，其特征在于，软岩隧道的内底部铺设有轨道，所述行走机构(4)架设于所述轨道上。10.根据权利要求1所述的一种软岩隧道大变形应急处置装备，其特征在于，所述拱形钢撑板(2)上设置有多个对应软岩隧道锚杆位置的锚杆孔(5)；所述锚杆孔贯穿所述拱形钢撑板(2)。

技术总结

本发明公开了一种软岩隧道大变形应急处置装备，可以为软岩隧道大变形中各个施工阶段提供相应的应急支持，既可以保障施工出现软岩大变形时施工人员的生命安全，也可以在出现相应险情时保护隧道初支结构，减少了后续施工浪费的时间，有效缩短施工工期，节约施工成本。节约施工成本。节约施工成本。

技术研发人员：

王峥峥 陈希茂 袁松 刘保川 张生 吴建军 张毅杰 袁和华

受保护的技术使用者：

中铁二十四局集团福建铁路建设有限公司 四川省交通勘察设计研究院有限公司 四川北新天曌投资发展有限公司 中铁四局集团第二工程有限公司

技术研发日：

2022.08.10

技术公布日：

2022/11/2