1.可调磁力的门式流质衬砌围岩卸压装置,其特征在于,它包括隧道衬砌(16),所述隧道衬砌(16)的内侧壁上通过初衬锚杆(15)锚固有槽钢(2),所述槽钢(2)和隧道衬砌(16)之间填充有流质填充物(1),所述槽钢(2)的不同位置设置有多个流质泄出孔(3),所述流质泄出孔(3)所在位置安装有用于自动开启并卸出流质填充物(1)的应力自反馈式卸压阀(6)。
2.根据权利要求1所述的可调磁力的门式流质衬砌围岩卸压装置,其特征在于:所述流质填充物(1)采用具有一定流动性的颗粒材料其包含粒径不同的沙子和表面光滑、不同颗粒级配的碎石,其填充在隧道围岩(17)的一衬与二衬之间的预留变形量处。
3.根据权利要求1所述的可调磁力的门式流质衬砌围岩卸压装置,其特征在于:所述应力自反馈式卸压阀(6)包括安装在流质泄出孔(3)侧边的合页(11),所述合页(11)结构为两相同大小形状的矩形扇叶,并通过中心转轴铰接,两矩形扇叶可绕中心转轴呈360度相对旋转,所述合页(11)一侧矩形扇叶焊接在流质泄出孔(3)附近槽钢内壁上,另一矩形扇叶与其呈180度时可恰好使得流质泄出孔(3)处于封闭状态;所述流质泄出孔(3)所在位置的槽钢(2)两侧分别设置有固定端槽钢外壁卡槽(4)和活动端槽钢外壁卡槽(5),所述固定端槽钢外壁卡槽(4)和活动端槽钢外壁卡槽(5)之间安装有用于其自动开启的电磁锁闭装置。
4.根据权利要求3所述的可调磁力的门式流质衬砌围岩卸压装置,其特征在于:所述电磁锁闭装置包括固定安装在固定端槽钢外壁开槽(4)上的第一电磁铁(7)和固定安装在活动端槽钢外壁卡槽(5)上的第二电磁铁(8),所述第一电磁铁(7)上缠绕有第一线圈(9),所述第二电磁铁(8)上缠绕有第二线圈(10)。
5.根据权利要求1所述的可调磁力的门式流质衬砌围岩卸压装置,其特征在于:所述槽钢(2)的底部设置有多个用于二衬成型灌浆的注浆孔(14)。
6.根据权利要求1所述的可调磁力的门式流质衬砌围岩卸压装置,其特征在于:所述槽钢(2)与流质填充物(1)之间相接触的内壁上粘贴有多个用于压力监测的压力传感器(13),所述压力传感器(13)通过信号线与控制器(12)相连,所述控制器(12)与应力自反馈式卸压阀(6)的电磁锁闭装置相连并控制第一线圈(9)和第二线圈(10)的通断电。
7.采用权利要求1-6任意一项所述可调磁力的门式流质衬砌围岩卸压装置的施工方法,其特征在于它包括以下步骤:
Step1,材料准备:沙子、碎石、囊性物质,槽钢、钢片、电磁铁、通电线圈导线、合页、控制器、压力传感器;
Step2:槽钢(2)上注浆孔(14)及流质泄出孔(3)的制作:槽钢(2)上的注浆孔(14)采用塞盖式人工进行开与关,槽钢(2)上的流质泄出孔(3)非工作状态时由于电磁锁闭装置的异性吸力使得其处于关闭状态,工作状态时由于对通电线圈的电流控制从而控制电磁锁闭装置的之间吸斥力从而控制门式电磁铁的关与开;
Step3:槽钢(2)的固定:槽钢(2)位于一衬与二衬之间,将槽钢(2)的上端焊接于一衬的初衬锚杆(15)上起固定作用,其下端恰好被二衬钢拱架支撑;
Step4:流质填充物(1)的制作安装:流质填充物(1)包括沙子、碎石、囊性物质能使整体具有一定流动性的固态物质,流质泄出孔(3)处于非工作即关闭状态,将其混合均匀后通过槽钢(2)上预留的注浆孔(14)将其注入槽钢(2)内部,使槽钢内均匀地充满;
Step5:流质泄出孔非工作状态:电磁锁闭装置与流质填充物接触的一侧装有压力传感器(13),用于监控并向控制器(12)输出压力值,当围岩变形较小时对流质填充物的挤压量较小,压力传感器(12)测得流质填充物(1)对压力传感器(12)的压力值F≤P,对通第一线圈(9)和第二线圈(10)不通电,由于第一电磁铁(7)和第二电磁铁(8)的异性吸力使得流质泄出孔(3)处于关闭状态;
Step6:卸压工作:当围岩变形较大时对流质填充物的挤压量较大,压力传感器(13)测得流质填充物对压力传感器的压力值F>P,对通电线圈通电电磁铁即为电磁铁,在控制器(12)导线电流的作用下,电磁铁相互排斥,使得应力自反馈式卸压阀打开,流质填充物从泄出孔中泄出,一定时间后在门式电磁铁的内部形成一定范围楔形空腔区,随着空腔区的增大,流质填充物对压力传感器的压力值F逐渐减小,直到F≤P,改变电流方向,电磁铁磁性又变为相吸,使得应力自反馈式卸压阀关闭,卸压完成;
Step7:注浆:根据需要一次或多次卸压工艺完成后,将流质填充物泄出并通过预留的注浆孔注浆形成完整的二衬。