本技术涉及隧道施工设备，具体地说，涉及一种自适应开挖隧洞断面的钢支撑辅助支护装置。
背景技术：
1、在隧洞设计中，对围岩较差的洞身会采取钢支撑加锚喷的方式进行初期支护，钢支撑通常是在加工厂统一按照设计开挖断面进行加工，而隧洞在开挖过程中会存在超挖的情况，对于钢支撑位置超挖的部分，工字钢无法与围岩面直接接触，围岩上的力无法传到钢支撑上，造成部分围岩应力分布不均，或形成空腔掉块。
2、传统处理方式采用混凝土或块石将工字钢与围岩面之间进行填充饱满，再进行喷混凝土支护，采用混凝土填充处理，时间消耗较多，并且混凝土由于难以控制架模和振捣质量，衬砌与围岩间存在空腔。采用块石填充，施工过程中存在较大的安全隐患。
3、对于顶拱超挖较大的隧洞，需对开挖断面进行测量后重新加工钢支撑，测量断面和重新加工钢支撑需要花费一定的时间，无法做到开挖后立即支护，围岩松动掉块的风险很大，存在较大的安全隐患。
技术实现思路
1、本实用新型的目的在于提供一种自适应开挖隧洞断面的钢支撑辅助支护装置，以解决上述背景技术中提出的对于顶拱超挖较大的隧洞，需对开挖断面进行测量后重新加工钢支撑，测量断面和重新加工钢支撑需要花费一定的时间，无法做到开挖后立即支护，围岩松动掉块的风险很大，存在较大的安全隐患的问题。
2、为实现上述目的，本实用新型提供了一种自适应开挖隧洞断面的钢支撑辅助支护装置，包括顶拱工字钢、两侧侧墙工字钢和可调托架，可调托架包括外部可调托架和内部可调托架，所述两侧侧墙工字钢分为上段和下段，所述上段与顶拱工字钢通过螺栓连接，所述上段和下段之间通过内部可调托架进行连接，所述顶拱工字钢和两侧侧墙工字钢的外壁与岩层的内壁之间通过外部可调托架支撑，所述顶拱工字钢和两侧侧墙工字钢均通过u形钢组件与外部可调托架的底端连接固定。
3、作为优选，所述顶拱工字钢为弧形结构，所述两侧侧墙工字钢为竖直结构。
4、作为优选，所述内部可调托架包括第一底板，所述第一底板的顶部焊接有第一底座，所述第一底座的顶部焊接有第一螺杆，所述第一螺杆的外部套设有第一钢套筒，所述第一钢套筒的底端设置有第一转动件，所述第一转动件与第一螺杆螺纹连接，所述第一转动件的顶部将第一钢套筒支撑，所述第一钢套筒的顶端焊接有第一顶板。
5、作为优选，所述第一底板与下段通过螺栓连接，所述第一顶板与上端通过螺栓连接。
6、作为优选，所述外部可调托架包括第二底板，所述第二底板的顶部焊接有第二底座，所述第二底座的顶部焊接有第二螺杆，所述第二螺杆的外部套设有第二钢套筒，所述第二钢套筒的底端设置有第二转动件，所述第二转动件与第二螺杆螺纹连接，所述第二转动件的顶部将第二钢套筒支撑，所述第二钢套筒的顶端焊接有第二顶板。
7、作为优选，位于所述顶拱工字钢上部的外部可调托架中的所述第二钢套筒为倾斜设置，所述第二顶板为水平设置，所述第二钢套筒的顶端与第二顶板的缝隙处设置有楔形块。
8、作为优选，所述u形钢组件包括两组u形钢，分别位于工字钢的内侧和外侧，两组u形钢之间通过螺栓连接固定，外侧的u形钢内壁压紧在外部可调托架的第二底板外表面上。
9、与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
10、该自适应开挖隧洞断面的钢支撑辅助支护装置中，通过创新的可调托架设计，解决了传统隧道施工中因超挖导致的钢支撑与围岩面不接触、应力分布不均、形成空腔掉块等问题。该装置利用内部可调托架和外部可调托架，实现了工字钢与围岩面的紧密贴合，确保了围岩上的力能够有效传递到钢支撑上，提高了支护的稳定性和安全性。
11、具体来说，内部可调托架通过第一底板、第一底座、第一螺杆、第一钢套筒和第一顶板等部件的巧妙组合，实现了上段和下段工字钢之间的灵活连接和高度可调，适应了不同超挖情况的需求。外部可调托架则通过第二底板、第二底座、第二螺杆、第二钢套筒和第二顶板等部件的精心设计，实现了工字钢与岩层内壁之间的稳固支撑和距离可调，进一步增强了支护装置的适应性和稳定性。
12、此外，该装置还采用了u形钢组件与外部可调托架的底端连接固定，提高了连接的牢固性和可靠性。对于顶拱超挖较大的隧洞，该装置无需重新测量断面和加工钢支撑，节省了时间，降低了施工成本，同时实现了开挖后立即支护，有效防止了围岩松动掉块的风险，大大提高了施工安全性。
1.一种自适应开挖隧洞断面的钢支撑辅助支护装置，包括顶拱工字钢(1)、两侧侧墙工字钢(2)和可调托架，其特征在于：可调托架包括外部可调托架(5)和内部可调托架(3)，所述两侧侧墙工字钢(2)分为上段(21)和下段(22)，所述上段(21)与顶拱工字钢(1)通过螺栓连接，所述上段(21)和下段(22)之间通过内部可调托架(3)进行连接，所述顶拱工字钢(1)和两侧侧墙工字钢(2)的外壁与岩层(4)的内壁之间通过外部可调托架(5)支撑，所述顶拱工字钢(1)和两侧侧墙工字钢(2)均通过u形钢组件(6)与外部可调托架(5)的底端连接固定。
2.根据权利要求1所述的自适应开挖隧洞断面的钢支撑辅助支护装置，其特征在于：所述顶拱工字钢(1)为弧形结构，所述两侧侧墙工字钢(2)为竖直结构。
3.根据权利要求1所述的自适应开挖隧洞断面的钢支撑辅助支护装置，其特征在于：所述内部可调托架(3)包括第一底板(31)，所述第一底板(31)的顶部焊接有第一底座(32)，所述第一底座(32)的顶部焊接有第一螺杆(33)，所述第一螺杆(33)的外部套设有第一钢套筒(35)，所述第一钢套筒(35)的底端设置有第一转动件(34)，所述第一转动件(34)与第一螺杆(33)螺纹连接，所述第一转动件(34)的顶部将第一钢套筒(35)支撑，所述第一钢套筒(35)的顶端焊接有第一顶板(36)。
4.根据权利要求3所述的自适应开挖隧洞断面的钢支撑辅助支护装置，其特征在于：所述第一底板(31)与下段(22)通过螺栓连接，所述第一顶板(36)与上段(21)通过螺栓连接。
5.根据权利要求1所述的自适应开挖隧洞断面的钢支撑辅助支护装置，其特征在于：所述外部可调托架(5)包括第二底板(51)，所述第二底板(51)的顶部焊接有第二底座(52)，所述第二底座(52)的顶部焊接有第二螺杆(53)，所述第二螺杆(53)的外部套设有第二钢套筒(55)，所述第二钢套筒(55)的底端设置有第二转动件(54)，所述第二转动件(54)与第二螺杆(53)螺纹连接，所述第二转动件(54)的顶部将第二钢套筒(55)支撑，所述第二钢套筒(55)的顶端焊接有第二顶板(56)。
6.根据权利要求5所述的自适应开挖隧洞断面的钢支撑辅助支护装置，其特征在于：位于所述顶拱工字钢(1)上部的外部可调托架(5)中的所述第二钢套筒(55)为倾斜设置，所述第二顶板(56)为水平设置，所述第二钢套筒(55)的顶端与第二顶板(56)的缝隙处设置有楔形块(57)。
7.根据权利要求1所述的自适应开挖隧洞断面的钢支撑辅助支护装置，其特征在于：所述u形钢组件(6)包括两组u形钢，分别位于工字钢的内侧和外侧，两组u形钢之间通过螺栓连接固定，外侧的u形钢内壁压紧在外部可调托架(5)的第二底板(51)外表面上。
