《隧道支护结构受力调节器》

ICS号

CCS号

团体标准

T/CHTSXXXXX-XXXX

代替的团体标准编号

隧道支护结构受力调节器

StressAdjusterofTunnelSupportStructure

（征求意见稿）

xxxx-xx-xx发布xxxx-xx-xx实施

中国公路学会发布

目次

1范围.....................................................................1

2规范性引用文件.............................................................2

3术语.....................................................................3

4分类、型号与规格...........................................................5

5技术要求...................................................................7

5.1材料................................................................7

5.2尺寸................................................................7

5.3外观................................................................7

5.4性能................................................................7

5.5防腐................................................................8

6试验方法...................................................................9

6.1材料测试.............................................................9

6.2尺寸及螺纹功能测试...................................................9

6.3抗压性能测试.........................................................9

6.4密封性测试..........................................................10

6.5防腐测试............................................................10

7检验规则..................................................................11

7.1检验分类............................................................11

7.2进厂检验............................................................11

7.3型式检验............................................................11

7.4出厂检验............................................................12

7.5工地检验............................................................12

8包装、标志、运输与储存....................................................13

8.1包装...............................................................13

8.2标志...............................................................13

8.3运输与储存..........................................................13

9安装与调试................................................................14

附录A（资料性）调节器原理与方法............................................15

附录B（规范性）调节器主要部件尺寸要求......................................16

用词说明....................................................................17

隧道支护结构受力调节器

1范围

本文件规定了隧道支护结构受力调节器的术语，分类、型号与规格，技术要求，试验方

法，检验规则，包装、标志、运输与储存等内容。

本文件适用于以钻爆法施工为主的新建、改扩建山岭隧道复合式衬砌结构。

1

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注明日期的引用文件，仅所注明日期的

版本适用于本文件。凡是不注明日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于

本文件。

GB/T191包装储运图示标志

GB/T196普通螺纹基本尺寸

GB/T197普通螺纹公差

GB/T699优质碳素结构钢

GB/T700碳素结构钢

GB/T1804一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差

GB/T3098.3紧固件机械性能紧定螺钉

GB/T3452.1液压气动用O型橡胶密封圈第1部分：尺寸系列及公差

GB/T3452.2液压气动用O形橡胶密封圈第2部分：外观质量检验规范

GB/T3452.5液压气动用O形橡胶密封圈第5部分：弹性体材料规范

GB/T3683橡胶软管及软管组合件

GB/T61701型六角螺母

GB/T7935液压元件通用技术条件

GB/T12224钢制阀门一般要求

GB/T12237石油、石化及相关工业用的钢制球阀

GB/T18226公路交通工程钢构件防腐技术条件

JB/T10242阴极电泳涂装通用技术规范

2

3术语

3.0.1隧道支护结构受力调节器Stressadjusteroftunnelsupportstructure

沿隧道初期支护环向多点布设并与钢架焊接或螺栓连接，通过油压调节支护结构与围岩

间的作用力，以改善支护结构内力分布的装置。由顶板、调节螺杆、调节螺母、顶杆、外套

管、活塞、油缸、O型圈、锚固螺栓、U型螺丝、抱箍、螺母、高强油管、高压球阀组成。

3.0.2顶板Roof

与围岩接触的钢质圆板，用于传递支护结构与围岩间的调节荷载。

3.0.3调节螺杆Adjustingscrew

通过调节行程长度使顶板与隧道围岩超挖面密贴，以达到荷载调节器有效传递受力的钢

质杆件。该杆件与顶板通过焊接或螺纹方式连接，与调节螺母配套使用。

3.0.4调节螺母Adjustingnut

连接调节螺杆和顶杆，用于固定螺杆调节之后位置的钢质部件。

3.0.5顶杆Ejectorrod

置于外套管中的钢质传力部件。

3.0.6外套管Outersleeve

与U型螺丝配套使用的钢质管材，其内部放置顶板、调节螺杆、调节螺母、顶杆。

3.0.7活塞Piston

与油缸配套使用，在油缸充油后具有行程调节功能的钢质部件。

3.0.8油缸Cylinder

与外套管底部通过螺纹连接，缸体上有连接油管接口的钢质部件。

3.0.9O型圈O-Rings

用于保持调节器密封性能的橡胶部件，与活塞和油缸搭配使用。

3.0.10锚固螺栓Anchorbolt

用于调节器完成荷载调节后固定活塞行程的钢质部件。

3.0.11U型螺丝U-bolt

置于外套管上的U型槽上，用于固定荷载调节器的钢质部件。

3.0.12抱箍Hoop

贴合外套管的钢质部件，与U型螺丝和螺母配套使用，由于固定荷载调节器。

3.0.13螺母Nut

3

与U型螺丝和挡板配套使用的钢质部件。

3.0.14加长部件Extendedparts

包含加长螺杆和加长螺母，在超挖情况下使用的钢质部件。

3.0.15加长螺杆Extendedscrew

与顶杆连接的钢质部件，具有增加调节高度的功能，在超挖情况下使用。

3.0.16加长螺母Extensionnut

固定顶杆和加长螺杆的钢质部件。

3.0.17内力调节系数Stressadjustmentcoefficient

以靠近拱顶位置调节器提供的内力为基准，其他安装位置与拱顶位置内力的比值。

3.0.18高强油管Highstrengthtubing

连接油缸，串联荷载调节器。

3.0.19高压球阀Highpressureballvalve

连接油管和加压油泵，具有控制油压的功能。

3.0.20高压油泵Highpressureoilpump

连接高压球阀，向油管充入液压油。

4

4分类、型号与规格

4.0.1本文件规定的隧道支护结构受力调节器为一体锚固式，代号：RDLA-V。

4.0.2调节器主要部件组成及安装方式如图4.0.2-1-图4.0.2-3所示。

图4.0.2-1调节器安装说明

图4.0.2-2调节器各部件说明

图4.0.2-3加长部件说明

5

4.0.3根据内力调节系数的不同，将调节器分为如下三种型号：

1、A型：调节系数为1.0~1.2的调节器。

2、B型：调节系数为1.2~1.4的调节器。

3、C型：调节系数为1.4~1.6的调节器。

4.0.4根据调节器整体尺寸的不同，将调节器分为如下三种规格：

1、S：调节器的最小高度不得低于18cm，安装加长部件及螺杆旋出后高度不得低于58cm。

2、M：调节器的最小高度不得低于22cm，安装加长部件及螺杆旋出后高度不得低于62cm。

3、L：调节器的最小高度不得低于25cm，安装加长部件及螺杆旋出后高度不得低于65cm。

4.0.5产品名称表示方法见图

如：RDLA-V-AS，表示第5代产品、调节系数为1.0~1.2、最小高度不低于18cm的一体

锚固式调节器。

6

5技术要求

5.1材料

5.1.1顶板、调节螺杆、调节螺母、顶杆、外套管、活塞、油缸、锚固螺栓、U型螺丝、抱

箍、螺母、加长螺杆、加长螺母应采用屈服强度不低于235MPa的钢材。

5.1.2调节器和加长部件的材料应符合GB/T699和GB/T700的有关规定。

5.1.3高强油管所采用的材料需满足40MPa额定工作油压的强度要求。

5.1.4O型圈材料应符合GB/T3452.5中70硬度丁晴橡胶（NBR）的有关规定。

5.2尺寸

5.2.1调节器各零部件的尺寸应符合本文件附录B的有关规定。

5.2.2调节系数为1.0~1.2的A型调节器活塞与液压油的接触面积为1243.4mm2~1492.1mm2；

调节系数为1.2~1.4的B型调节器活塞与液压油的接触面积为1492.1mm2~1740.8mm2；调节

系数为1.4~1.6的C型调节器活塞与液压油的接触面积为1740.8mm2~1989.4mm2。

5.2.3调节器活塞有效行程不得小于2cm。

5.2.4螺纹尺寸需满足拧入深度大于5倍螺纹间距的要求。

5.2.5O型圈尺寸为14×1.8、16×1.8、21.2×1.8和37.5×3.55，应符合GB/T3452.2的有关规

定。

5.3外观

5.3.1调节器应表面光洁，不应有机械损伤。

5.3.2调节器的各零部件外露表面应平整、均匀。

5.3.3O型圈外观应符合GB/T3452.1的有关规定。

5.4性能

5.4.1高强油管应符合GB/T3683的有关规定。

5.4.2螺母应符合GB/T6170的有关规定，强度应不低于8.8级。

5.4.3锚固螺栓应符合GB/T3098.3的有关规定。

5.4.4调节器螺纹加工应符合GB/T196、GB/T197的有关规定。

5.4.5各规格型号的单个调节器抗压性能测试应按本文件第6.3条的有关规定执行，测试

之后调节器应无明显破坏，各部件功能正常。

7

5.4.6组合使用时，调节器及高强油管的密封性测试应按本文件第6.4条的有关规定执行，

测试结束后油压变化应在5%以内，不得出现油液渗漏情况。

5.5防腐

5.5.1调节器使用场景有防腐要求时应按本文件第5.5条和第6.5条的有关规定执行。

5.5.2宜采用阴极电泳防腐方式，防腐技术条件应符合JB/T10242的有关规定；也可采用

热浸镀锌防腐方式，防腐技术条件应符合GB/T18226的有关规定。

5.5.3带螺纹的紧固件进行防腐处理后，不影响连接配合。

5.5.4采用其它防腐工艺时，防腐层外观质量、均匀性、附着性、抗弯曲性能以及耐特殊化

学试剂和气候等均应严格符合GB/T18226的有关规定。

8

6试验方法

6.1材料测试

6.1.1钢材的化学成分和力学性能的测定应按GB/T699和GB/T700的有关规定进行。

6.1.2高强油管的质量指标实验应按GB/T3683的有关规定进行。

6.1.3O型圈的性能指标和测试方法应符合GB/T3452.5的有关规定。

6.2尺寸及螺纹功能测试

6.2.1调节器各部件尺寸测量应采用钢直尺、游标卡尺，测量结果应符合附录B的尺寸要

求。

6.2.2各部件螺纹连接功能应进行旋紧、旋松操作，深度大于5倍螺纹间距，螺纹连接应无

卡顿现象。

6.2.3O型圈尺寸测试应符合GB/T3452.2的有关规定。

6.3抗压性能测试

6.3.1抗压性能测试宜在万能试验机上进行。

6.3.2应按下列步骤进行试验：

1)将调节螺杆连接加长部件，放置于外套管内；

2)将调节螺杆旋出，高度应符合表6.3.2要求；

表6.3.2调节螺杆旋出高度（mm）

规格螺杆旋出高度

S100±2

M140±2

L170±2

3)将调节器放置于试验台上，以40kn/min的速度将试验荷载加至40±2kn，并保持

30min。

9

6.4密封性测试

6.4.1密封性测试宜在万能试验机上进行。

6.4.2应按下列步骤进行试验：

1)将至少3个调节器放置在试验机上；

2)按从左到右的顺序通过高强油管将调节器连接成串联结构；

3)左边第一个调节器的高强油管依次连接高压油表、高压球阀、高压油泵；

4)右边最后一个调节器的油管连接高压球阀；

5)保持球阀处于打开状态，使用高压油泵充油，油液从右侧高压球阀流出，排出油管

及调节器内部空气；

6)关闭右侧球阀，使用高压油泵以30MPa/min的速度充油，期间观察高压油表数值，

达到30MPa时停止充油，关闭左侧高压球阀，静置4h；

6.5防腐测试

6.5.1采用阴极电泳防腐方式时，应符合JB/T10242的有关规定。

6.5.2采用其他防腐方式时，应符合GB/T18226的有关规定。

10

7检验规则

7.1检验分类

7.1.1调节器应进行进厂检验、型式检验、出厂检验和工地检验，检验项目应符合表7.1.1的

规定。

表7.1.1检验项目表

“技术要“试验方

序号检验项目名称求”法”型式检验出厂检验工地检验

章条号章条号

1材料测试5.16.1√--

2尺寸及螺纹功能要求5.26.2√√-

3抗压性能要求5.46.3√√-

4密封性要求5.46.4√√√

5防腐要求5.56.5√--

注：表中打“√”表示应进行此项检验。

7.2进厂检验

7.2.1材料进场时，应检查产品合格证。

7.2.2应检验材料外观是否有破损缺失，材料型号、规格是否正确。

7.3型式检验

7.3.1检验项目应符合本文件表3的有关规定。

7.3.2新产品试制或老产品转厂生产时。

7.3.3正常生产后，如结构、工艺、材料有较大改变，可能影响产品性能时。

7.3.4产品停产两年后，恢复生产时。

7.3.5国家质量监督机构提出做型式检验时。

11

7.4出厂检验

7.4.1应按照每个生产批次、每种型号规格、每生产200个随机抽样3个进行检验。

7.4.2若本批次某种型号规格生产数量不足200个，随机抽样3个进行检验。

7.4.3检验项目应符合本文件表3的有关规定。

7.4.4检验项目全部合格，则该生产批次合格，方可出厂。

7.3.5若出现不合格的样品，则检验本批次该型号规格所有产品。不合格的产品通过返工、

返检达到验收要求的可以出厂，返工后仍不合格则应做报废处理。

7.5工地检验

7.5.1每箱随机抽样3个产品进行检验。

7.5.2检验项目应符合本文件表3的有关规定。

7.5.3检验合格方可施工。

7.5.4若出现不合格的样品，则退回本箱产品。

12

8包装、标志、运输与储存

8.1包装

8.1.1调节器宜采用木箱包装。

8.1.2每箱应包含产品合格证、使用说明书和货品清单。

8.1.3纸质文件应用塑料薄膜装袋封口。

8.1.4每个调节器所需的整套紧固件应单独包装。

8.1.5木箱外面应注明产品名称、生产日期，以及运输、储存注意事项。

8.2标志

8.2.1调节器应有清晰的标志。

8.2.2标志内容应包括：产品名称、厂家信息、联系电话、生产年月、执行标准。

8.3运输与储存

8.3.1以木箱方式进行运输与储存，应采取必要的保护措施，减少运输过程中的损坏。

8.3.2应避免阳光直射、雨雪浸淋。应避免与酸、碱及有机溶剂等影响产品质量的物质相接

触，防止被腐蚀。

13

9安装与调试

9.0.1安装具体流程如下：

1)安装前应按本文件第7.5条的有关规定进行检验。

2)清点当日使用的调节器和配件，可利用现场机械运往施工断面。

3)可在钢拱架安装的同时，进行调节器安装工作。

4)U型螺丝可在钢筋加工厂焊接在钢拱架上，也可在施工现场钢拱架立设之后焊接。

5）调节器穿过U型螺丝，并通过螺母锁定。

6)旋转调节螺杆，使顶板贴紧围岩（可搭配加长部件使用）。

7)使用高强油管连接调节器，组成串联回路（受限于开挖工法，无法一次连接成环时，

应在接口处做好保护）。

8)使用高压球阀连接油管和油泵，对油管充油排空串联回路内部空气。

9)待初期支护喷射混凝土之后，施加调节油压。

10)待仰拱浇筑完成，调节器安装断面封闭成环之后，施加控制油压。

11)在安装防水板前通过锚固螺栓将活塞行程固定，至此完成安装过程。

9.0.2调节器安装完成后，应在初期支护喷射混凝土前进行如下调试：

1）检查每个受力托盘是否顶到围岩。

2）高强油管连接完成后需绑扎在钢筋网片上，保证油管不侵入钢架内侧。

3）在通油排气过程中，检查每一个油缸转换接头与油管连接的紧固性，确保油路的封

闭性。

4）检查高压球阀保护情况，预防开挖过程中被人为破坏。

14

附录A（资料性）调节器原理与方法

本文件调节器基于受荷和变形联动控制为核心的隧道支护结构应力调节方法，分受荷调

节和变形控制两阶段调控，主要应用于偏压、不良地质等围岩压力分布不均匀的地段。

受荷调节通过液压转移技术，使拱架内力重分布，达到均衡受力；通过安装多个调节器

并用液压系统串联，极大增强拱架的受荷调节能力，实现拱架弯矩的削峰填谷，使得钢拱架

受到的荷载变得均匀可控，从而为后续的拱架变形控制提供基础。

图A.1受荷调节示意图

变形控制通过多个本调节器与初期支护钢拱架固结后，给调节器组施加油压顶紧隧道开

挖围岩面，通过与围岩形成反作用力使钢拱架发生预变形，承受围岩荷载后，最终达到或接

近初支结构弯矩为零的理想状态。

图A.2变形控制示意图

15

附录B（规范性）调节器主要部件尺寸要求

调节器不同型号、规格的主要部件加工尺寸见表B。

表B各型号规格产品主要尺寸及公差(mm)

RDLA-V

型号及规格

ASAMALBSBMBLCSCMCL

代号及名称

顶板直径(±0.3)80

顶板长度(±0.2)16

外套管外径(±0.3)50

外套管内径(±0.3)