1.一种隧洞大截面超挖衬砌支护及自主卸压装置，其特征在于：它包括围岩（1），所述围岩（1）的内部设置有初次衬砌（2），所述围岩（1）的受力较大区域且位于初次衬砌（2）的内部开挖有超前开挖槽（3），在沿着隧洞纵深方向开挖有多个超前开挖区域（4）；在初次衬砌（2）的外表面设置有二次衬砌（14），所述初次衬砌（2）和二次衬砌（14）之间预留有预变形腔体（15）；所述超前开挖槽（3）内部填充有流质填充物（12）；所述预变形腔体（15）内部通过土工布包裹流质填充物（12）进行填充；所述超前开挖槽（3）的开口位置安装有用于自动卸压的大断面自主卸压结构（5）。

2.根据权利要求1所述的一种隧洞大截面超挖衬砌支护及自主卸压装置，其特征在于：

所述大断面自主卸压结构（5）包括卸压板（6），所述卸压板（6）封堵在超前开挖槽（3）的开口位置，在卸压板（6）的另一端面固定有对称布置的铰支座（9），所述铰支座（9）通过可折叠钢结构（10）与二衬钢拱架（13）上的铰支座（9）铰接相连，所述二衬钢拱架（13）设置在二次衬砌（14）的内部，所述卸压板（6）和二衬钢拱架（13）之间通过固定座（8）连接有弹簧（7）。

3.根据权利要求1所述的一种隧洞大截面超挖衬砌支护及自主卸压装置，其特征在于：

所述卸压板（6）采用钢板材料预制而成，其截面尺寸与超前开挖槽（3）的开口尺寸保持相同。

4.根据权利要求1所述的一种隧洞大截面超挖衬砌支护及自主卸压装置，其特征在于：

所述可折叠钢结构（10）由多根短钢片通过活动铰接支座（11）相互铰接相连。

5.根据权利要求2所述的一种隧洞大截面超挖衬砌支护及自主卸压装置及施工方法，其特征在于：所述二衬钢拱架（13）的内端面焊接固定有多个挂钩（18），二衬钢拱架（13）的钢板面的顶角位置也焊接有安装可折叠钢结构（10）的铰支座（9）；所述二衬钢拱架（13）上开设有用于注入流质填充物的预留孔（17），在二衬钢拱架（13）的下端预留有用于卸沙或者注浆的注浆孔（16）。

6.根据权利要求1所述的一种隧洞大截面超挖衬砌支护及自主卸压装置，其特征在于：

所述预变形腔体（15）的间隙为20 40cm。

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7.根据权利要求1所述的一种隧洞大截面超挖衬砌支护及自主卸压装置，其特征在于：

所述流质填充物（12）采用砂、碎屑物、小粒径碎石或陶粒。

8.根据权利要求1所述的一种隧洞大截面超挖衬砌支护及自主卸压装置，其特征在于：

所述待围岩（1）变形稳定后，通过注浆孔（16）利用高压注浆，混凝土与填充物混合将超前开挖槽（3）和预留变形量（15）区封闭。

9.采用权利要求1-8任意一项隧洞大截面超挖衬砌支护及自主卸压装置的施工方法，其特征在于它包括以下步骤：Step1：超前开挖槽的选取：利用FLAC 3D软件建立隧洞模型对其进行围岩开挖卸荷后隧洞受力模拟，在工程中隧洞初次开挖并做好初次衬砌（2）后对围岩（1）受力较大的区域进行超挖，形成长宽高分别为a、b、c的超前开挖槽（3），在沿隧洞纵深方向形成多个超前开挖区域（4），对其进行简单支护并清理掉超前开挖槽（3）中的碎石；

Step2：初次衬砌施工：在隧洞开挖及超前开挖槽（3）完成后，将隧洞开挖层碎石清理干净，利用钻孔设备钻孔，插入锚杆，浇筑完成后在锚杆上挂设柔性铁丝网，喷射混凝土养护形成初次衬砌（2）；

Step3：卸压板的制作：选取硬度足够大的钢板，将其尺寸加工成与超前开挖槽（3）的槽口配合使用的卸压板（6），在其与二衬钢拱架（13）相对面形心位置安装两个固定座（8），并在其四个角分别安装铰支座（9）；

Step4：弹簧（7）安装：在卸压板（6）及二衬钢拱架（13）形心位置的固定座内部焊接挂钩（18），并将弹簧安装在二衬钢拱架（13）与卸压板（6）的固定座内部的挂钩（18）上，采用数值模拟计算出各个位置的受力，所采用的（7）可根据实际工程更换劲度系数不同的弹簧；

Step5：可折叠钢结构（10）安装：在卸压板（6）及二衬钢拱架（13）的四个角上分别焊接绞支座，预制刚度较大的短钢片，各个钢片之间用活动铰接支座（11）铰接形成活动铰接支座，可折叠伸缩，通过可折叠钢结构（10）将大断面自主卸压结构安装焊接在二衬钢拱架上，使得卸压板和二衬钢拱架衬砌结构固定在一起形成整体；

Step6：流质填充物填充：在隧洞围岩的超前开挖槽（3）内直接充填颗粒级配较好的流质填充物（12），对于预变形腔体（15）部位用土工布包裹流质填充物（12）将其固定在初衬锚杆上，并用卸压板阻挡槽口；

Step7：二衬钢拱架（13）的安装：根据隧洞形状及大小预制二衬钢拱架（13），对于隧洞顶部所对应的二衬钢拱架（13）上要开设若干预留孔（17），二衬钢拱架（13）下端预留注浆孔（16），在距离初衬20-40cm的位置安装二衬钢拱架（13）及大断面自主卸压结构（5）形成衬砌整体结构；

Step8：卸压过程：其流质填充物（12）在隧洞蠕变变形前期可提供指定支护力F，利用其流动性均化卸除部分围岩应力荷载，保证二衬钢拱架（13），随着围岩变形荷载的增大，会挤压超前开挖槽（3）中的流质填充物（12），流质填充物（12）流动从而使得卸压板上的弹簧（7）产生的弹力P1小于围岩变形荷载P2使得卸压板受力不平衡，卸压板此刻倾斜与超前开挖槽口形成张角β形成大截面卸压口，流质填充物（12）从缝隙中流出，使得围岩应力荷载快速卸除，在卸载过程中可折叠钢结构（10）由于卸压板（6）受力被拉伸拉着卸压板保证卸压板不会失稳侧翻；

Step9：蝶形弹簧回位：随着填充物砂体卸出，围岩变形荷载P2同时减小到P3，此时弹力P1≥P3，卸压板回缩将超前开挖槽完全盖住保证砂体不在卸出，同时可折叠钢结构被压缩到原位，待到围岩继续变形产生较大荷载时重复上述受力过程，直至围岩变形稳定；

Step10：混凝土砂浆封闭处理：待围岩变形稳定后，通过注浆孔利用高压注浆，混凝土与填充物混合将超前开挖槽和预留变形量区封闭。