一种用于平硐明槽段防护结构的制作方法

本实用新型涉及一种用于平硐明槽段防护结构。

背景技术：

平硐是在地层中开凿的直通地面的水平通道，适用于山岭地区，设计高程高压周围平地的地平面以上，是一种最方便、最安全、最经济的开拓方法。当地形条件允许时，平硐开拓广泛用于矿山开发、水利水电勘察中。当硐口段覆盖层较薄、地层表面风化时，且由松散堆积体存在，如采用暗挖法，在施工过程中将不可避免地出现施工难、围岩不稳定、平硐内围岩塌方及片帮等现象，同时威胁现场作业人员安全。这种情况下，现场多采取明槽开挖施工法，当平硐明槽段平硐施工结束后，再进行回填作业。

由于开挖施工，坡坏了原始地层的稳定，人为地形成边坡。当边坡稳定性较差时，受施工扰动或受降雨影响极易发生滑坡，而威胁现场作业人员的安全，因此需对明槽开挖段的边坡进行临时防护。目前工程中对边坡的主要防护措施主如下：

（1）、设置挡墙、抗滑桩：设计选择合理的挡墙、抗滑桩类型进行支护，可有效防止滑坡，此方法属于永久性支护。明槽开挖所形成的边坡属于临时边坡，待明槽段平硐壁施工结束后，即进行回填作业，开挖时所形成的边坡将消失。因此挡墙、抗滑桩的支护措施不适用于明槽开挖段的边坡支护。

（2）、喷射混凝土支护：利用锚杆、金属网，同时喷射混凝土进行边坡支护，可提高边坡的整体性稳定性，有效防止边坡失稳，但其施工工艺复杂，工程造价高，同时该方法也属于永久支护，因此也不适用于明槽开挖段的边坡支护。

（3）、设置钢筋混凝土拱架支护：利用钢筋混凝土拱墙和钢筋混凝土底板共同支护，钢筋混凝土拱墙内设置钢筋骨架，对边坡形成了整体性支护，但其材料昂贵，施工复杂，成本高；

（4）、削坡放坡：按照自上而下、分级开挖的顺序进行削坡，可减缓坡度，控制滑坡体，使边坡处于稳定状态，但其施工量大，使用机械多，同时带来土体开挖后堆放的问题；

这些边坡防护措施在防止边坡失稳方面起到了很好的效果。适用于水利水电、道路交通、房屋建筑等行业中的永久边坡，如在平硐明槽段边坡的临时防护时应用这些技术，存在防护工艺复杂、施工成本较高的现象。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题是一种用于平硐明槽段防护结构，以解决现有技术中防护工艺复杂和施工成本较高的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：一种用于平硐明槽段防护结构，包括明槽，明槽两侧边坡是由多层分层坡构成，相连的两层分层坡之间设有马道，在马道上开设有截水沟，在边坡底部设有排水沟，在分层坡表面设有边坡面防护结构，所述防护结构包括多根一端垂直插入在边坡内的钢管，各根钢管呈点阵分布，在分层坡表面横向铺有多块木板，在木板上纵向压有多根长木，所述长木与所述钢管固定连接，在防护结构表面铺设有塑料布。

还包括钢管抗拔装置，所述钢管抗拔装置包括固定在钢管端头上的圆锥形锚头、设在钢管内的膨胀钎、开设在钢管管壁上的两个钎出孔和拉动膨胀钎移动的传力组件；

所述膨胀钎包括中间块，两根旋转钎分别轴连接在中间块两侧，在中间块两侧还分别固定有一块限位块，两根旋转钎与两个钎出孔相对应，转环通过一根连杆与中间块固定连接，各旋转钎与转环之间均连接有一根弹簧，所述弹簧推动旋转钎抵靠在钢管内壁上；

所述传力组件包括螺杆、压板和螺母，压板盖在钢管管口上，在压板上开设有通孔，螺杆一端与转环固定连接，另外一端穿过压板上通孔延伸至通孔外，螺母安装在螺杆。

本实用新型的有益效果为：

1.本发明采用钢管、木板、长木进行支护，具有材质轻、易施工、价格低廉的特点，在临时边坡支护中有着明显优势。

2. 对边坡的扰动小：采用钢管、木板、长木共同支护技术，只需将其打入土中即可发挥作用，对原始坡体的坡坏性小，利于保持坡体稳定。

3. 联合防护技术：将钢管、木板、长木通过一定的方法连接为一体，对松散坡体进行有效加固，提高坡体的整体稳定性。

4. 防护材料可回收：长木、木板具有取材方便,价格便宜、施工方便和可以重复利用等特点，不仅降低的施工成本，而且环境效益显著。

5. 施工简单、工程造价低：相比较传统的支护技术，本发明所采用的的防护技术所需材料少、材料易得、施工简单、工程造价低。

6. 钢管抗拔装置能够起到增加钢管抗拉强度，进一步提高高坡体的整体稳定性。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：

图1为本实用新型明槽开挖正视图，

图2为本实用新型明槽开挖俯视图，

图3为本实用新型关于钢管抗拔装置的主视结构示意图，

图4为本实用新型关于钢管抗拔装置局部左视结构示意图，

图5为本实用新型关于钢管抗拔装置在使用时的主视结构示意图。

图中：明槽1、分层坡2、马道3、截水沟4、排水沟5、钢管6、木板7、长木8、连杆60、锚头61、钎出孔62、中间块63、限位块64、旋转钎65、转环66、弹簧67、螺杆68、压板69。

具体实施方式

如图1和2所示，一种用于平硐明槽段防护结构，包括明槽1，明槽1两侧边坡是由多层分层坡2构成，相连的两层分层坡2之间设有马道3，在马道3上开设有截水沟4，在边坡底部设有排水沟5，在分层坡2表面设有边坡面防护结构，所述防护结构包括多根一端垂直插入在边坡内的钢管6，各根钢管6呈点阵分布，在分层坡2表面横向铺有多块木板7，在木板7上纵向压有多根长木8，所述长木8与所述钢管6固定连接，在防护结构表面铺设有塑料布。

实施例：

以某排水平硐浅埋段采用明槽1开挖施工，明槽1开挖段工期为3个月。明槽1开挖属于排水平硐的浅埋段，地表的表土层由杂物、石块及砂、土等组成，边坡最大的开挖高度为24米，平硐右侧边坡不稳定，在施工中存在滑坡的安全隐患，但因边坡存在时间短，故可采用本专利的快速施工。

具体实施过程如下：

1采用挖掘机施工：

采用挖掘机，在遇到风化岩石时，使用挖掘机的液压冲击钻头坡岩。边坡分3层开挖，每层分层坡2的高度为8米，边坡坡率为1:1，即开挖边坡坡角为45°。

2、施工顺序：

按照从由中间向两侧、由上到下逐层顺坡开挖，开挖过程中随时进行刷坡处理，使分层坡2一次成型，马道3宽为1m。

3、施工截、排水沟5：

在每一分层坡2顶部施工250mm×250mm的截水沟4,在边坡底部施工500mm×500mm排水沟5沟，施工截、排水沟5的沟底的坡度为3‰。截水沟4和排水沟5采用砖块砌筑，用20mm厚M7.5水泥砂浆抹面做防渗处理。

4、防护工艺：

右侧边坡共有三个分层坡2坡面，因最下方分层坡2坡面距离地表较深，岩体风化程度较低，岩体相对完整，故最下方分层坡2坡面不需支护。上方两层分层坡2距离地表近，岩体风化严重，边坡面稳定性较差，故需对右侧边坡上方两层分层坡2设置防护结构：

1、安设钢管6

在分层坡2坡面垂直安设4排32mm、2m长的钢管6，钢管6的间距取1.5m。

2、边坡面防护

边坡面横向压上长为1.5m、厚为0.05cm、宽度大于0.3m的木板7，再用0.1m的长木8纵向压在木板7上，长木8和钢管6用8号铁丝拧紧；

3)、防水临时措施

在平硐两侧的边坡上铺设塑料布，防止雨水渗入边坡。

4、回填作业：

回收支护材料：当平硐明槽1段硐壁施工结束后，回收防水塑料布、纵向的长木8与横向的木板7。

回填工艺：采用粘性土分层填筑，逐层碾压。回填土中所含石块的最大直径不得超过100mm，粘土铺设厚度一般控制在300mm，压实遍数为5遍。

另外，在垂直安设钢管6时，可以利用钢管6抗拔装置以提高钢管6抗拉强度。

如图3到5所示，所述钢管6抗拔装置包括固定在钢管6端头上的圆锥形锚头61、设在钢管6内的膨胀钎、开设在钢管6管壁上的两个钎出孔62和拉动膨胀钎移动的传力组件；

所述膨胀钎包括中间块63，两根旋转钎65分别轴连接在中间块63两侧，在中间块63两侧还分别固定有一块限位块64，两根旋转钎65与两个钎出孔62相对应，转环66通过一根连杆60与中间块63固定连接，各旋转钎65与转环66之间均连接有一根弹簧67，所述弹簧67推动旋转钎65抵靠在钢管6内壁上；

所述传力组件包括螺杆68、压板69和螺母，压板69盖在钢管6管口上，在压板69上开设有通孔，螺杆68一端与转环66固定连接，另外一端穿过压板69上通孔延伸至通孔外，螺母安装在螺杆68。

使用时，先将圆锥形锚头61焊接到钢管6一端，而后利用将钢管6打入到分层坡2内，在手持螺杆68，将膨胀钎慢慢放入到钢管6中，此时弹簧67推动旋转钎65一端抵靠在钢管6内壁向钎出孔62移动，当旋转钎65移动到钎出孔62位置时，弹簧67将旋转钎65推送至钎出孔62内，而后安装上压板69和螺母，利用螺杆68拉动膨胀钎，旋转钎65在钎出孔62的限位下渐渐向外伸出插入到土层中，当旋转至旋转钎65抵靠在限位块64上时，就可以停在拉动螺杆68了。