一种隧道拱顶空腔防护与加强装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种隧道拱顶空腔防护与加强装置，包括加强钢架、土工格栅网片、预埋灌注混凝土套管、预埋吹砂套管、防滑组块和竖向连接杆；所述加强钢架设于空腔区下方相邻的已支护钢支撑的顶部上，并通过防滑组块固定；所述土工格栅网片设于加强钢架上；所述竖向连接杆设于加强钢架上并贯穿其伸入原设计的初期支护内；所述预埋灌注混凝土套管和预埋吹砂套管按梅花形交替布置，固定于加强钢架的侧面。本实用新型安装快速，结构安全可靠，在原设计的初期支护的基础上，可在拱顶空腔区从下到上形成“加强钢架混凝土层+素混凝土层+轻质材料填充层(柔性缓冲层)”的多层加强结构，能够有效的保证拱顶空腔的结构安全。
【专利说明】
一种隧道拱顶空腔防护与加强装置
技术领域
[0001]本实用新型属于隧道施工领域，具体涉及一种隧道拱顶空腔防护与加强装置，适用于公路、铁路、水利、采矿等领域中的隧道施工中出现的拱顶空腔的施工处理。
【背景技术】
[0002]在隧道工程的开挖掘进过程中，常见的由于围岩坍塌或者超挖、超爆等施工控制不精确，或溶洞、溶穴等不良地质导致的拱顶空腔，不仅会形成结构安全隐患，如果处置不当还会威胁到施工安全。为了确保施工过程中生命财产安全及隧道建成通车后运营安全，需要对隧道拱顶空洞进行处理。目前常用的处理方法是挂网锚喷，即在软弱围岩上打设锚杆，在锚杆上挂网喷砼，对软弱围岩进行加固。但该方法不足以保证结构的安全，常有拱顶二次塌落造成人员伤亡事故发生。
【发明内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种安装快速，结构安全可靠的隧道拱顶空腔防护与加强装置。
[0004]本实用新型采用的技术方案为:一种隧道拱顶空腔防护与加强装置，包括加强钢架、土工格栅网片、预埋灌注混凝土套管、预埋吹砂套管、防滑组块和竖向连接杆;所述加强钢架设于空腔区下方相邻的已支护钢支撑的顶部上，并通过防滑组块固定;所述土工格栅网片设于加强钢架上;所述竖向连接杆设于加强钢架上并贯穿其伸入原设计的初期支护内；所述预埋灌注混凝土套管和预埋吹砂套管按梅花形交替布置，固定于加强钢架的侧面。
[0005]所述加强钢架由上下两层钢架拼装而成，上层加强钢架的侧面上部焊有竖向螺栓。
[0006]所述防滑组块包括角钢和竖向弯钩，角钢的一面焊接在钢支撑上，另一面焊接在加强钢架的四个角上。
[0007]所述竖向连接杆上设有挂钩，通过该挂钩固定于加强钢架上;竖向连接杆顶部高出土工格栅网片至少30厘米，下部伸入初期支护的部分至少20厘米。
[0008]所述土工格栅网片上设有挂钩，相邻的土工格栅网片通过挂钩限制相对移动；下部的土工格栅网片通过该挂钩和下层加强钢架固定，上部的土工格栅网片通过所述竖向螺栓固定于上层加强钢架的顶部;土工格栅网片上设有预留孔，该预留孔紧靠加强钢架的侧面布置。
[0009]所述预埋灌注混凝土套管和预埋吹砂套管安装于土工格栅网片的预留孔内，下端设有圆环，中部设有磁铁环，通过该磁铁环固定于加强钢架侧面;预埋灌注混凝土套管和预埋吹砂套管顶部和顶部均用薄膜封口，顶部高于所述预留孔顶部，底部低于初期支护内壁；预埋吹砂套管顶部设有止回板。
[0010]所述预埋灌注混凝土套管和预埋吹砂套管为塑料管，中上部设有螺纹，二者均通过螺纹与磁铁环连接。
[0011]所述加强钢架和土工格栅网片上喷射混凝土，通过所述预埋灌注混凝土套管压灌素混凝土，通过预埋吹砂套管栗入轻质球状颗粒填充物。
[0012]本实用新型的有益效果为:
[0013]1、在原设计的初期支护的基础上，可在拱顶空腔区从下到上形成“加强钢架混凝土层+素混凝土层+轻质材料填充层(柔性缓冲层)”的多层加强结构，能够有效的保证拱顶空腔的结构安全。
[0014]2、本实用新型安装简便，竖向连接杆贯穿着三层结构和初期支护，将三个结构层形成整体，并且和初期支护连接在一起共同受力，形成一个整体的拱顶永久承载安全防护结构，为穿越拱顶空腔的施工人员提供安全保障。
[0015]3、轻质材料填充层(柔性缓冲层)部分或全部填充本装置上部的空腔，一方面可以减轻本装置承受的重量，另一方面可以对可能发生的拱顶围岩坍塌进行缓冲，减弱其对支护结构的冲击力和振动力，使围岩逐渐趋于自稳。
[0016]4、可以根据实际情况，通过调整预埋灌注混凝土套管和预埋吹砂套管的长度来控制素混凝土层+轻质材料填充层(柔性缓冲层)的厚度，以确保结构安全的可靠性。
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型的结构不意图；
[0018]图2是图1的俯视图；
[0019]图示说明:1_加强钢架、2-土工格栅网片、3-预埋灌注混凝土套管、4-防滑组块、5-竖向连接杆、6-预埋吹砂套管、7-钢支撑。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图，对本实用新型进一步说明。
[0021]如图1和图2所示，一种隧道拱顶空腔防护与加强装置，包括加强钢架(I)、土工格栅网片(2)、预埋灌注混凝土套管(3)、预埋吹砂套管(6)、防滑组块(4)和竖向连接杆(5);所述加强钢架(I)设于空腔区下方相邻的两个已支护钢支撑(7)的顶部上，并通过防滑组块
(4)固定;所述土工格栅网片(2)设于加强钢架(I)上;所述竖向连接杆(5)设于加强钢架(I)上并贯穿其伸入原设计的初期支护内；所述预埋灌注混凝土套管(3)和预埋吹砂套管(6)按梅花形交替布置，固定于加强钢架(I)的侧面。
[0022]所述加强钢架(I)由上下两层钢架拼装而成，上层加强钢架的侧面上部焊有竖向螺栓，用于固定土工格栅网片(2)。
[0023]所述防滑组块(4)包括角钢和竖向弯钩，角钢的一面焊接在钢支撑(7)上，另一面焊接在加强钢架(I)的四个角上。
[0024]所述竖向连接杆(5)上设有挂钩，通过该挂钩固定于加强钢架(I)上;竖向连接杆
(5)顶部高出土工格栅网片(2)至少30厘米，下部伸入初期支护的部分至少达到20厘米。
[0025]所述土工格栅网片(2)上设有挂钩，相邻的土工格栅网片(2)通过挂钩限制相对移动；下部的土工格栅网片(2)通过该挂钩和下层加强钢架固定，上部的土工格栅网片(2)通过所述竖向螺栓固定于上层加强钢架的顶部;土工格栅网片(2)上设有预留孔，该预留孔紧靠加强钢架(I)的侧面布置，预留孔用于安装预埋灌注混凝土套管(3)和预埋吹砂套管(6)。
[0026]预埋灌注混凝土套管(3)和预埋吹砂套管(6)顶部高于所述预留孔顶部，底部低于初期支护内壁;下端均设有圆环，该圆环用于和灌注混凝土管和吹砂管的挂钩相扣并固定。预埋灌注混凝土套管(3)和预埋吹砂套管(6)为塑料管，中上部设有螺纹，二者均通过螺纹与磁铁环连接，同时，二者通过该磁铁环固定于加强钢架(I)侧面;预埋灌注混凝土套管(3)和预埋吹砂套管(6)顶部和顶部均用薄膜封口，预埋吹砂套管(6)顶部设有止回板，防止填充物回流。
[0027]本实用新型先沿环向，再沿纵向布置，安装完成后通过向所述加强钢架(I)和土工格栅网片(2)上喷射混凝土和初期支护形成整体。喷射混凝土达到目标强度后，将灌注混凝土管插入所述预埋灌注混凝土套管(3)，压灌素混凝土。再将吹砂管插入预埋吹砂套管(6)，栗入轻质球状颗粒填充空腔形成缓冲层。最终从下至上形成“加强钢架(I)混凝土层+素混凝土层+轻质材料填充层(柔性缓冲层)”的多层加强结构，同时，竖向连接杆(5)贯穿着三层结构和初期支护，使得本装置和初期支护形成一个整体的永久承载结构共同受力。
[0028]以上所述仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种隧道拱顶空腔防护与加强装置，其特征在于，包括加强钢架、土工格栅网片、预埋灌注混凝土套管、预埋吹砂套管、防滑组块和竖向连接杆;所述加强钢架设于空腔区下方相邻的已支护钢支撑的顶部上，并通过防滑组块固定;所述土工格栅网片设于加强钢架上；所述竖向连接杆设于加强钢架上并贯穿其伸入原设计的初期支护内；所述预埋灌注混凝土套管和预埋吹砂套管按梅花形交替布置，固定于加强钢架的侧面。2.根据权利要求1所示的一种隧道拱顶空腔防护与加强装置，其特征在于，所述加强钢架由上下两层钢架拼装而成，上层加强钢架的侧面上部焊有竖向螺栓。3.根据权利要求1所示的一种隧道拱顶空腔防护与加强装置，其特征在于，所述防滑组块包括角钢和竖向弯钩，角钢的一面焊接在钢支撑上，另一面焊接在加强钢架的四个角上。4.根据权利要求1所示的一种隧道拱顶空腔防护与加强装置，其特征在于，所述竖向连接杆上设有挂钩，通过该挂钩固定于加强钢架上;竖向连接杆顶部高出土工格栅网片至少30厘米，下部伸入初期支护的部分至少20厘米。5.根据权利要求1所示的一种隧道拱顶空腔防护与加强装置，其特征在于，所述土工格栅网片上设有挂钩，相邻的土工格栅网片通过挂钩限制相对移动；下部的土工格栅网片通过该挂钩和下层加强钢架固定，上部的土工格栅网片通过所述竖向螺栓固定于上层加强钢架的顶部;土工格栅网片上设有预留孔，该预留孔紧靠加强钢架的侧面布置。6.根据权利要求5所示的一种隧道拱顶空腔防护与加强装置，其特征在于，所述预埋灌注混凝土套管和预埋吹砂套管安装于土工格栅网片的预留孔内，下端设有圆环，中部设有磁铁环，通过该磁铁环固定于加强钢架侧面;预埋灌注混凝土套管和预埋吹砂套管顶部和顶部均用薄膜封口，顶部高于所述预留孔顶部，底部低于初期支护内壁;预埋吹砂套管顶部设有止回板。7.根据权利要求6所示的一种隧道拱顶空腔防护与加强装置，其特征在于，所述预埋灌注混凝土套管和预埋吹砂套管为塑料管，中上部设有螺纹，二者均通过螺纹与磁铁环连接。8.根据权利要求1所示的一种隧道拱顶空腔防护与加强装置，其特征在于，所述加强钢架和土工格栅网片上喷射混凝土，通过所述预埋灌注混凝土套管压灌素混凝土，通过预埋吹砂套管栗入轻质球状颗粒填充物。
【文档编号】E21D20/00GK205503157SQ201620296772
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月11日
【发明人】汤晓辉
【申请人】汤晓辉