一种隧道用中空注浆钢管组合支护结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及隧道施工过程中的超前支护技术领域，具体涉及一种隧道用中空注浆钢管组合支护结构，包括单元支护结构，其中，所述单元支护结构包括中空注浆钢管以及帽形钢板，所述帽形钢板和中空注浆钢管两侧均固定有锁口，所述中空注浆钢管两侧通过锁口连接帽形钢板，所述中空注浆钢管的管体上分布有注浆孔，该支护结构可以根据地质条件、隧道断面大小及支护结构形式选用不同的中空注浆钢管，钢板的设计参数和注浆参数也可以根据施工情况的改变而改变，形式灵活多变。
【专利说明】
一种隧道用中空注浆钢管组合支护结构
技术领域
[0001]本实用新型涉及隧道施工过程中的超前支护技术领域，具体涉及一种隧道用中空注浆钢管组合支护结构。【背景技术】
[0002]当隧道穿过软弱破碎的地层时，其地应力较大，围岩表现出较强的流变性，工作面不稳定，随时会发生坍塌，有时甚至不挖自塌。此时，若仍然采用常规支护方法，将不能有效的控制、阻止围岩的变形和坍塌，而且围岩松弛应变的范围还会进一步扩大，造成更大范围的围岩松弛，并且改变地层状态和地下水环境，严重时还会波及地表，改变地面形态，危及地面建筑物的稳定和安全。这种情况下，应该在隧道施工前事先对围岩进行加固，提高围岩稳定性，然后开挖。
[0003]在软弱围岩隧道中，提高围岩稳定性的方法有很多。根据国内外的施工经验，提高围岩稳定性的基本方法是控制围岩的松弛、流失。其原则是:稳定掌子面，及时闭合支护结构和加固地层。这些措施是综合的，相互补充的，应根据具体工程地质条件、施工方法等条件来确定。在这方面国内积累了丰富的经验，但依然存在不少问题。一方面，常规的超前支护方式如管棚支护、超前小导管等支护结构抗剪刚度低，在IV级、V级较破碎围岩条件下支护效果不明显，若遇上地下水发育的地层，更难起到提高掌子面前方岩体稳定性的效果;另一方面，传统支护方式在施工技术的工程化和机械化水平上还有待提高和完善。[〇〇〇4]近年来注浆技术的发展，使其成为软岩巷道支护的重要技术之一，其独特优点是能把破碎围岩固结成一个整体，控制巷道稳定性，这是目前我国软岩巷道支护的趋势和方向；马丽散由树脂和催化剂2种材料组成，混合后2种材料组合反应发泡生成多元网状致密弹性体，具有高度勃合力和较好的机械性能，是性能优越的堵漏水和围岩加固材料。
[0005]钢插板施工法也是一种近年来较新颖的超前支护方法。钢插板的宽度一般是 15cm，长1.2?1.6 m，间隔30cm左右打入。一般在拱顶120°范围内设置。作为支护结构的一种类型，它具有轻质、使用寿命长、对空间要求低、环保效果显著等优点，特别在砂岩和泥岩中可以达到理想的超前支护效果，确保了隧道施工安全。但目前的钢插板法多为分段间隔插入掌子面前方岩体中，没有形成一个连续的超前支护结构，整体性略差。【实用新型内容】
[0006]本实用新型专利的目的是提供了一种隧道用中空注浆钢管组合支护结构，解决了目前隧道超前支护结构刚度低、整体性差和止水效果不理想的技术问题。
[0007]为此，本实用新型提供了一种隧道用中空注浆钢管组合支护结构，包括单元支护结构，所述单元支护结构包括中空注浆钢管以及帽形钢板，所述帽形钢板和中空注浆钢管两侧均固定有锁口，所述中空注浆钢管两侧通过锁口各连接两块相同的帽形钢板，且所述帽形钢板之间通过所述锁口连接，所述锁口之间均进行焊接，所述中空注浆钢管前端为圆锥状，管体末端不做处理，管体中部按梅花形设置多个注浆孔。
[0008]上述一种隧道用中空注浆钢管组合支护结构，所述中空注浆钢管前端10cm为圆锥状，管体距离末端100cm范围内部做任何处理，剩余长度内每间隔20-30cm按梅花形设置多个注浆孔。
[0009]上述一种隧道用中空注浆钢管组合支护结构，相邻两个所述单元支护结构之间通过帽形钢板两侧锁口连接。
[0010]上述一种隧道用中空注浆钢管组合支护结构，所述锁口连接处均填充膨胀性橡胶。
[0011]上述一种隧道用中空注浆钢管组合支护结构，所述中空注浆钢管上固定连接的两个锁口，可以固定于所述中空注浆钢管一侧，且所述两个锁口开口方向相反。
[0012]上述一种隧道用中空注浆钢管组合支护结构，通过所述中空注浆钢管注入注浆材料，所述注浆材料采用马丽散。
[0013]本实用新型的有益效果是:
[0014] 1.中空注浆钢管两侧连接帽形钢板形成一个连续的拱形结构，从而起到导向和提高支护结构刚度的作用，而帽形钢板可以起到固结和承载中空注浆钢管两侧围岩的效果， 该支护结构形成的连续拱形结构加固了撑子面前方的岩体，大大提到了支护结构整体性。
[0015]2.注浆材料选用马丽散，该材料粘度低，注浆速度快，遇水后迅速发生反应，起到止水效果，而且膨胀率高，达到材料原体积的20-25倍，施工用量小，节约资金，携带方便，注浆材料良好的柔韧性能够承受底层压力，延长使用寿命。
[0016]3.该支护结构可以根据地质条件、隧道断面大小及支护结构形式选用不同的中空注浆钢管，钢板的设计参数和注浆参数也可以根据施工情况的改变而改变，形式灵活多变。
[0017]以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。【附图说明】
[0018]图1是本实用新型的一种隧道用中空注浆钢管组合支护结构整体结构示意图。
[0019]图2是本实用新型的一种隧道用中空注浆钢管组合支护结构帽形钢板截面示意图。
[0020]图3是本实用新型的一种隧道用中空注浆钢管组合支护结构中空注浆钢管截面示意图。
[0021]图4是本实用新型的一种隧道用中空注浆钢管组合支护结构中空注浆钢管结构示意图。
[0022]图5是本实用新型的一种隧道用中空注浆钢管组合支护结构单元支护结构截面示意图。
[0023]图6是本实用新型的一种隧道用中空注浆钢管组合支护结构相邻单元支护结构锁口连接处截面示意图。
[0024]图中:1、帽形钢板;2、中空注浆钢管;3、锁口； 4、注浆孔;5、膨胀性橡胶。【具体实施方式】
[0025]为进一步阐述本实用新型达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本实用新型的【具体实施方式】、结构特征及其功效，详细说明如下。
[0026] 实施例1:[〇〇27]如图1所示，一种隧道用中空注浆钢管组合支护结构，包括单元支护结构，其中，单元支护结构包括中空注浆钢管2以及帽形钢板1，帽形钢板1和中空注浆钢管2两侧均固定有锁口 3，中空注浆钢管2两侧通过锁口 3连接帽形钢板1，中空注浆钢管2的管体上分布有注浆孔4,如图4所示，中空注浆钢管示意图，所述中空注浆钢管2前端10cm为圆锥状，管体距离末端100cm范围内部做任何处理，剩余长度内每间隔20-30cm按梅花形设置多个注浆孔4，其安装工艺流程如下:
[0028]第一步，如图2和图3左图所示，帽形钢板1和中空注浆钢管2截面示意图，清洁帽形钢板1和中空注浆钢管2两侧锁口，将两片相同的帽形钢板1通过锁口3进行连接，然后将帽形钢板1未连接的一侧锁口 3与中空注浆钢管2—侧锁口进行连接，再将所述中空注浆钢管2 另一侧锁口 3与另两片帽形钢板1连接，组成一组“钢板-钢管-钢板”的单元支护结构，然后对每一对锁口 3进行焊接，确保其充分咬合，如图5下图所示。
[0029]进一步在钢板前套入钢制粧帽，以避免因插入式产生转动扭坏钢板，以及砂土挤入锁口 3的空隙中引起锁口 3之间脱开，重复上述步骤，组成若干单元支护结构。
[0030]第二步，将钻孔台车的导向槽对准拱顶出，将第一组单元支护结构搭载在钻孔台车导向槽上，用钻孔机的压入力和打击力将其插入到撑子面上方的围岩中，然后在第二和第三组单元支护结构的锁口 3咬合处填充膨胀性橡胶5，确保能够与第一组单元支护结构的锁口 3充分咬合，如图6所示，将钻孔台车的导向槽对准第一组单元支护结构一侧，先将第二组单元支护结构搭载在导向槽上，将两组结构相邻的锁口 3对齐，将其插入围岩中，然后按上述方法将第三组单元支护结构插入第一组单元支护结构另一侧，依次类推，按照“先拱顶，后两侧”的顺序依次插入单元组合结构，直至符合设计要求。[0031 ]第三步，冲洗中空注浆钢管2内部的积物，连接注浆专用封口器和钢化管进行注浆，注浆顺序由下向上进行。
[0032]使用马丽散作为注浆材料，马丽散树脂与催化剂配合比为，体积比1:1，重量比1: 1 ? 17，每孔注浆量根据注浆压力确定，施工时必须严格控制注浆压力，当注浆压力达到5? 8MPa或出现大面积漏浆(漏浆量=栗的注入量)时，即可换孔注浆或停止注浆。[〇〇33] 实施例2:
[0034]根据地质条件、隧道断面大小及支护结构形式的不同，将中空注浆钢管2的两个锁口 3固定于所述中空注浆钢管2—侧，所述锁口 3开口方向相反，如图3右图所示，按照实施例 1中步骤，组成如图5上图所示的单元支护结构，完成施工。
[0035]在本支护结构中钢板的设计参数、注浆参数以及单元支护结构均可以根据施工情况的改变而改变，形式灵活多变。
[0036]以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种隧道用中空注浆钢管组合支护结构，包括单元支护结构，其特征在于:所述单元 支护结构包括中空注浆钢管(2)以及帽形钢板(1)，所述帽形钢板(1)和中空注浆钢管(2)两 侧均固定有锁口(3)，所述中空注浆钢管(2)两侧通过锁口(3)各连接两块相同的帽形钢板 (1)，且所述帽形钢板(1)之间通过所述锁口(3)连接，所述锁口之间均进行焊接，所述中空 注浆钢管(2)前端为圆锥状，管体末端不做处理，管体中部按梅花形设置多个注浆孔(4)。2.根据权利要求1所述的一种隧道用中空注浆钢管组合支护结构，其特征在于:所述中 空注浆钢管(2)前端10cm为圆锥状，管体距离末端100cm范围内部做任何处理，剩余长度内 每间隔20-30cm按梅花形设置多个注浆孔(4)。3.根据权利要求1所述的一种隧道用中空注浆钢管组合支护结构，其特征在于:相邻两 个所述单元支护结构之间通过帽形钢板(1)两侧锁口(3)连接。4.根据权利要求1所述的一种隧道用中空注浆钢管组合支护结构，其特征在于:所述锁 口(3)连接处均填充膨胀性橡胶(5)。5.根据权利要求1所述的一种隧道用中空注浆钢管组合支护结构，其特征在于:所述中 空注浆钢管(2)上固定连接的两个锁口(3)，可以固定于所述中空注浆钢管(2)—侧，且所述 两个锁口(3)开口方向相反。6.根据权利要求1所述的一种隧道用中空注浆钢管组合支护结构，其特征在于:通过所 述中空注浆钢管(2)注入注浆材料，所述注浆材料采用马丽散。
【文档编号】E21D20/00GK205618177SQ201620249709
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年3月29日
【发明人】朱彬
【申请人】西安科技大学