复杂软弱围岩岩爆段防控体系的制作方法

本实用新型涉及道桥工程领域，特别涉及一种适用于隧道爆破开挖施的复杂软弱围岩岩爆段防控体系，尤其适用于处在复杂软弱围岩带的隧道爆破开挖施工。

背景技术：

随着各类深部地下工程建设的不断开展，地下洞室埋深不断加深，深部岩体破坏问题也日益突出。深部岩体的破坏对工程建设造成了不良的影响，其中尤以岩爆最为突出，岩爆不仅破坏生产设备、延误工期，而且严重威胁施工人员人身安全，己成为我国未来深埋地下工程建设中一大技术屏障。

目前，对于岩爆的防控措施主要有以下不足：1)爆破后立即对围岩喷洒高压水，软化岩石，减弱岩爆强度，但高压水未能有效循环利用，水资源的浪费较为严重；2)加强对岩爆部位的支护，必须先打安全锚杆(必要时再挂网)，并根据实际情况进行喷浆封闭，再进行开挖作业，但软弱围岩局部还是存在不稳定性，对隧道内软弱围岩的局部处理不到位；3)隧道台车顶部铺设简易防护网，对施工人员安全防护严重不足。

有鉴于此，目前亟需研发一种安全性高、稳定性好、操作简便，同时经济技术效益突出的复杂软弱围岩岩爆段防控体系。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于一种安全性高、稳定性好、操作简便且经济效益良好的复杂软弱围岩岩爆段防控体系，可有效提升隧道岩爆段施工的安全性，降低局部软弱围岩的风险系数，并且具有操作简便的优势。

为实现以上目的，本技术方案提供一种：一种复杂软弱围岩岩爆段防控体系，包括：置于爆破的隧道内的高压水循环利用装置、隧道台车施工防护结构及临时补强支撑结构，高压水循环利用装置包括集水箱、中心储水箱、输水管，集水箱设置在隧道两侧，两侧的集水箱通过输水管连接中心储水箱，利用外置式水泵抽取中心储水箱内的循环水对隧道的爆破面进行二次喷洒；隧道台车施工防护结构包括隧道台车、钢筋防护顶棚以及铁丝帷幕，隧道台车上移动置于隧道内，隧道台车的顶部设置有可调式立杆，可调式立杆上安装钢筋防护顶棚，钢筋防护顶棚的两侧挂设铁丝帷幕；临时补强支撑结构包括支撑架体、可调式支撑以及弧形模板，支撑架体上设置有可调式支撑，可调式支撑)末端连接弧形模板，弧形模板抵接在隧道内壁的初期支护面上。

在一些实施例中，集水箱的底部设有行走轮，内部设有支架式钢丝网隔层，支架式钢丝网隔层表面覆盖过滤膜。

在一些实施例中，中心储水箱的底部设有进水口，集水箱的底部设有出水口，进水口和出水口之间通过输水管连接。

在一些实施例中，中心储水箱的顶面设有出水管，出水管的另一端连接外置式水泵。

在一些实施例中，隧道台车轨道置于隧道上，隧道台车的底部设有隧道台车车轮。

在一些实施例中，钢筋防护顶棚的两侧翼缘等间距设有吊环，吊环上挂设铁丝帷幕，且铁丝帷幕设置在隧道台车两侧，并裹覆隧道台车。

在一些实施例中，钢筋防护顶棚由纵横向钢筋焊接而成。

在一些实施例中，支撑架体的底部一侧设置在隧道台车轨道上，另一侧设置有滑轮组件。

本实用新型提供的复杂软弱围岩岩爆段防控体系对传统岩爆防控技术进行优化升级，特别是针对隧道台车增设了钢筋防护顶棚及铁丝帷幕，具有安装简便以及成本低的优势特点，同时采用临时补强支撑结构对复杂软弱围岩进行局部加强支撑，可有效提高隧道作业安全性，且通过高压水循环利用装置节约水资源，具有较好的经济技术效益。

具体的，相较现有技术，本技术方案具有以下的特点和有益效果：

(1)组合采用钢筋防护顶棚和铁丝帷幕对传统隧道台车进行改造升级，钢筋防护顶棚与可调式立杆锚固，以实现结构稳定的同时实现标高可调，使得结构的使用更为灵活，两侧利用铁丝帷幕裹覆，安全性更高，且安装简单方便，具有较好的技术经济效益。

(2)爆破后对围岩喷洒高压水，通过在隧道内增设高压水循环利用装置，使得水资源可重复利用，且高压水循环利用装置装拆简便，其自身亦可重复使用，绿色环保。

(3)本实用新型采用临时补强支撑结构对复杂软弱围岩进行局部加强支撑，有效提高隧道作业安全性，且临时补强支撑结构充分利用隧道台车轨道，移动便捷，稳定可靠。

附图说明

图1是本实用新型集水箱安装位置的示意图；

图2是本实用新型集水箱与中心储水箱连接示意图；

图3是本实用新型隧道台车结构示意图；

图4是本实用新型隧道台车未挂设铁丝帷幕侧视图；

图5是本实用新型隧道台车挂设铁丝帷幕侧视图；

图6是本实用新型临时补强支撑结构示意图。

图中：1-隧道围岩，2-隧道，3-循环水，4-支架式钢丝网隔层，5-行走轮，6-过滤膜，7-集水箱，8-输水管，9-中心储水箱，10-出水管，11-应力释放孔，12-锚杆，13-铁丝帷幕，14-可调式立杆，15-钢筋防护顶棚，16-吊环，17-初期支护面，18-隧道台车轨道，19-隧道台车，20-隧道台车车轮，21-人工爬梯，22-弧形模板，23-可调式支撑，24-滑轮组件，25-支撑架体。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本领域技术人员应理解的是，在本实用新型的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

结合附图1至图6，本实用新型提供了复杂软弱围岩岩爆段防控体系，包括高压水循环利用装置、隧道台车施工防护结构及临时补强支撑结构；旨在解决现阶段隧道软弱围岩岩爆段防控安全性低、稳定性差，同时经济技术效益低的技术问题。本实施方式中隧道爆破施工工艺要求，隧道初期支护施工技术要求，隧道台车系统组装工艺要求等不再赘述，重点阐述本实用新型涉及的复杂软弱围岩岩爆段防控体系的实施方式。

具体的，该复杂软弱围岩岩爆段防控体系，包括置于爆破的隧道2内的高压水循环利用装置、隧道台车施工防护结构及临时补强支撑结构，高压水循环利用装置包括集水箱7、中心储水箱9、输水管8，集水箱7设置在隧道2两侧，两侧的集水箱7通过输水管8连接中心储水箱9，利用外置式水泵抽取中心储水箱9内的循环水对隧道2的爆破面进行二次喷洒；隧道台车施工防护结构包括隧道台车19、钢筋防护顶棚15以及铁丝帷幕13，隧道台车19上移动置于隧道2内，隧道台车19的顶部设置有可调式立杆14，可调式立杆14上安装钢筋防护顶棚15，钢筋防护顶棚15的两侧挂设铁丝帷幕13；临时补强支撑结构包括支撑架体25、可调式支撑23以及弧形模板22，支撑架体25上设置有可调式支撑23，可调式支撑23末端连接弧形模板22，弧形模板22抵接在隧道2内壁的初期支护面17上。

具体的，高压水循环利用装置中的集水箱7设置在靠近隧道2边侧的位置，循环水3置于集水箱7内，且集水箱7的底部设有行走轮5，内部设有支架式钢丝网隔层4，支架式钢丝网隔层4表面覆盖过滤膜6。在本方案的实施例中，支架式钢丝网隔层4平铺置于集水箱7内。

中心储水箱9的底部设有进水口，集水箱的底部设有出水口，进水口和出水口之间通过输水管8连接。中心储水箱9的顶面设有出水管10，出水管10的另一端连接外置式水泵。

隧道台车轨道18置于隧道2上，隧道台车19的底部设有隧道台车车轮20，隧道台车车轮20卡置在隧道台车轨道18内移动。可调式立杆14垂直设置在隧道台车19的顶面上，钢筋防护顶棚15的底座与可调式立杆14顶部通过螺栓连接。

具体的，钢筋防护顶棚15的两侧翼缘等间距设有吊环16，吊环16上挂设铁丝帷幕13，且铁丝帷幕13设置在隧道台车19两侧，并裹覆隧道台车19。钢筋防护顶棚15由纵横向钢筋焊接而成，为网状结构，且底面均匀焊接底座。

隧道台车19的两侧设置人工爬梯21，以方便施工人员爬至隧道台车19上方进行铁丝帷幕13的挂置。

支撑架体25的底部一侧设置在隧道台车轨道18上，另一侧设置有滑轮组件24，滑轮组件24的底部也置于隧道2工作面上。

具体施工方式如下：

在隧道2爆破后(1h内)立即在隧道2的工作面两侧通长布设集水箱7，并在集水箱7中间通过输水管8安装容量1m³的中心储水箱9，随后向工作面及工作面后方15m范围的隧道2周边用高压水进行喷洒以降低岩石的脆性从而减弱岩爆强度，洒水工作应不间断的连续进行，必须经常保持洞壁的湿润，当中心储水箱9蓄水后，将外置式水泵与中心储水箱9的出水管10连接，作为高压水枪的补充水源。

在隧道2爆破后(1h～2h)，加强现场岩爆监测、警戒；陆续出碴，并加强出碴车辆防护，运碴车应停在掌子面30m范围外。

在隧道2爆破后(3～6h)，采用履带式挖掘机进行隧道找顶工作，找顶彻底后，在拱顶和拱腰施作系统锚杆，特别是在两侧拱腰的部位，锚杆孔深3m，间距1.2m，按梅花形布置，并绑扎钢筋网，网格间距20cm，喷射混凝土形成初期支护面。

进一步的，对隧道台车19进行改良，通过顶部设置的可调式立杆14安装钢筋防护顶棚15，根据隧道空间调整钢筋防护顶棚15的标高，再通过钢筋防护顶棚15的两侧翼缘的吊环16挂设铁丝帷幕13，两者共同裹覆隧道台车19。

随后利用已铺设的隧道台车轨道18将隧道台车19推进掌子面，并对隧道台车后方5m、底部3m以上的范围再及时进行喷射混凝土施工；同时，在围岩局部利用隧道台车轨道安装支撑架体25，利用支撑架体25上的可调式支撑23调整合适角度，将其末端的弧形模板22完全抵接在初期支护面17上，起到加强防控的作用。

爆破后(6～12h)，在靠近掌子面的5m范围的拱顶和拱腰部位打径向应力释放孔，应力释放孔为不装锚杆的直径42mm空孔，孔深2m，间距2～3m，按实际需求布置。

本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。