CN108979665B - 用于隧道支护的管件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于隧道支护的管件，其技术方案要点是包括中空的管体，管体一端设有注浆口，管体的外壁上设有凸出的支杆，支杆开设有与管体内部相连通的注浆一孔，支杆沿着管体的长度方形螺旋形布置，支杆朝向地质层的一端为锥状。管体的外壁开设有与管体内部连通的注浆二孔，注浆一孔与注浆二孔成双螺旋轨迹布置于管体外壁，支杆滑插于管体，支杆上固定抵触于管体外壁以限制支杆回缩的挡块，支杆伸入管体内的一端开设有朝向注浆口的斜面，推杆的伸入管体的端部设有以斜面为贴合面推动支杆伸出的圆锥面，达到利用突出于小导管外壁的支杆，将小导管支撑在地质孔的中心，使得小导管的外壁与地质孔的孔壁之间具有充足的泥浆流动空间。

Description

用于隧道支护的管件

技术领域

本发明涉及一种隧道挖掘用支护构件,更具体地说，它涉及一种用于隧道支护的管件。

背景技术

在隧道超前支护工程施工中，采用小导管超前支护体系，对防止坍塌、提高围岩稳定性均能起到良好的作用。

现检索到一篇关于小导管的专利文件，其公告号为CN 202165095 U，其专利名称为一种隧道注浆止浆装置，该方案中公开了小导管中开设注浆口，当小导管插入地质层之后，由于小导管的外壁与土壤贴合，两者之间给到混凝土的流动空间较小，小导管与地质层之间的粘合强度有所不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于隧道支护的管件，达到利用突出于小导管外壁的支杆，将小导管支撑在地质孔的中心，使得小导管的外壁与地质孔的孔壁之间具有充足的泥浆流动空间。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种用于隧道支护的管件，包括中空的管体，管体一端设有注浆口，管体的外壁上设有凸出的支杆，支杆开设有与管体内部相连通的注浆一孔。

通过采用上述技术方案，本设计中管件在使用时，需要在地质层中先开设安置孔，然后管件再伸入到安置孔内进行注浆。

与传统的小导管主要区别在于，本设计中支杆对管体进行支撑；支杆在管体与地质层中所形成的间隔，给泥浆的流动提供足够的流动空间，故泥浆层对地质层与管体两者之间的粘结面有所增加，提高了地质层与管体的粘结牢度，使得隧道上方的路基不易坍塌。

支杆还在凝固后的泥浆层中充当骨架的作用，使得注浆后的泥浆柱其整体结构强度有所大幅度的上升，隧道上方的路基不易坍塌。泥浆是指混凝土浆。

故支杆的存在从增加浆层粘结面积与增加泥浆层骨架结构强度两个角度使得隧道上方路基不易坍塌。

较佳的，支杆沿着管体的长度方形螺旋形布置。

通过采用上述技术方案，利用螺旋形结构的稳定性强，增加支杆对管体的结构强度。还有一点就是管体在进入地质层的容置孔中，势必会发生一定的旋转，螺旋布置使得管体圆周上均匀布置有支杆，支杆能够对管体进行稳定的支撑，有效避免了支杆集中在一处而导致管体首尾摆动的情况发生，使得管体在地质层内放置、注浆步骤更加顺畅便捷。

较佳的，支杆朝向地质层的一端为锥状。

通过采用上述技术方案，锥状是为了增大支杆对地质层的压强，增加支杆对下方地质层的插入深度，使得放置在地质层中管体可以更加的稳定，在后期注浆时，管体不易因为泥浆的冲击而大幅度滚动，有利于注浆施工的安全性与稳定性。

较佳的，管体的外壁开设有与管体内部连通的注浆二孔。

通过采用上述技术方案，注浆二孔和地质层的土层间隔较大，故注浆二孔喷出的泥浆比注浆一孔喷出的泥浆其流动性更佳，在注浆二孔配合喷泥作用下，泥浆可以快速填充至管体内外，可大幅的提高注浆效率。

较佳的，注浆一孔与注浆二孔成双螺旋轨迹布置于管体外壁。

通过采用上述技术方案，双螺旋结构，使得两孔在喷浆时彼此的重合位置较少，管体外壁可快速完成注浆工作。

较佳的，支杆滑插于管体，支杆上固定抵触于管体外壁以限制支杆回缩的挡块，支杆伸入管体内的一端开设有朝向注浆口的斜面，管体的注浆口插入推杆，推杆的伸入管体的端部设有与斜面贴合并推动支杆伸出的圆锥面。

通过采用上述技术方案，由于挡块的隔挡作用，支杆将有一部分始终裸露在管体外壁；当管体进入到地质层中时，通过推杆将支杆顶出，使得支杆的端部可以插入到地质层内；而推杆与支杆之间利用接触面为倾斜面的特点，两者之间完成了推杆的横向移动转化为支杆径向伸出的动作。

该设计的优点为，将所有支杆大幅度插入到地质层内壁，以增加支杆对地质层的插合量，从而使得浇筑后的混凝土柱与地质层的粘合面有所增加，而并且支杆的插合关系也使得管体和地质层的连接更加稳固，将大幅度的提升隧道上方路基的牢固性。

较佳的，管体的注浆口螺纹连接有支撑盖，推杆螺纹连接于支撑盖以实现推杆的螺旋伸入。

通过采用上述技术方案，支撑盖螺纹连接，便于使用后的支撑盖与管体分离。

管体螺纹与推杆螺纹连接，第一利用螺纹之间得到咬合作用，可以稳定推杆的前进方向，使得推杆在接触斜面是不易发生位置偏移；第二，推杆以螺纹驱动的方式相对于直接推动推杆前进的方式，更加的轻便省力，若是人为驱动推杆则可降低员工疲劳强度，若以机械动力源驱动推杆可降低动力源损耗。

较佳的，支撑盖的边沿突出管体外壁的连接板，连接板贴合于地质层外壁，且连接板上开设有供支护钉伸入以实现连接板与地质层预固定的通孔。

通过采用上述技术方案，连接板上的通孔用于支护钉的打入，实现预固定连接板与地质层，通过固定连接板可实现对管体注浆口的固定，减少注浆口的晃动，使得对管体注浆过程更加的顺利。支护钉可以是铁钉、螺纹钉等，支护钉的长度可以取20-40cm，支护钉长度越长，支撑盖与地质层之间越是钉的牢固。

较佳的，支杆与管体之间设滑块与滑槽，滑块沿滑槽定向滑移以实现支杆滑移时斜面朝向注浆口。

通过采用上述技术方案，滑块与滑槽之间的滑移配合，使得支杆相对管体进行定向的滑移，在该定向滑移过程中，斜面始终朝向注浆口；当推杆伸入时，推杆的圆锥面可以正好贴合斜面接触，有助于支杆顶出管体。

综上所述，本发明具有以下有益效果：当支杆顶出时，挡块也会随着一同顶出，挡块远离管体外壁；而当泥浆浇筑固定后，此时挡块充当横向骨架，在支杆与挡块两者交叉骨架作用下，管体在浇筑后的混凝土结构强度更加牢固；挡块在此设计起到一个隔挡作用以及一个横向骨架的作用。

附图说明

图1是实施例1在容置孔内的结构示意图；

图2是实施例2中管体的注浆口被剖开后推杆与管体分解示意图；

图3是图2中的A部放大图；

图4是实施例2在容置孔内的结构示意图。

图中：

1、管体；11、注浆口；12、注浆二孔；

2、支杆；21、注浆一孔；22、挡块；23、斜面；

3、推杆；31、圆锥面；

4、支撑盖；41、连接板；43、通孔；431、支护钉；44、旋转把手；

51、滑块；52、滑槽；

6、地质层；61、容置孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1，用于隧道支护的管件，如图1所示，包括管体1，管体1主体为圆筒，其内部中空；管体1一端为圆锥状，管体1另一端开设有注浆口11。

而在管体1的外壁上固定有圆锥状的支杆2，支杆2内部镂空形成注浆一孔21；注浆一孔21的一端与管体1的中空部连通，注浆一孔21的另一端置于支杆2朝外的一端；注浆一孔21的孔径最小为2cm,往该孔径大小的注浆口11内灌入泥浆时，泥浆会沿着注浆一孔21流到管体1外壁。而支杆2沿着管体1的长度方向螺旋轨迹布置，图1中，左侧的2个虚线正是指代支杆2的螺旋轨迹。

而管体1的外壁开设有圆形的注浆二孔12，注浆二孔12与管体1的中空部连通；注浆二孔12沿着管体1的长度方向也是螺旋轨迹布置，图1中，右侧的3个虚线正是指代注浆二孔12的螺旋轨迹；而支杆2与注浆二孔12的轨迹成双螺旋结构。

设计原理：地质层6上先开设有一个容置孔61，然后管体1伸入到容置孔61内；在管体1的重力作用下，管体1下方的部分支杆2插入到容置孔61内；而当在管体1的注浆口11进行注浆时，泥浆从注浆一孔21与注浆二孔12流入到容置孔61，然后将容置孔61内的空间填充满。

实施例2，用于隧道支护的管件，其与实施例1的不同之处在于，如图2与图3所示，管体1外壁开设有开孔，支杆2可以沿着管体1上开孔径向向外滑出；利用支杆2与开孔孔壁之间的摩擦力，使得支杆2在不受外力时可以定位在开孔上。

支杆2分为两部分，一部分是在管体1外的圆锥部，另一部分是在管体1内的圆柱部，圆锥部的底部固定有圆环状的挡块22，挡块22对管体1的外壁进行隔挡，使得支杆2的圆锥部难以整体回缩到管体1内。

而支杆2中圆柱部的下底面为一个椭圆状的斜面23，斜面23朝向注浆口11。而在支杆2的圆柱部上固定有轴向的滑块51，而在管体1的开孔上开设有一个滑槽52，滑块51与滑槽52间隙配合，由于滑块51相对滑槽52滑移是对支杆2滑移轨迹的约束，使得支杆2只能够沿着管体1的径向滑移，而支杆2自身不能绕着圆周部的中轴线旋转，该设计的目的，使得支杆2中的斜面23始终是朝向注浆口11的。

而斜面23朝注浆口11的目的在于，当管体1的从注浆口11位置伸入一个推杆3时，推杆3的端部的圆锥面31将贴合在斜面23上，当推杆3进一步伸入管体1内部时，圆锥面31侧向推动斜面23，使得支杆2沿着管体1的径向伸出，而顶出后的支杆2为推杆3的伸入提供了让位空间。

而推杆3时旋转的方式进入到管体1内部，具体的结构如下述：推杆3的杆体中间位置均是螺纹部，而在管体1的注浆口11螺纹连接有一个支撑盖4，支撑盖4的中心开设有一个与推杆3的螺纹部实现螺纹连接的螺纹口。

故先将推杆3螺旋安装在支撑盖4上，然后将支撑盖4螺旋安装在管体1上，之后，可以通过旋转推杆3，使得推杆3以旋转的方式进入到管体1内部，此设计中，支撑盖4与管体1的旋合方向相同于支撑盖4与推杆3的旋合方向，两个旋合方向均是顺时针方向。

推杆3在管体1外的一端安装有旋转把手44；该旋转把手44套设在推杆3端部，并且两者通过平键连接，故旋转把手44可以从推杆3上拆除，拆除旋转把手44后的推杆3可以旋出支撑盖4。

而支撑盖4的边沿径向向外延伸有连接板41，连接板41为圆环状，连接板41上开设有通孔43。连接板41的作用是盖合在地质层6的外侧壁，而在通孔43上打支护钉431，将连接板41与地质层6固定，该固定关系可以增加推杆3在旋转过程中的稳定性。

工作原理：

如图3与图4所示，当管体1伸入到地质层6的容置孔61内，然后将支撑盖4旋盖在管体1上，然后将连接板41钉在地质层6的外侧壁。接下来旋转推杆3，使得推杆3旋转管体1内部，在旋转过程中推杆3将支杆2顶出，而支杆2在顶出后将插入到容置孔61的孔壁内实现支杆2的定位，由于支杆2插固在地质层6内，故当往回退出管体1时，支杆2并不会对推杆3进行隔挡。

之后由于管体1通过支杆2的插入到地质层6内，管体1与地质层6的粘结面积有了进一步的增加，使得管体1内建筑混凝土后的结构更加牢固；并且当支杆2顶出后，挡块22也向外移动，当容置孔61内灌满泥浆后，挡块22与支杆2共同组成了混凝土柱的骨架。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于隧道支护的管件，包括中空的管体(1)，管体(1)一端设有注浆口(11)，其特征是：管体(1)的外壁上设有凸出的支杆(2)，支杆(2)开设有与管体(1)内部相连通的注浆一孔(21)；支杆(2)滑插于管体(1)，支杆(2)上固定抵触于管体(1)外壁以限制支杆(2)回缩的挡块(22)，支杆(2)伸入管体(1)内的一端开设有朝向注浆口(11)的斜面(23)，管体(1)的注浆口(11)插入推杆(3)，推杆(3)的伸入管体(1)的端部设有与斜面(23)贴合从而推动支杆(2)伸出的圆锥面(31)；支杆(2)与管体(1)之间设有滑块(51)与滑槽(52)，滑块(51)沿滑槽(52)定向滑移以实现支杆(2)滑移时斜面(23)朝向注浆口(11)。

2.根据权利要求1所述的用于隧道支护的管件，其特征是：支杆(2)沿着管体(1)的长度方形螺旋形布置。

3.根据权利要求1所述的用于隧道支护的管件，其特征是：支杆(2)朝向地质层(6)的一端为锥状。

4.根据权利要求1所述的用于隧道支护的管件，其特征是：管体(1)的外壁开设有与管体(1)内部连通的注浆二孔(12)。

5.根据权利要求4所述的用于隧道支护的管件，其特征是：注浆一孔(21)与注浆二孔(12)成双螺旋轨迹布置于管体(1)外壁。

6.根据权利要求1所述的用于隧道支护的管件，其特征是：管体(1)的注浆口(11)螺纹连接有支撑盖(4)，推杆(3)螺纹连接于支撑盖(4)以实现推杆(3)的螺旋伸入。

7.根据权利要求6所述的用于隧道支护的管件，其特征是：支撑盖(4)的边沿突出管体(1)外壁的连接板(41)，连接板(41)贴合于地质层(6)外壁，且连接板(41)上开设有供支护钉(431)伸入以实现连接板(41)与地质层(6)预固定的通孔(43)。

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