CN110397455A - 公路软岩隧道双层拱架支护施工系统及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种公路软岩隧道双层拱架支护施工系统，包括：拱架支护装置，其包括外层拱架和置于外层拱架内层的内层拱架；充气支护装置，其包括适配于外层拱架和内层拱架之间的充气层，充气层连接至充气泵，充气泵的开闭受控与控制装置；充气层中部设置对接孔；加固装置，其包括套设在第二固定连接件的底端钢丝网、混凝土浇筑装置；混凝土浇筑装置，其包括混凝土喷射机、混凝土浇筑机以及置于混凝土浇筑机输出端的对接管，对接管的输出端与对接孔适配；支撑装置，其包括主支杆和多组对称设置在主支杆两侧的分支杆，主支杆分别设置于第二拱形杆底端中部的位置。本发明在保证支护稳固性的同时，有效提高支护施工的效率。
Description
技术领域
本发明涉及公路隧道施工技术领域，尤其涉及一种公路软岩隧道双层拱架支护施工系统及其施工方法。
背景技术
软岩可分为地质软岩和工程软岩两大类别，地质软岩指强度低、孔隙度大、胶结程度差、受构造面切割及风化影响显著或含有大量膨胀性粘土矿物的松、散、软、弱岩层，该类岩石多为泥岩、页岩、粉砂岩和泥质矿岩，是天然形成的复杂的地质介质。因此，在公路建设中遇到软岩隧道工程的建设，会遇到软岩隧道需解决的土质膨化、松散以及破碎的问题，仅仅使用传统的锚杆支护措施是无法满足隧道锚固标准需求的，这种情况下需提供一种双层拱架支护施工系统，以保证隧道安全施工的效率。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种公路软岩隧道双层拱架支护施工系统，在保证支护稳固性的同时，有效提高支护施工的效率。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种公路软岩隧道双层拱架支护施工系统，包括：
拱架支护装置，其包括外层拱架和置于所述外层拱架内层的内层拱架，所述外层拱架与内层拱架之间设置第一固定连接件，所述外层拱架包括前后对称设置的第一拱形杆；所述内层拱架包括前后对称设置的第二拱形杆，所述第一拱形杆前后的距离与所述第二拱形杆前后的距离相等；所述第一拱形杆之间以及所述第二拱形杆之间均匀设置第二固定连接件。
充气支护装置，其包括适配于所述外层拱架和内层拱架之间的充气层，所述充气层连接至充气泵，所述充气泵的开闭受控与控制装置；所述充气层中部设置对接孔；所述对接孔外设置盖体。
加固装置，其包括钢丝网和混凝土浇筑装置。
所述钢丝网，其套设在所述第二固定连接件的底端。
所述混凝土浇筑装置，其包括混凝土喷射机、混凝土浇筑机以及置于所述混凝土
浇筑机输出端的对接管，所述对接管的输出端与所述对接孔适配。
支撑装置，其包括主支杆和多组对称设置在所述主支杆两侧的分支杆，所述主支杆分别设置于所述第二拱形杆底端中部的位置。
优选的是，所述第一固定连接件包括连接杆和螺栓，所述连接杆的两端分别设置与所述外层拱架和内层拱架适配的卡口，所述卡口的顶端和底端分别设置与所述螺栓适配的螺纹孔；所述连接杆的长度适配与上下所述第一拱形杆和第二拱形杆之间的距离。
优选的是，所述第二固定连接件设置为方形框架结构，所述方形框架结构套设在所述第一拱形杆之间和第二拱形杆之间。
优选的是，所述分支杆设置为2组，第一组所述分支杆垂直所述主支杆设置在所述主支杆中部两侧的位置，第二组所述分支杆垂直所述主支杆设置在所述主支杆底端两侧的位置。
优选的是，相邻所述第二固定连接件之间的距离设置为2-3厘米。
优选的是，所述主支杆的径长为25-35厘米，所述主支杆的底端设置承压板，所述承压板设置为正方形，所述承压板的边长设置为80-100厘米。
一种如上述任一条所述的公路软岩隧道双层拱架支护施工系统的施工方法，所述方法主要包括以下步骤：
步骤1、在山体外侧开设与所述外层拱架和内层拱架高度适配的拱形槽。
步骤2、在所述拱形槽内架设拱架支护装置，并在所述外层拱架和内层拱架之间设置充气层，并使充气层处于饱和状态。
步骤3、在所述拱架支护装置下端安装主支杆和分支杆。
步骤4、将所述混凝土浇筑机输出端的对接管与对接孔对接，并向所述充气层内浇筑混凝土，直至充满所述充气层，浇筑的同时充气层向外排气。
步骤5、在充气层外安装钢丝网，并通过所述混凝土喷射机对钢丝网进行混凝土喷射进行二次加固；以完成对隧道的支护。
本发明至少包括以下有益效果：
本发明通过在需开设隧道的山体外侧设置拱架支护装置，通过外层拱架与内层拱架的上下结合，并通过第一固定连接件对内层拱架和外层拱架构成的结构进行加固，从而以拱架支护装置为雏形建立隧道；通过将主支杆设置在所述内层拱架中部下方的位置，对内层拱架和外层拱架的最大受力点构成有力的支撑，再通过分支杆对主支杆进行稳固，保证主支杆的稳定性；通过在内层拱架和外层拱架之间设置设置适配的充气层，并通过所述混凝土浇筑机输出端的对接管与对接孔对接，对充气层内浇筑混凝土，直至填充满内层拱架和外层拱架之间的空隙，待混凝土稳固后，可将充气层去除，避免了模板对接以浇筑混凝土的传统方式，更为省力高效；并通过在第二固定连接件上套设钢丝网的方式，了，利用混凝土喷射机对钢丝网进行喷射，以进行混凝土的二次浇固，从而将整个拱架支护装置置于隧道的支护体系内，所述支护施工系统，在保证支护稳固性的同时，有效提高支护施工的效率。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明所述公路软岩隧道双层拱架支护施工系统的主视图；
图2为本发明所述公路软岩隧道双层拱架支护施工系统的俯视图；
图3为本发明所述充气层的结构示意图；
图4为本发明所述第一固定连接件的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
如图1-3所示，本发明提供一种公路软岩隧道双层拱架支护施工系统，包括：
拱架支护装置1，其包括外层拱架10和置于所述外层拱架10内层的内层拱架11，所述外层拱架10与内层拱架11之间设置第一固定连接件12，所述外层拱架10包括前后对称设置的第一拱形杆101；所述内层拱架11包括前后对称设置的第二拱形杆102，所述第一拱形杆101前后的距离与所述第二拱形杆102前后的距离相等；所述第一拱形杆101之间以及所述第二拱形杆102之间均匀设置第二固定连接件13。
充气支护装置2，其包括适配于所述外层拱架10和内层拱架11之间的充气层21，所述充气层21连接至充气泵22，所述充气泵22的开闭受控与控制装置；所述充气层21中部设置对接孔23；所述对接孔23外设置盖体。
加固装置，其包括钢丝网4和混凝土浇筑装置。
所述钢丝网4，其套设在所述第二固定连接件13的底端。
所述混凝土浇筑装置，其包括混凝土喷射机、混凝土浇筑机以及置于所述混凝土
浇筑机输出端的对接管，所述对接管的输出端与所述对接孔23适配。
支撑装置，其包括主支杆31和多组对称设置在所述主支杆31两侧的分支杆32，所述主支杆31分别设置于所述第二拱形杆102底端中部的位置。
在上述方案中，通过在需开设隧道的山体外侧设置拱架支护装置1，通过外层拱架10与内层拱架11的上下结合，并通过第一固定连接件12对内层拱架11和外层拱架10构成的结构进行加固，从而以拱架支护装置1为雏形建立隧道；通过将主支杆31设置在所述内层拱架11中部下方的位置，对内层拱架11和外层拱架10的最大受力点构成有力的支撑，再通过分支杆32对主支杆31进行稳固，保证主支杆31的稳定性；通过在内层拱架11和外层拱架10之间设置设置适配的充气层21，并通过所述混凝土浇筑机输出端的对接管与对接孔23对接，对充气层21内浇筑混凝土，直至填充满内层拱架11和外层拱架10之间的空隙，待混凝土稳固后，可将充气层21去除，避免了模板对接以浇筑混凝土的传统方式，更为省力高效；并通过在第二固定连接件13上套设钢丝网4的方式，了，利用混凝土喷射机对钢丝网4进行喷射，以进行混凝土的二次浇固，从而将整个拱架支护装置1置于隧道的支护体系内，所述支护施工系统，在保证支护稳固性的同时，有效提高支护施工的效率。
一个优选方案中，所述第一固定连接件12包括连接杆121和螺栓122，所述连接杆121的两端分别设置与所述外层拱架10和内层拱架11适配的卡口123，所述卡口123的顶端和底端分别设置与所述螺栓122适配的螺纹孔；所述连接杆121的长度适配与上下所述第一拱形杆101和第二拱形杆102之间的距离。
在上述方案中，如图4所示，通过将连接杆121两端的所述卡口分别卡至第一拱形杆101和第二拱形杆102，并通过螺栓122贯穿所述螺纹孔，并以螺栓122固定，以形成对第一拱形杆101和第二拱形杆102的固定连接，该结构简单，安装连接方便省力。
一个优选方案中，所述第二固定连接件13设置为方形框架结构，所述方形框架结构套设在所述第一拱形杆101之间和第二拱形杆102之间。
在上述方案中，所述第二固定连接件13的方形框架结构设置，便于将其套设在第一拱形杆101之间以及第二拱形杆102之间，从而构成相对的第一拱形杆101之间的紧密连接以及和相对的第二拱形杆102之间的紧密连接。
一个优选方案中，所述分支杆32设置为2组，第一组所述分支杆32垂直所述主支杆31设置在所述主支杆31中部两侧的位置，第二组所述分支杆32垂直所述主支杆31设置在所述主支杆31底端两侧的位置。
在上述方案中，通过在主支杆31的中部设置第一组所述分支杆32，使其对主支杆31中部受力较大的位置进行横向加固，并在主支杆31的底端设置对称的第二组分支杆32对主支杆31的下方进行加固，从而保证主支杆31对拱架支护装置1的稳固支撑。
一个优选方案中，相邻所述第二固定连接件13之间的距离设置为2-3厘米。
在上述方案中，所述第二固定连接件13之间的距离设置，有利于对相对设置的第一拱形杆101的加固以及相对设置的第二拱形杆102的加固，从而保证外层拱架10和内层拱架11结构的硬度和强度，从而保证整个拱架支护装置1的安全性。
一个优选方案中，所述主支杆31的径长为25-35厘米，所述主支杆31的底端设置承压板，所述承压板设置为正方形，所述承压板的边长设置为80-100厘米。
在上述方案中，所述主支杆31的径长设置，使得主支杆31的对拱架支护装置1的支撑更为安全稳定，并通过承压板设置于主支杆31底端的方式，以降低或避免主支杆31受压的下沉，所述承压板尺寸设置，可有效避免主支杆31的下沉。
一种如上述任一条所述的公路软岩隧道双层拱架支护施工系统的施工方法，所述方法主要包括以下步骤：
步骤1、在山体外侧开设与所述外层拱架10和内层拱架11高度适配的拱形槽。
步骤2、在所述拱形槽内架设拱架支护装置1，并在所述外层拱架10和内层拱架11之间设置充气层21，并使充气层21处于饱和状态。
步骤3、在所述拱架支护装置1下端安装主支杆31和分支杆32。
步骤4、将所述混凝土浇筑机输出端的对接管与对接孔23对接，并向所述充气层21内浇筑混凝土，直至充满所述充气层21，浇筑的同时充气层21向外排气。
步骤5、在充气层21外安装钢丝网4，并通过所述混凝土喷射机对钢丝网4进行混凝土喷射进行二次加固；以完成对隧道的支护。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (7)
1.一种公路软岩隧道双层拱架支护施工系统，其中，包括：
拱架支护装置，其包括外层拱架和置于所述外层拱架内层的内层拱架，所述外层拱架与内层拱架之间设置第一固定连接件，所述外层拱架包括前后对称设置的第一拱形杆；所述内层拱架包括前后对称设置的第二拱形杆，所述第一拱形杆前后的距离与所述第二拱形杆前后的距离相等；所述第一拱形杆之间以及所述第二拱形杆之间均匀设置第二固定连接件；
充气支护装置，其包括适配于所述外层拱架和内层拱架之间的充气层，所述充气层连接至充气泵，所述充气泵的开闭受控与控制装置；所述充气层中部设置对接孔；所述对接孔外设置盖体；
加固装置，其包括钢丝网和混凝土浇筑装置；
所述钢丝网，其套设在所述第二固定连接件的底端；
所述混凝土浇筑装置，其包括混凝土喷射机、混凝土浇筑机以及置于所述混凝土浇筑机输出端的对接管，所述对接管的输出端与所述对接孔适配；
支撑装置，其包括主支杆和多组对称设置在所述主支杆两侧的分支杆，所述主支杆分别设置于所述第二拱形杆底端中部的位置。
2.如权利要求1所述公路软岩隧道双层拱架支护施工系统，其中，所述第一固定连接件包括连接杆和螺栓，所述连接杆的两端分别设置与所述外层拱架和内层拱架适配的卡口，所述卡口的顶端和底端分别设置与所述螺栓适配的螺纹孔；所述连接杆的长度适配与上下所述第一拱形杆和第二拱形杆之间的距离。
3.如权利要求1所述公路软岩隧道双层拱架支护施工系统，其中，所述第二固定连接件设置为方形框架结构，所述方形框架结构套设在所述第一拱形杆之间和第二拱形杆之间。
4.如权利要求1所述公路软岩隧道双层拱架支护施工系统，其中，所述分支杆设置为2组，第一组所述分支杆垂直所述主支杆设置在所述主支杆中部两侧的位置，第二组所述分支杆垂直所述主支杆设置在所述主支杆底端两侧的位置。
5.如权利要求1所述公路软岩隧道双层拱架支护施工系统，其中，相邻所述第二固定连接件之间的距离设置为2-3厘米。
6.如权利要求1所述公路软岩隧道双层拱架支护施工系统，其中，所述主支杆的径长为25-35厘米，所述主支杆的底端设置承压板，所述承压板设置为正方形，所述承压板的边长设置为80-100厘米。
7.一种如权利要求1-6中任一条所述的公路软岩隧道双层拱架支护施工系统的施工方法，所述方法主要包括以下步骤：
步骤1、在山体外侧开设与所述外层拱架和内层拱架高度适配的拱形槽；
步骤2、在所述拱形槽内架设拱架支护装置，并在所述外层拱架和内层拱架之间设置充气层，并使充气层处于饱和状态；
步骤3、在所述拱架支护装置下端安装主支杆和分支杆；
步骤4、将所述混凝土浇筑机输出端的对接管与对接孔对接，并向所述充气层内浇筑混凝土，直至充满所述充气层，浇筑的同时充气层向外排气；
步骤5、在充气层外安装钢丝网，并通过所述混凝土喷射机对钢丝网进行混凝土喷射进行二次加固；以完成对隧道的支护。
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