CN110486052A - 一种压注式混凝土支护方法和实施其的支护机构 - Google Patents

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王灿刚
吴海祥
万坤
王舒菲
张文强
钱文启
张路赛
邓高钰
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
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    • E21D11/102Removable shuttering; Bearing or supporting devices therefor

Abstract

本发明涉及一种压注式混凝土支护方法,应用于隧道挖掘中,压注式混凝土支护方法为:在已挖掘的隧道内设置模板,使模板和隧道的内壁之间形成间隙,向间隙内压注混凝土形成支护结构。本发明还提供一种实施上述压注式混凝土支护方法的支护机构,它设置于掘进机上,包括混凝土搅拌设备、对应间隙设置的具有多个注浆口的挡浆环、分别由混凝土搅拌设备连接至各注浆口的注浆管。本发明能够做到实时支护封闭、强支护、快通过,从而保证安全、快速施工。

Description

一种压注式混凝土支护方法和实施其的支护机构
技术领域
本发明属于涉及工程施工技术领域,具体涉及一种隧道施工使用的压注式混凝土支护方法,以及实施该压注式混凝土支护方法采用的支护机构。
背景技术
敞开式TBM(硬岩掘进机)技术已经非常成熟,但也有一定的局限性,敞开式TBM主要适用于II、III类稳定性、自立性较好的硬岩地层,对破碎带、软岩地层适应性较差。
敞开式TBM通过断层破碎带地层时,一般采用超前注浆加固、钢筋排、拱架、锚杆联合支护方式,破碎带导致撑靴易踏空,支撑力不够等问题。在大断层极破碎地段由于支护的工作量大,长时间停机支护,导致破碎体进一步坍塌卡机;由于现有支护承载有限,出现塌方、变形等灾害,对施工安全、工期造成重大影响。
敞开式TBM穿越软岩大变形地层时采用超前加固(超前小导管、钢棚)、钢筋排、拱架、锚杆联合支护方式,围岩收敛一般有一定的时效性;由于支护手段工作量大,长时间停机加固,导致围岩进一步收敛变形,对设备造成卡机,无法掘进,影响工期。
敞开式TBM穿越岩爆地层时采用超前钻孔泄压,高压注水、喷水软化围岩、钢筋排、拱架、锚杆联合支护方式,现有手段采用防护棚、防护网片防护,但对于强岩爆下,较大岩块塌落支护不住,可能发生伤人、破坏设备的事故。
上述现有的支护方式使得敞开式TBM通过破碎带、软岩时易出现掘不动、塌方、卡机等问题,由于敞开式TBM仅依靠拱架、钢筋排和混喷对围岩进行加固封闭,往往由于初支强度不够、不及时引起塌方事故的发生,同时在大变形、强岩爆隧道中出现围岩收敛侵限、岩爆崩塌等事故,对安全生产、工期、人员财产等造成不可估量的损失。因此,需要改进现有支护方式。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以做到实时支护封闭、强支护、快通过,从而保证安全、快速施工的压注式混凝土支护方法。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种压注式混凝土支护方法,应用于隧道挖掘中,所述压注式混凝土支护方法为:在已挖掘的隧道内设置模板,使所述模板和所述隧道的内壁之间形成间隙,向所述间隙内压注混凝土形成支护结构。
优选的,采用若干个所述模板并循环设置。
优选的,向所述间隙内注入超过水土压的一次衬砌混凝土。
优选的,在形成所述支护结构后,拆除或保留所述模板。
优选的,所述模板为钢模板。
优选的,所述模板呈筒状。
本发明还提供一种实施上述压注式混凝土支护方法的支护机构,它设置于掘进机上,包括混凝土搅拌设备、对应所述间隙设置的具有多个注浆口的挡浆环、分别由所述混凝土搅拌设备连接至各所述注浆口的注浆管。
优选的,所述支护机构还包括用于安装所述模板的模板拼装机、用于拆除所述模板的模板拆除机。
优选的,所述注浆管上设置有混凝土泵。
优选的,所述注浆口均匀分布于所述挡浆环上。
由于上述技术方案运用,本发明与现有技术相比具有下列优点:本发明能够做到实时支护封闭、强支护、快通过,从而保证安全、快速施工。
附图说明
附图1为采用本发明的压注式混凝土支护方法时,一次衬砌混凝土压注前的示意图。
附图2为采用本发明的压注式混凝土支护方法时,一次衬砌混凝土压注完成的示意图。
附图3为采用本发明的压注式混凝土支护方法时,辅助推进油缸回缩、安装钢模板的示意图。
以上附图中:1、围岩;2、钢模板;3、挡浆环;4、一次衬砌混凝土;5、辅助推进油缸。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。
实施例一:一种隧道挖掘中采用的压注式混凝土支护方法,该方法为:在已挖掘的隧道内设置模板,使模板和隧道的内壁之间形成间隙,向间隙内压注混凝土形成支护结构。
该压注式混凝土支护方法的具体流程如下:如附图1所示,由右向左挖掘隧道,在已挖掘的隧道内依次设置多个模板,本实施例中采用钢模板2,钢模板2呈筒状,且多个钢模板2循环设置。钢模板2与隧道同心设置,从而在钢模板2和隧道的内壁之间形成一定的间隙。如附图2所示,向钢模板2和隧道的内壁之间的间隙注入超过水土压的一次衬砌混凝土4,从而形成结构。如附图3所示,在形成支护结构后,拆除较早安装的钢模板2,即拆除最右侧的钢模板2,将其移动至左侧后,安装在原最左侧的钢模板2的左侧,从而形成新的钢模板2与隧道的内壁之间的间隙,该状态与图1所示状态本质相同。
实施上述压注式混凝土支护方法的支护机构可以设置于掘进机上,它包括混凝土搅拌设备、对应间隙设置的具有多个注浆口的挡浆环3、分别由混凝土搅拌设备连接至各注浆口的注浆管。注浆口均匀分布于挡浆环3上。注浆管上设置有混凝土泵。该支护机构还可以包括用于安装模板的模板拼装机、用于拆除模板的模板拆除机。
如附图1所示,掘进机上设置有辅助推进油缸5,用于推进掘进机向前掘进,它与安装钢模板2的位置对应,能够抵在钢模板2的左侧,从而提供向前掘进的反力。挡浆环3与掘进机相连接从而能够随掘进机一同移动。如附图2所示,辅助推进油缸5伸出,使得在开挖面前方通过掘进机挖掘围岩1而形成隧道。在掘进的同时,通过注浆管向后方设置的挡浆环3上的注浆口注入超过水土压的一次衬砌混凝土4。如附图3所示,一环钢模板2长度的挖掘和对应一次衬砌混凝土4压注完成后,把最后方的钢模板2拆除并向前运送,辅助推进油缸5回缩,并将运送到前方的钢模板2再安装到最前方,并使得辅助推进油缸5能够抵在新安装的钢模板2侧部。至此一个周期结束,然后再按照之前的步骤循环进行。
使用上述机构时,反复打混凝土的情况下,搅拌设备和混凝土泵开始附着混凝土,这样设备的原有机能会逐渐减弱,所以每15环钢模板2施工、大约32小时反复工作后,需要对注浆管和混凝土泵等部位附着的混凝土进行清洗。
采用上述压注式混凝土支护方法施工时,在破碎带、岩爆、软岩变形地层能够对围岩1全周进行封闭,实时支护,不会产生掉块,崩渣风险;极破碎断裂带、强岩爆、大变形段,在形成支护结构后,保留模板,钢模板2保留作为二次衬砌的一部分,同时在钢模板2预留锚杆钻孔,必要时可打预应力锚杆,强度更高,更安全。
上述压注式混凝土支护方法的主要优点有:
1、与用新奥法进行施工比较,有较高的安全性,同时掘进速度大幅提升;另外在经济性方面与新奥法施工的价格差不多;
2、现浇混凝土的强度大于喷射混凝土,施工更安全;
3、压注式混凝土自动化程度高,施工人员强度小,无需安装拱架、喷浆及清渣,施工效率高;
4、压注式混凝土无污染,不会对空气及环境造成污染,安全环保,文明施工。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种压注式混凝土支护方法,应用于隧道挖掘中,其特征在于:所述压注式混凝土支护方法为:在已挖掘的隧道内设置模板,使所述模板和所述隧道的内壁之间形成间隙,向所述间隙内压注混凝土形成支护结构。
2.根据权利要求1所述的压注式混凝土支护方法,其特征在于:采用若干个所述模板并循环设置。
3.根据权利要求1所述的压注式混凝土支护方法,其特征在于:向所述间隙内注入超过水土压的一次衬砌混凝土。
4.根据权利要求1所述的压注式混凝土支护方法,其特征在于:在形成所述支护结构后,拆除或保留所述模板。
5.根据权利要求1所述的压注式混凝土支护方法,其特征在于:所述模板为钢模板。
6.根据权利要求1所述的压注式混凝土支护方法,其特征在于:所述模板呈筒状。
7.一种实施权利要求1所述的压注式混凝土支护方法的支护机构,设置于掘进机上,其特征在于:所述支护机构包括混凝土搅拌设备、对应所述间隙设置的具有多个注浆口的挡浆环、分别由所述混凝土搅拌设备连接至各所述注浆口的注浆管。
8.根据权利要求7所述的支护机构,其特征在于:所述支护机构还包括用于安装所述模板的模板拼装机、用于拆除所述模板的模板拆除机。
9.根据权利要求7或8所述的支护机构,其特征在于:所述注浆管上设置有混凝土泵。
10.根据权利要求7所述的支护机构,其特征在于:所述注浆口均匀分布于所述挡浆环上。
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