CN110985066A - 一种隧道注浆支护方法及结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隧道注浆支护方法及结构，本发明是在隧道预支护顶部及两侧采用管棚注浆管注入混凝土浆液，使隧道预支护顶部及两侧的围岩通过混凝土浆液连接成整体结构，对隧道预支护形成保护壳；同时在隧道预支护顶部及两侧采用锚固注浆管向隧道预支护顶部及两侧更远处的围岩注入混凝土浆液，使隧道预支护顶部及两侧更远处的围岩也形成整体结构，以提升隧道预支护顶部及两侧更远处的围岩的自承能力，减少坍塌的风险。本发明使隧道外侧的围岩注浆后形成交错网格式的围岩块，使围岩更好的连接形成整体，大大提升了围岩的自承能力，减少坍塌的风险。
Description
技术领域
本发明涉及一种隧道注浆支护方法及结构，属于隧道支护技术领域。
背景技术
隧道施工通常采用浅埋暗挖法进行施工，浅埋暗挖法是参考新奥法的基本原理，开挖中采用多种辅助施工措施加固围岩，充分调动围岩的自承能力，开挖后即时支护封闭成环，使支护与围岩共同作用形成联合支护体系，是有效抑制围岩过大变形的一种综合施工技术，通常把这种浅埋暗挖施工又称之为管棚施工。
管棚施工法常应用于隧道工程中，尤其是洞口位置处，围岩多风化破碎，岩质较差，为保证其进洞安全，常采用管棚作为超前支护，对于一些松散破碎的软弱围岩。采用现有技术的管棚施工工艺注浆后仅在隧道围岩内形成较为完整的围岩块，沿着管棚呈弧形状间隔分布，各个围岩块之间缺乏连接，围岩自承能力有待提升。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种隧道注浆支护方法及结构，以解决现有技术中常规管棚工艺注浆后仅在隧道围岩内形成较为完整的围岩块，沿着管棚呈弧形间隔分布，各个块之间缺乏连接，围岩自承能力不足的问题，从而克服现有技术的不足。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的一种隧道注浆支护方法，该方法是在隧道预支护顶部及两侧采用管棚注浆管注入混凝土浆液，使隧道预支护顶部及两侧的围岩通过混凝土浆液连接成整体结构，对隧道预支护形成保护壳；同时在隧道预支护顶部及两侧采用锚固注浆管向隧道预支护顶部及两侧更远处的围岩注入混凝土浆液，使隧道预支护顶部及两侧更远处的围岩也形成整体结构，以提升隧道预支护顶部及两侧更远处的围岩的自承能力，减少坍塌的风险。
前述隧道注浆支护方法中，所述管棚注浆管和锚固注浆管均为一端封闭，另一端开口的管状结构，封闭端为锥形尖头结构，以减小插入阻力；管棚注浆管和锚固注浆管的管壁上设有按梅花状均布的注浆孔，提高注浆的均匀性；管棚注浆管和锚固注浆管内均设有钢筋笼，以增强管管棚注浆管和锚固注浆管的韧性及抗形变能力。
前述隧道注浆支护方法中，所述管棚注浆管通过混凝土导向墙控制插入方向；混凝土导向墙为拱形结构，截面为矩形；混凝土导向墙位于隧道预支护孔口顶部120度角度范围内，并与隧道预支护中垂线对称；混凝土导向墙内预埋有一组沿混凝土导向墙的拱形中线设置的导向管。
前述隧道注浆支护方法中，所述锚固注浆管通过导向板控制插入方向；导向板上设有若干对倾斜导向孔；所有倾斜导向孔均向隧道口后上方倾斜；每对倾斜导向孔相互之间均向相反方向倾斜，形成剪刀叉结构，但一对倾斜导向孔中的两个倾斜导向孔沿隧道长度方向间隔一定距离，两个倾斜导向孔的中心线在空间不相交。
前述隧道注浆支护方法中，所述导向板底面经拱型钢架、拱形钢筋网架与隧道预支护顶部及两侧的拱型钢衬连接。
根据上述隧道注浆支护方法构成的本发明的一种隧道注浆支护结构，包括隧道预支护，隧道预支护顶部为拱形结构；隧道预支护顶部及两侧外围设有一组沿隧道预支护长度方向均布的拱型钢架，一组拱型钢架的外拱面经一组沿隧道预支护外拱面方向均布的导向板焊接为一体形成拱形网格；隧道预支护隧道口的第一道拱型钢架处设有混凝土导向墙；混凝土导向墙内埋设有导向管，每个导向管内均插有管棚注浆管；每个相邻拱型钢架之间的导向板上均设有一对倾斜导向孔，一对倾斜导向孔沿导向板长度方向布置；每个倾斜导向孔内均插有锚固注浆管。
前述隧道注浆支护结构中，所述导向管沿混凝土导向墙拱形中线方向均布，导向管之间的间距为400mm。
前述隧道注浆支护结构中，所述拱型钢架的内弧面焊接有拱形钢筋网架，拱形钢筋网架的内弧面与隧道预支护外拱面的拱型钢衬焊接；拱型钢架和拱型钢衬的截面均为工字形。
由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，本发明采用注浆支护结构，在隧道内壁的顶部及两侧均设有拱型钢架，并在拱型钢架顶部设有混凝土导向墙，混凝土导向墙内埋设有导向管，导向管内设有管棚注浆管，管棚注浆管内设有钢筋笼，拱型钢架顶部通过导向板连接，导向板上设有导向孔，导向孔成对设置，每对导向孔的倾斜角度方向相反，相互交叉设置。导向孔内设有锚固注浆管，使隧道围岩注浆后形成交错网格式的围岩块，使围岩更好的连接形成整体，大大提升了围岩的自承能力，减少坍塌的风险。在管棚注浆管和锚固注浆管的表面开有注浆孔，并且注浆孔沿管棚注浆管和锚固注浆管的管壁呈梅花形交错设置，管棚注浆管和锚固注浆管的一端均为圆锥状尖端，尖端注浆管易于压入围岩。拱型钢架内侧焊接有钢筋网架，钢筋网架内侧焊接有拱型钢衬，混凝土导向墙两侧之间的夹角为120度，并且管棚注浆管的环向间距为40cm，钢筋网架通过模块预制，再与拱型钢架拼装焊接，可降低钢筋网架的架设难度，提高施工效率。
附图说明
图1是本发明结构的示意图；
图2是图1的主视图；
图3是图2的侧视图；
图4是导向板的布置示意图；
图5是管棚向注浆管结构的示意图。
附图中的标记为：1-隧道预支护、2-拱型钢架、3-混凝土导向墙、4-导向管、5-管棚注浆管、6-钢筋笼、7-导向板、8-倾斜导向孔、9-锚固注浆管、10-注浆孔、11-钢筋网架、12-拱型钢衬。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明的一种隧道注浆支护方法，如图1～5所示：该方法是在隧道预支护1顶部及两侧采用管棚注浆管5注入混凝土浆液，使隧道预支护1顶部及两侧的围岩通过混凝土浆液连接成整体结构，对隧道预支护1形成保护壳；同时在隧道预支护1顶部及两侧采用锚固注浆管9向隧道预支护1顶部及两侧更远处的围岩注入混凝土浆液，使隧道预支护1顶部及两侧更远处的围岩也形成整体结构，以提升隧道预支护1顶部及两侧更远处的围岩的自承能力，减少坍塌的风险。管棚注浆管5和锚固注浆管9均为一端封闭，另一端开口的管状结构，封闭端为锥形尖头结构，以减小插入阻力；管棚注浆管5和锚固注浆管9的管壁上设有按梅花状均布的注浆孔10，提高注浆的均匀性；管棚注浆管5和锚固注浆管9内均设有钢筋笼6，以增强管管棚注浆管5和锚固注浆管9的韧性及抗形变能力。管棚注浆管5通过混凝土导向墙3控制插入方向；混凝土导向墙3为拱形结构，截面为矩形；混凝土导向墙3位于隧道预支护1孔口顶部120度角度范围内，并与隧道预支护1中垂线对称；混凝土导向墙3内预埋有一组沿混凝土导向墙3的拱形中线设置的导向管4。锚固注浆管9通过导向板7控制插入方向；导向板7上设有若干对倾斜导向孔8；所有倾斜导向孔8均向隧道口后上方倾斜；每对倾斜导向孔8相互之间均向相反方向倾斜，形成剪刀叉结构，但一对倾斜导向孔8中的两个倾斜导向孔8沿隧道长度方向间隔一定距离，两个倾斜导向孔8的中心线在空间不相交。导向板7底面经拱型钢架2、拱形钢筋网架11与隧道预支护1顶部及两侧的拱型钢衬12连接。
根据上述隧道注浆支护方法构成的本发明的一种隧道注浆支护结构，如图1～5所示：该结构包括隧道预支护1，隧道预支护1顶部为拱形结构；隧道预支护1顶部及两侧外围设有一组沿隧道预支护1长度方向均布的拱型钢架2，一组拱型钢架2的外拱面经一组沿隧道预支护1外拱面方向均布的导向板7焊接为一体形成拱形网格；隧道预支护1隧道口的第一道拱型钢架2处设有混凝土导向墙3；混凝土导向墙3内埋设有导向管4，每个导向管4内均插有管棚注浆管5；每个相邻拱型钢架2之间的导向板7上均设有一对倾斜导向孔8，一对倾斜导向孔8沿导向板7长度方向布置；每个倾斜导向孔8内均插有锚固注浆管9。
根据权利要求6所述隧道注浆支护结构，其特征在于：所述导向管4沿混凝土导向墙3拱形中线方向均布，导向管4之间的间距为400mm。
根据权利要求6所述隧道注浆支护结构，其特征在于：所述拱型钢架2的内弧面焊接有拱形钢筋网架11，拱形钢筋网架11的内弧面与隧道预支护1外拱面的拱型钢衬12焊接；拱型钢架2和拱型钢衬12的截面均为工字形。
具体实施例，本例包括隧道预支护1，隧道预支护1顶部及两侧均设置有拱型钢架2，拱型钢架2的内弧面焊接有钢筋网架11，钢筋网架11为预先定制的钢筋模块。在隧道预支护1完成后即可将预先制作的钢筋网架11焊接到拱型钢架2内弧面，然后再架设拱型钢衬12。钢筋网架11的内弧面与拱型钢衬12焊接。拱型钢架2顶部设有混凝土导向墙3，混凝土导向墙3内埋设有导向管4，导向管4内设有管棚注浆管5，混凝土导向墙3两侧之间的夹角为120度，并且管棚注浆管5的环向间距为40cm，管棚注浆管5内设有钢筋笼6，钢筋笼6增强管棚注浆管5的韧性，提高抗形变能力。拱型钢架2的顶部焊接有导向板7，导向板7的中部设有导向孔8，导向孔8成对设置，一对导向孔8均为斜孔，一对导向孔8的倾斜角度方向相反。一对导向孔8内的锚固注浆管9注浆后形成类似剪刀状的围岩块，使围岩自承能力大大提升。管棚注浆管5和锚固注浆管9的表面设有注浆孔10，注浆孔10在管棚注浆管5和锚固注浆管9的管壁呈梅花形交错设置，管棚注浆管5和锚固注浆管9一端为圆锥状尖端设置。
使用时，通过导向墙4上的导向管4顶入管棚注浆管5，并通过拱型钢架2顶面导向板7的导向孔8顶入斜向注浆管9，完成注浆管5的安装后开始注浆，注浆工作结束后焊接钢筋网架11与拱型钢架2，再焊接拱型钢衬12，即可继续对隧道预支护1内壁进行注浆工作。
本发明由于采用了上述技术方案，使隧道外侧的围岩注浆后形成交错网格式的围岩块，使围岩更好的连接形成整体，大大提升了围岩的自承能力，减少坍塌的风险。
Claims (8)
1.一种隧道注浆支护方法，其特征在于：该方法是在隧道预支护顶部及两侧采用管棚注浆管注入混凝土浆液，使隧道预支护顶部及两侧的围岩通过混凝土浆液连接成整体结构，对隧道预支护形成保护壳；同时在隧道预支护顶部及两侧采用锚固注浆管向隧道预支护顶部及两侧更远处的围岩注入混凝土浆液，使隧道预支护顶部及两侧更远处的围岩也形成整体结构，以提升隧道预支护顶部及两侧更远处的围岩的自承能力，减少坍塌的风险。
2.根据权利要求1所述隧道注浆支护方法，其特征在于：所述管棚注浆管和锚固注浆管均为一端封闭，另一端开口的管状结构，封闭端为锥形尖头结构，以减小插入阻力；管棚注浆管和锚固注浆管的管壁上设有按梅花状均布的注浆孔，提高注浆的均匀性；管棚注浆管和锚固注浆管内均设有钢筋笼，以增强管管棚注浆管和锚固注浆管的韧性及抗形变能力。
3.根据权利要求1所述隧道注浆支护方法，其特征在于：所述管棚注浆管通过混凝土导向墙控制插入方向；混凝土导向墙为拱形结构，截面为矩形；混凝土导向墙位于隧道预支护孔口顶部120度角度范围内，并与隧道预支护中垂线对称；混凝土导向墙内预埋有一组沿混凝土导向墙的拱形中线设置的导向管。
4.根据权利要求1所述隧道注浆支护方法，其特征在于：所述锚固注浆管通过导向板控制插入方向；导向板上设有若干对倾斜导向孔；所有倾斜导向孔均向隧道口后上方倾斜；每对倾斜导向孔相互之间均向相反方向倾斜，形成剪刀叉结构，但一对倾斜导向孔中的两个倾斜导向孔沿隧道长度方向间隔一定距离，两个倾斜导向孔的中心线在空间不相交。
5.根据权利要求4所述隧道注浆支护方法，其特征在于：所述导向板底面经拱型钢架、拱形钢筋网架与隧道预支护顶部及两侧的拱型钢衬连接。
6.一种根据权利要求1～5所述任一方法构成的隧道注浆支护结构，包括隧道预支护（1），隧道预支护（1）顶部为拱形结构；其特征在于：隧道预支护（1）顶部及两侧外围设有一组沿隧道预支护（1）长度方向均布的拱型钢架（2），一组拱型钢架（2）的外拱面经一组沿隧道预支护（1）外拱面方向均布的导向板（7）焊接为一体形成拱形网格；隧道预支护（1）隧道口的第一道拱型钢架（2）处设有混凝土导向墙（3）；混凝土导向墙（3）内埋设有导向管（4），每个导向管（4）内均插有管棚注浆管（5）；每个相邻拱型钢架（2）之间的导向板（7）上均设有一对倾斜导向孔（8），一对倾斜导向孔（8）沿导向板（7）长度方向布置；每个倾斜导向孔（8）内均插有锚固注浆管（9）。
7.根据权利要求6所述隧道注浆支护结构，其特征在于：所述导向管（4）沿混凝土导向墙（3）拱形中线方向均布，导向管（4）之间的间距为400mm。
8.根据权利要求6所述隧道注浆支护结构，其特征在于：所述拱型钢架（2）的内弧面焊接有拱形钢筋网架（11），拱形钢筋网架（11）的内弧面与隧道预支护（1）外拱面的拱型钢衬（12）焊接；拱型钢架（2）和拱型钢衬（12）的截面均为工字形。
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