CN111502695A - 一种支撑杆、防止管片环位移的固定系统以及固定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及隧道施工技术领域，特别是一种支撑杆、防止管片环位移的固定系统以及固定方法。一种支撑杆，包括本体，所述本体包括段一、段二和套筒，所述段一的一端可拆卸连接于所述段二的一端，所述段一上套设有所述套筒，所述段一能够在所述套筒内沿所述套筒的轴向移动并固定，所述套筒外表面设有与管片环上吊装孔相适配的螺纹一。采用所述支撑杆来固定隧道管片环，所述套筒和所述段一均能够退出所述吊装口并重复利用，节约了材料和成本，除外，因所述段一和所述套筒的退出，使所述吊装孔的封堵更加容易，避免了现有技术中因地下水侵蚀顶杆造成隧道漏水的情况，使隧道的安全性更高。

Description

一种支撑杆、防止管片环位移的固定系统以及固定方法

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，特别是一种支撑杆、防止管片环位移的固定系统以及固定方法。

背景技术

在采用盾构及TBM空推过矿山法隧道或进行全断面硬岩掘进的过程中，采用敞开模式推进时，造成盾尾后成型隧道管片不能及时稳固，当地下水压力较大时，在注浆填充过程中且易出现成型管片环位移现象，管片环是指盾构机或TBM在空推过矿山法隧道或全断面硬岩掘进过程中，从盾尾后由弧状管片组装成的环状结构，其适配于隧道结构，每个管片环上预设有若干个吊装孔，吊装孔处于封闭状态，需要进行贯穿，贯穿后吊装孔内部有螺纹。为寻找一种施工方法既能保证盾构成型管片环施工质量，又能提高施工进度的方法是一道技术难题。目前采用的技术措施主要有：

当盾构或TBM在隧道施工时，现有防止管片环相对支顶面体系位移的固定施工方法，多数采用螺纹钢将管片环顶紧在支顶面(支顶面是指盾构及TBM进行全断面硬岩掘进时的环向开挖面，或指盾构及TBM空推过矿山法隧道时隧道的初期支护。)令其螺母焊接固定在管片环上的吊装孔螺栓上，达到支撑受力，具体的，通过顶杆插入所述吊装孔内，使螺纹杆顶杆一端抵接在隧道的环向支顶面上、另一端焊接于所述吊装孔上，支顶面通过顶杆支撑所述管片环，通过多个顶杆从多个方向对所述管片环支撑，使管片环保持固定；但因为所述顶杆焊接于所述吊装孔，致使所述顶杆难以从所述吊装孔拆离，使吊装孔的封堵难度大，如若不封堵所述吊装孔，当顶杆受地下水侵蚀容易造成隧道漏水，影响隧道安全；且因所述顶杆抵接于所述支顶面的一端被所述管片环和所述支顶面之间的间隙内砂浆凝固后，受凝固砂浆作用力较大，所述顶杆难以取出。或者在所述管片环和所述支顶面之间的间隙中向后方吹填豆粒石，以此代替注入砂浆的方法，来减少所述管片环的位移，采用在间隙中向后方吹填豆粒石的方法时，操作复杂，填充量大，影响整体施工进度。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术隧道施工的过程中，存在成型管片环容易发生位移，造成成型隧道质量缺陷的问题，提供一种支撑杆、防止管片环位移的固定系统以及固定方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种支撑杆，包括本体，所述本体包括段一、段二和套筒，所述段一的一端可拆卸连接于所述段二的一端，所述段一上套设有所述套筒，所述段一能够在所述套筒内沿所述套筒的轴向移动并固定，所述套筒外表面设有与管片环上吊装孔相适配的螺纹一。

所述支撑杆用于连接在所述管片环的吊装孔处，对所述管片环进行支撑固定；所述套筒用于螺纹连接所述吊装孔，即是所述套筒外表面的螺纹一用于匹配连接所述吊装孔内部的螺纹；所述段一能够在套筒内沿轴向移动，当所述套筒连接于所述管片环时，通过所述段一和所述套筒的相对移动，用于移动所述段二至其抵接于隧道的环向支顶面，支顶面是指盾构及TBM进行全断面硬岩掘进时的环向开挖面，或指盾构及TBM空推过矿山法隧道时隧道的初期支护。在所述段二抵接于所述支顶面时，所述段一能够在所述套筒内保持固定。通过所述支顶面支撑所述段二，所述段二支撑所述段一，所述段一支撑所述套筒，所述套筒对所述管片环产生支撑力，进而所述支撑杆对所述管片环产生支撑作用。所述段二和所述段一可拆卸连接，如：所述段一和所述段二螺纹连接或套接等，所述段二的长度可以有多种尺寸，用于满足不同的间隙深度。采用本发明所述支撑杆，将所述段二伸入所述吊装孔内，并将所述套筒螺纹连接于所述吊装孔，然后根据所述间隙的宽度来调节所述段一进入所述吊装孔的长度，使所述段二靠近并抵接于隧道的所述支顶面，并使所述段一相对于所述套筒的轴向固定，完成所述管片环的支撑，其支撑过程简单快捷；所述段二和所述段一可拆卸连接，通过拆除所述段二，使所述段一不受间隙内凝固的砂浆作用，所述段一能够退出所述吊装孔；再加上所述套筒和所述吊装孔可拆卸连接，所述套筒也能够退出所述吊装孔，进而使所述套筒和所述段一均能够退出所述吊装口并重复利用，节约了材料和成本，除外，因所述段一和所述套筒的退出，使所述吊装孔的封堵更加容易，避免了现有技术中因地下水侵蚀顶杆造成隧道漏水的情况，使隧道的安全性更高。

优选的，所述段一的外表面上设有螺纹二，所述套筒的内表面设有与所述螺纹二适配连接的螺纹三，所述螺纹二的长度大于所述螺纹三的长度。

所述段一通过其外表面的螺纹二与所述套筒内表面的螺纹三进行螺纹连接，使所述段一和所述套筒在轴向上能够固定，用于承接支撑力，且所述螺纹二的轴向长度大于所述螺纹三的轴向长度，使所述段一相对于所述套筒的轴向能够移动，进而通过所述段一在所述套筒内部旋转，能够移动所述段二使其向所述支顶面移动。且在拆卸所述段一和所述段二时，所述段二被间隙内的砂浆凝固住，通过转动所述段一，使所述段一和所述段二的连接处产生力矩，致使所述段一和所述段二卸力完成，便于所述段一退出所述吊装孔。

优选的，所述螺纹二和所述螺纹三为细牙螺纹，所述螺纹一为粗牙螺纹。

所述螺纹二和所述螺纹三为细牙螺纹，便于旋转所述段一来移动所述段二时受力，所述螺纹一为粗牙螺纹，适配于所述吊装孔。

优选的，所述段一的端部设有凸起，所述段二的端部设有凹槽，所述凹槽和所述凸起采用铆接或螺纹连接。

所述段一的凸起和所述段二的凹槽通过铆接或螺纹连接，能够快速拆卸。相比于使用螺纹连接等可拆卸方式，所述段二和所述段一通过铆接的可拆卸连接方式，加工方便，节约成本，且更便于所述段一和所述段二的连接和拆开。当然，也可以采取：所述段一的端部设有凹槽，所述段二的端部设有凸起，所述凹槽和所述凸起采用铆接或螺纹连接，但采取这种方式，舍弃在间隙内部的所述段二的质量更多，成本更高。

优选的，且所述凹槽和所述凸起均为圆柱状，便于加工，且便于所述段一和所述段二的拆卸和组装。

优选的，所述段二包含塑料套管和堵盖，所述堵盖设于所述段二远离所述段一的一端，所述段二套设于所述段一的对应端，所述段一的端面抵接于所述堵盖，所述段一和所述套筒均为钢构件。

所述段二套设于所述段一一端，且所述段一的端部抵接于所述堵盖，通过所述段二对所述段一进行保护，使所述段一能够间接的抵接在支顶面上，避免在对管片环和支顶面之间的间隙注浆时，所述段一被凝固在所述塑料套管内部，无法取出。且在间隙内砂浆凝固后，将所述段一取出，留在间隙中的所述段二为塑料套管，成本低，且留于间隙的所述段二质量更少，节约材料。

优选的，所述段二靠近所述吊装孔的一端设有变接头，所述变接头的外壁和所述吊装孔靠近于间隙的内壁适配。当所述吊装孔孔径较大时，通过所述变接头能够将所述段二和所述吊装孔之间的缝隙给堵住，避免水或浆液进入所述段二内部，进而避免所述段一难以取出。

优选的，所述变接头的内壁设有膨胀止水垫，当所述膨胀止水垫遇水时，会膨胀将所述变接头和所述段一之间的间隙封堵住，避免水或浆液流入所述段一和所述段二的连接处，使所述段一的拆卸更加方便，损坏程度减小，利用率更高。

优选的，所述段一和所述段二的连接处设有软胶带，通过软胶带将所述段一和所述段二连接处裹住，避免填充间隙时，砂浆进入所述段一和所述段二的连接处，致使所述段二和所述段一的连接力增加，导致所述段一和段二难以拆开，且避免砂浆对所述段一造成磨损。除外，在受外力作用时，所述软胶带容易被破坏，不会影响所述段一和所述段二的拆卸。

优选的，所述段一和所述段二的端部均设有受力端，便于转动所述段一和所述段二。

一种防止管片环位移的固定系统，包括若干个固定组，每个所述固定组对应用于固定一个管片环，所述固定组包含至少两个上述的支撑杆，本体的套筒螺纹连接于所述管片环的吊装孔内，所述本体的段二的端部抵接于支顶面。

其中，所述支顶面是指盾构及TBM进行全断面硬岩掘进时的环向开挖面，或指盾构及TBM空推过矿山法隧道时隧道的初期支护。

每个所述固定组对应于一个管片环进行固定，每个所述固定组的支撑杆的支撑位置根据该地段的地质、吊装孔的位置以及所述管片环的受力条件确定，至少两个所述支撑杆能够保证所述管片环基本的受力平衡，通过每个固定组的所有所述支撑杆来对一个所述管片环进行支撑作用，能够快速有效的对该管片环进行固定；通过若干支撑组对相对应的管片环进行支撑，能够使所有所述支撑杆对所有所述管片环达到综合支撑的作用，使所述固定系统对所述管片环的固定效果更好。

优选的，每个所述固定组的至少两个所述本体均固定于所述管片环的中线及中线以上的所述吊装孔内。

所述管片环的移动主要由地下浮水作用和对间隙注浆时砂浆的作用产生，其最主要的作用力为上浮力。所述管片环的中线及中线上方，即是指所述管片环的3点位置、9点位置及两者上方，一般设有2-4个所述吊装孔，通过在所述管片环的中线及中线上方的所述吊装孔内安装至少两个支撑杆，提供一个竖向向下的力，用于平衡管片环所受地下水或间隙内砂浆的上浮力，能够更好的固定所述管片环，进而固定整个隧道的管片环。

优选的，所述固定组沿隧道纵向间隔设置，即是指在使用固定组固定管片环时，根据实际情况对需要固定的部分管片环进行固定，其余管片环通过已固定的管片环共同作用，实现间接固定，如：每间隔2-4个所述管片环，在每侧的2-3个所述管片环上共固定连接有6-12个所述支撑杆，以满足固定要求，通过间接固定的方式，能够减少所述支撑杆的使用，节约施工时间，节约成本。

一种防止管片环位移的固定方法，包括以下步骤：

A：安装管片环，然后将至少两个上述的支撑杆的套筒分别螺纹连接对应的所述吊装孔，并使本体的段二抵接于支顶面上；

B：根据预设计，重复步骤A，在对应的所述管片环对应的所述吊装孔中安装所述本体后，向所述管片环和所述支顶面之间的间隙注浆；

C：待所述间隙内的砂浆凝固后，将所有所述本体的所述段一和所述套筒一起拆除，完成对应的所述管片环的固定。

采用盾构机或TBM进行隧道掘进施工时，对所述支顶面和所述管片环之间的间隙进行注浆的过程是分施工段进行的，每个施工段的纵向距离在30-100m范围内，其根据注浆后的砂浆凝固时间来确定。因所述支撑杆是固定于所述吊装孔，吊装孔为预设孔，但处于封堵状态，对于需要连接所述支撑杆的所述吊装孔还需要进行贯穿，贯穿时，需要根据实际施工情况确定需要安装所述支撑杆的个数和位置。安装的第一个所述管片环需要及时进行支撑固定，每固定一个管片环至少安装两个所述支撑杆，安装下一个所述管片环时，根据实际情况确定是否对该管片环进行支撑固定，重复上述步骤，直到将该施工段的最后一个所述管片环完成支撑后，使所有所述支撑杆对该施工段的所有所述管片环形成整体固定受力后，才对该施工段所有所述管片环与所述支顶面之间进行注浆填充，等该施工段的间隙内的砂浆凝固后，能够将所述支撑杆的所述段一和套筒进行回收利用，且在上一个施工段施工完成后，将拆除的所述段一和所述套筒重新连接一个提前准备好的段二，然后再在下一个施工段使用，在同一条隧道线的施工过程中，减少所述支撑杆的数量的投入，节约成本。且所述段一和套筒从所述吊装孔内拆卸后，便于所述吊装孔的封堵，避免所述吊装孔漏水导致隧道的安全受影响；采用所述支撑杆来对所述管片环进行支撑，无需采用焊接的方式固定所述支撑杆，能够快速方便的用所述支撑杆将所述管片环安装好，加快了施工进度，且减少了管片环的位移时间，使所述管片环的固定质量更好，提高隧道成型质量。采用所述防止管片环位移的固定方法来施工隧道，能够快速有效的对管片环进行固定，加快了隧道施工效率，避免安装的管片环在地下水或砂浆的作用下产生位移，提高了隧道的成型质量；且对吊装孔进行了有效的封堵，避免地下水从所述吊装口漏出，减少质量缺陷，减少后期缺陷处理。

优选的，在所述步骤A中，安装所述本体时，包括以下步骤：

A1：组装所述本体；

A2：将所述本体的所述段二伸入所述吊装孔内，并使所述套筒螺纹连接于所述吊装孔；

A3：旋转所述段一，使所述段一带动所述段二抵接于所述支顶面。

采用上述安装方式，能够快速便捷的将所述支撑杆连接在所述吊装孔上，实现对所述管片环的支撑。

优选的，在所述步骤C中，待所述间隙内的砂浆凝固后，转动所述段一，使所述段一和所述段二卸力完成，然后旋转所述套筒，使所述套筒带动所述段一一起从所述吊装孔内退出。

采用上述方式，借助凝固后的砂浆对所述段二产生固定力矩，通过旋转的方式使所述段一和所述段二的连接处产生相反的力矩，进而使所述段一和所述段二卸力完成，所述段一和所述段二的拆卸方便省力；然后通过所述套筒从所述吊装孔内螺旋退出，带动所述段一一起退出所述吊装孔，使所述段一和所述套筒的整体回收更方便快捷。当然，也可以直接旋转套筒，使套筒传力至所述段一和所述段二的连接处，将所述段一和所述段二拆开，并带动所述段一退出所述吊装孔。但因吊装孔为粗牙螺纹，通过旋转套筒带动所述段一来破坏所述段一和所述段二的连接，其难度较大；所述段一和所述套筒采用细牙螺纹连接，通过转动段一来破坏其与所述段二的连接，更为轻松。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明提供的所述支撑杆的所述段二和所述段一可拆卸连接，通过拆除所述段二，使所述段一不受间隙内凝固的砂浆作用，便于所述段一退出所述吊装孔；再加上所述套筒和所述吊装孔可拆卸连接，便于所述套筒退出所述吊装孔，进而使所述套筒和所述段一均能够退出所述吊装口并重复利用，节约了材料和成本，除外，因所述段一和所述套筒的退出，使所述吊装孔的封堵更加容易，避免了现有技术中因地下水侵蚀顶杆造成隧道漏水的情况，使隧道的安全性更高。

2、本发明所述的防止管片环位移的固定系统，通过每个固定组的所有所述支撑杆来对一个所述管片环进行支撑作用，能够快速有效的对该管片环进行固定；通过若干支撑组对相对应的管片环进行支撑，能够使所有所述支撑杆对所有所述管片环达到综合支撑的作用，使所述固定系统对所述管片环的固定效果更好。

3.采用所述防止管片环位移的固定方法来施工隧道，能够快速有效的对管片环进行固定，加快了隧道施工效率，避免安装的管片环在地下水或砂浆的作用下产生位移，提高了隧道的成型质量；且对吊装孔进行了有效的封堵，避免地下水从所述吊装口漏出，减少质量缺陷，减少后期缺陷处理。

附图说明

图1是实施例1中所述支撑杆的结构示意图；

图2是实施例1中所述套筒的结构示意图；

图3是实施例2中所述支撑杆的结构示意图；

图4是实施例4中安装所述管片环的横断面示意图；

图5是实施例4中所述吊装孔的示意图；

图6是实施例4中所述支撑杆支撑所述管片环的横断面示意图；

图7是实施例4中所述支撑杆支撑所述管片环的局部示意图；

图8是实施例4中在所述间隙内注浆后的示意图；

图9是实施例4中所述段一和所述段二拆开的示意图；

图10是实施例4将所述段一和所述套筒拆除的横断面示意图；

图11是实施例4封堵所述注浆孔后的局部示意图。

图标：1-段一；11-螺纹二；2-段二；21-堵盖；22-塑料套管；23-变接头；3-套筒；31-螺纹三；32-螺纹一；4-本体；5-支顶面；6-管片环；61-吊装孔；7-间隙。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

本实施例提供一种支撑杆，参见图1-2，包括本体4，所述本体4包括段一1、段二2和套筒3，所述段一1的一端可拆卸连接于所述段二2的一端，所述段一1上套设有所述套筒3，所述段一1能够在所述套筒3内沿所述套筒3的轴向移动并固定，所述套筒3外表面设有与管片环6上吊装孔61相适配的螺纹一32。

本实施例中，所述段一1和所述套筒3均为钢构件，能够增加所述段一1和所述套筒3的耐用性，所述段一1和所述套筒3也能够为其它材料，能够满足实际受力条件即可，如铝合金、铁等。所述段一1的一端可拆卸连接所述段二2，如：所述段一1和所述段二2螺纹连接、铆接或套接等，作为优选的方式，本实施例中，所述段一1的端部设有凸起，所述段二2的端部设有凹槽，所述凹槽和所述凸起采用铆接或螺纹连接，能够快速拆卸。相比于使用螺纹连接等可拆卸方式，所述段二2和所述段一1通过铆接的可拆卸连接方式，加工方便，节约成本，且更便于所述段一1和所述段二2的连接和拆开。当然，也可以采取：所述段一1的端部设有凹槽，所述段二2的端部设有凸起，所述凹槽和所述凸起采用铆接或螺纹连接，但采取这种方式，舍弃在间隙7内部的所述段二2的质量更多，成本更高。

具体的，如图1，所述段二2为钢结构，满足支撑作用，且所述段二2用于抵接所述支顶面5，其长度在150-300mm左右，满足于不同的间隙7深度；其左端为密封端，避免填充所述管片环6和所述支顶面5的间隙7时，砂浆从左端进入所述段二2的凹槽内，其右端凹槽的横截面为圆环状，所述段一1的左端为圆柱状的凸起，所述凸起铆钉于所述凹槽内；且所述段一1和所述段二2的连接处设有软胶带，本实施例中，所述凸起和所述凹槽的铆接处外壁上缠有软胶带，避免填充间隙7时，砂浆进入所述段一1和所述段二2的连接处，致使所述段二2和所述段一1的连接力增加，进而导致所述段一1和段二2难以拆开，且避免所述砂浆对所述段一1造成磨损。

所述段一1上套设有套筒3，所述套筒3外表面的螺纹一32用于匹配连接所述吊装孔61内部的螺纹，使所述套筒3能够可拆卸连接在所述吊装孔61上；所述段一1用于将所述段二2送至所述间隙7内，使所述段二2抵接于所述支顶面5，所述段一1能够在所述套筒3内沿所述套筒3的轴向移动并固定，即是所述段一1能够沿所述套筒3的轴向移动，且能够在所述段二2抵接所述支顶面5时保持轴向的固定，既便于根据间隙7的宽度来调节所述段二2的位置，使所述支撑杆能够在所述吊装孔61的轴向上前后移动，适应于不同支顶面5距离所述管片环6的深度，又能够在轴向传力，使所述支顶面5能够通过所述支撑杆支撑所述管片环6。

具体的，所述段一1的外表面上设有螺纹二11，如：所述段一1为螺杆，所述套筒3的内表面设有与所述螺纹二11适配连接的螺纹三31，使所述段一1和所述套筒3在轴向上能够固定，用于承接支撑力，且所述螺纹二11的轴向长度大于所述螺纹三31的轴向长度，使所述段一1相对于所述套筒3的轴向能够移动，进而通过所述段一1在所述套筒3内部旋转，能够推动所述段二2向所述支顶面5移动。且在拆卸所述段一1和所述段二2时，所述段二2被间隙7内的砂浆凝固住，通过转动所述段一1，使所述段一1和所述段二2的连接处产生力矩，致使所述段一1和所述段二2卸力完成，便于所述段一1退出所述吊装孔61。本实施例中，所述段一1加所述段二2的轴向长度为550～650mm，所述段二2的长度为150-300mm，所述段一1上的螺纹二11长度270-370mm，所述套筒3的长度为180-200mm，且在所述套筒3远离所述段二2的一端设有方形安装头，其长30mm，宽29mm，且所述方形安装头上设有钢筋孔，所述钢筋孔用于插接钢筋，配合扳手使用，便于转动所述套筒3，便于所述支撑杆的安装和拆卸。

使用所述支撑杆支撑所述管片环6时，将所述段二2伸入所述吊装孔61内，并将所述套筒3螺纹连接于所述吊装孔61，然后根据所述间隙7的宽度来调节所述段一1进入所述吊装孔61的长度，使所述段二2靠近于隧道支顶面5并抵接于所述支顶面5，并使所述段一1相对于所述套筒3的轴向固定，完成所述管片环6的支撑，其支撑过程简单快捷；在后期间隙7填充的砂浆凝固后，通过拆卸所述段一1和所述段二2，使所述段一1和段二2分开，段二2留在砂浆内，然后拆卸所述套筒3，使所述套筒3带动所述段一1一起退出所述吊装孔61，然后填充所述吊装孔61进行封堵，如图11所示。

采用本发明所述支撑杆，所述段二2和所述段一1可拆卸连接，通过拆除所述段二2，使所述段一1不受间隙7内凝固的砂浆作用，便于所述段一1退出所述吊装孔61；再加上所述套筒3和所述吊装孔61可拆卸连接，便于所述套筒3退出所述吊装孔61，进而使所述套筒3和所述段一1均能够退出所述吊装口并重复利用，节约了材料和成本，除外，因所述段一1和所述套筒3的退出，使所述吊装孔61的封堵更加容易，避免了现有技术中因地下水侵蚀顶杆造成隧道漏水的情况，使隧道的安全性更高。

实施例2

本实施例提供一种支撑杆，参见图3，其与实施例1中所述支撑杆不同之处在于所述段二2的结构不同，具体的，所述段二2包含塑料套管22和堵盖21，所述堵盖21设于所述段二2远离所述段一1的一端，所述段二2套设于所述段一1的一端，所述段一1的端面抵接于所述堵盖21，所述段一1和所述套筒3均为钢构件。所述段二2套设于所述段一1一端，且所述段一1的端部抵接于所述堵盖21，通过所述段二2对所述段一1进行保护，使所述段一1能够间接的抵接在支顶面5上，避免在对管片环6和支顶面5之间的间隙7注浆时，所述段一1被凝固而无法取出，且在间隙7内浆液凝固后，所述段一1能够取出，留在间隙7中的所述段二2为塑料套管22，成本更低，且留于间隙7的所述段二2质量更少，节约更多材料。

除外，所述段二2靠近所述吊装孔61的一端设有变接头23，所述变接头23和所述吊装孔61靠近于间隙7的内壁适配。当所述吊装孔61孔径较大时，通过所述变接头23能够将所述段二2和所述吊装孔61之间的缝隙给堵住，避免水或浆液进入所述段二2内部，进而避免所述段一1难以取出。作为较优的实施方式，所述变接头23内壁设有膨胀止水垫，当所述膨胀止水垫遇水时，会膨胀将所述变接头23和所述段一1之间的间隙7封堵住，避免水或浆液流入所述段一1和所述段二2的连接处，使所述段一1的拆卸更加方便，损坏程度减小，利用率更高。

实施例3

本实施例提供一种防止管片环位移的固定系统，包括若干个固定组，每个所述固定组对应用于固定一个管片环6，所述固定组包含至少两个如实施例1或实施例2所述的支撑杆，本体4的套筒3螺纹连接于所述管片环6的吊装孔61内，所述本体4的段二2的端部抵接于支顶面5。

每个所述固定组对应于一个管片环6，因一个管片环6上设有六个所述吊装孔61，故所述管片环6上最多支撑六个所述支撑杆，每个所述固定组的支撑杆的支撑位置根据该地段的地质、吊装孔61的位置以及所述管片环6的受力条件确定，至少两个所述支撑杆能够保证所述管片环6基本的受力平衡。具体的，每个所述固定组的至少两个所述本体4均固定于所述管片环6的中线及中线以上的所述吊装孔61内。因所述管片环6的移动主要由地下浮水作用和对间隙7注浆时砂浆的作用产生，其最主要的作用力为上浮力。所述管片环6的中线及中线上方，即是指所述管片环6的三点位置、九点位置及两者上方，一般设有2-4个所述吊装孔61，通过在所述管片环6的中线及中线上方的所述吊装孔61内安装至少两个支撑杆，提供一个竖向向下的力，用于平衡管片环6所受地下水或间隙7内砂浆的上浮力，能够更好的固定所述管片环6，进而固定整个隧道的管片环6。本实施例中，因该地段的浮力较大，每个所述固定组采用五个所述支撑杆，如图8所示。

本实施例中，所述固定组沿隧道纵向间隔设置，即是指在使用固定组固定管片环6时，根据实际情况能够对对需要固定的部分管片环6进行固定，其余管片环6通过已固定的管片环6共同作用，实现间接固定，如：每间隔2-4个所述管片环6，在每侧的2-3个所述管片环6上共固定连接有6-12个所述支撑杆，以满足固定要求，通过间接固定的方式，能够减少所述支撑杆的使用，节约施工时间，节约成本。

通过每个固定组的所有所述支撑杆来对一个所述管片环6进行支撑作用，能够快速有效的对该管片环6进行固定；通过若干支撑组对相对应的管片环6进行支撑，能够使所有所述支撑杆对所有所述管片环6达到综合支撑的作用，使所述固定系统对所述管片环6的固定效果更好。

实施例4

本实施例提供一种防止管片环位移的固定方法，包括以下步骤：

A：安装管片环6，然后将至少两个如实施例1或实施例2中所述的支撑杆的套筒3分别螺纹连接对应的所述吊装孔61，并使本体4的段二2抵接于支顶面5上；

B：根据预设计，重复步骤A，在对应的所述管片环6对应的所述吊装孔61中安装所述本体4后，向所述管片环6和所述支顶面5之间的间隙7注浆；

C：待所述间隙7内的砂浆凝固后，将所有所述本体4的所述段一1和所述套筒3一起拆除，完成对应的所述管片环6的固定。

本实施例以实施例2中所述支撑杆的结构做展示，其适用于盾构或TBM全断面硬掘进过程，所述段二2抵接于环向的开挖面上，还适用于盾构和TBM空推矿山法过程，此时所述段二2抵接于初期支护上。具体的，在采用盾构机或TBM进行隧道掘进施工时，先确定第一个施工段范围，施工段的纵向距离在30-100m范围内，当盾构机或TBM掘进至尾部超过该施工段起点一个管片环6距离时，一个管片环6纵向距离有1.5m或1m等，执行步骤A：安装所述管片环6，如图4所示；并根据需求将所述管片环6上需要安装所述支撑杆的所有所述吊装孔61贯穿，如图5所示；

将所述支撑杆安装在需要安装的所述吊装孔61内，使所述段二2抵接于支顶面5上，具体的，安装所述支撑杆时，包括以下步骤：

A1：组装所述本体4；

A2：将所述本体4的所述段二2伸入所述吊装孔61内，并使所述套筒3螺纹连接于所述吊装孔61；

A3：旋转所述段一1，使所述段一1带动所述段二2抵接于所述支顶面5。

安装后的所述支撑杆的状态如图6和图7所示，实现了对该管片环6进行支撑固定；

然后至盾构机或TBM移动至下一个管片环6安装点，根据实际情况确定是否对该管片环6进行支撑固定，如若需要固定，则进行吊装孔61的贯穿，再将若干所述支撑杆固定在该管片环6上，如若不需要固定，则安装下一个管片环6，重复上述判断；直至所述施工段的最后一个所述管片环6上的所有支撑杆安装完成，所述步骤A实施完毕；

然后执行所述步骤B：向所述管片环6和所述支顶面5之间的间隙7注浆；注浆后的示意图如图8所示；注浆后，执行所述步骤C：待所述间隙7内的砂浆凝固后，将所有所述支撑杆的所述段一1和所述套筒3一起拆除；具体的，在所述步骤C中，待所述间隙7内的砂浆凝固后，转动所述段一1，使所述段一1和所述段二2卸力完成，然后旋转所述套筒3，使所述段一1和所述段二2分开，如图9所示；再继续旋转所述套筒3，使所述套筒3带动所述段一1一起从所述吊装孔61内退出，退出后，只有段二2留在凝固的砂浆中，如图10所示；所述管片环6的固定施工完成。采用上述方式，借助凝固后的砂浆对所述段二2产生固定力矩，通过旋转的方式使所述段一1和所述段二2的连接处产生相反的力矩，进而使所述段一1和所述段二2卸力完成，所述段一1和所述段二2的拆卸方便省力；然后通过所述套筒3从所述吊装孔61内螺旋退出，带动所述段一1一起退出所述吊装孔61，使所述段一1和所述套筒3的整体回收更方便快捷。当然，也可以直接旋转套筒3，使套筒3传力至所述段一1和所述段二2的连接处，将所述段一1和所述段二2拆开，并带动所述段一1退出所述吊装孔61。但因吊装孔61为粗牙螺纹，通过旋转套筒3带动所述段一1来破坏所述段一1和所述段二2的连接，其难度较大；所述段一1和所述套筒3采用细牙螺纹连接，通过转动段一1来破坏其与所述段二2的连接，更为轻松。

且在上一个施工段施工完成后，将拆除的所述段一1和所述套筒3重新连接一个提前准备好的段二2，然后再在下一个施工段使用，在同一条隧道线的施工过程中，减少所述支撑杆的数量的投入，节约成本。

隧道的施工还包括步骤：封堵所述施工段的所有贯穿的所述吊装孔61，封堵时，因所述段一1和所述套筒3被取出，可以直接对所述贯穿孔进行水泥砂浆封堵，封堵效果良好，避免后期隧道因吊装孔61未封堵造成漏水现象；当该施工段所有所述吊装孔61封堵完成后，如图11所示。

采用本实施例中所述防止管片环位移的固定方法来施工隧道，能够快速有效的对管片环6进行固定，加快了隧道施工效率，避免安装的管片环6在地下水或砂浆的作用下产生位移，提高了隧道的成型质量；且对吊装孔61进行了有效的封堵，避免地下水从所述吊装口漏出，减少质量缺陷，减少后期缺陷处理。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种支撑杆，其特征在于，包括本体(4)，所述本体(4)包括段一(1)、段二(2)和套筒(3)，所述段一(1)的一端可拆卸连接于所述段二(2)的一端，所述段一(1)上套设有所述套筒(3)，所述段一(1)能够在所述套筒(3)内沿所述套筒(3)的轴向移动并固定，所述套筒(3)外表面设有与管片环(6)上吊装孔(61)相适配的螺纹一(32)。

2.根据权利要求1所述的支撑杆，其特征在于，所述段一(1)的外表面上设有螺纹二(11)，所述套筒(3)的内表面设有与所述螺纹二(11)适配连接的螺纹三(31)，所述螺纹二(11)的长度大于所述螺纹三(31)的长度。

3.根据权利要求1-2任一所述的支撑杆，其特征在于，所述段一(1)的端部设有凸起，所述段二(2)的端部设有凹槽，所述凹槽和所述凸起采用铆接或螺纹连接。

4.根据权利要求1-2任一所述的支撑杆，其特征在于，所述段二(2)包含塑料套管(22)和堵盖(21)，所述堵盖(21)设于所述段二(2)远离所述段一(1)的一端，所述段二(2)套设于所述段一(1)的对应端，所述段一(1)的端面抵接于所述堵盖(21)，所述段一(1)和所述套筒(3)均为钢构件。

5.一种防止管片环位移的固定系统，其特征在于，包括若干个固定组，每个所述固定组对应用于固定一个管片环(6)，所述固定组包含至少两个如权利要求1-4任一所述的支撑杆，本体(4)的套筒(3)螺纹连接于所述管片环(6)的吊装孔(61)内，所述本体(4)的段二(2)的端部抵接于支顶面(5)。

6.根据权利要求5所述的防止管片环位移的固定系统，其特征在于，每个所述固定组的至少两个所述本体(4)均固定于所述管片环(6)的中线及中线以上的所述吊装孔(61)内。

7.根据权利要求5-6任一所述的防止管片环位移的固定系统，其特征在于，所述固定组沿隧道纵向间隔设置。

8.一种防止管片环位移的固定方法，其特征在于，包括以下步骤：

A：安装管片环(6)，然后将至少两个如权利要求1-4任一所述的支撑杆的套筒(3)分别螺纹连接对应的所述吊装孔(61)，并使本体(4)的段二(2)抵接于支顶面(5)上；

B：根据预设计，重复步骤A，在对应的所述管片环(6)对应的所述吊装孔(61)中安装所述本体(4)后，向所述管片环(6)和所述支顶面(5)之间的间隙(7)注浆；

C：待所述间隙(7)内的砂浆凝固后，将所有所述本体(4)的所述段一(1)和所述套筒(3)一起拆除，完成对应的所述管片环(6)的固定。

9.根据权利要求8所述的防止管片环位移的固定方法，其特征在于，在所述步骤A中，安装所述本体(4)时，包括以下步骤：

A1：组装所述本体(4)；

A2：将所述本体(4)的所述段二(2)伸入所述吊装孔(61)内，并使所述套筒(3)螺纹连接于所述吊装孔(61)；

A3：旋转所述段一(1)，使所述段一(1)带动所述段二(2)抵接于所述支顶面(5)。

10.根据权利要求8所述的防止管片环位移的固定方法，其特征在于，在所述步骤C中，待所述间隙(7)内的砂浆凝固后，转动所述段一(1)，使所述段一(1)和所述段二(2)卸力完成，然后旋转所述套筒(3)，使所述套筒(3)带动所述段一(1)一起从所述吊装孔(61)内退出。

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