CN205117357U - 基于自钻式螺旋管棚的软弱围岩隧道超前支护结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于自钻式螺旋管棚的软弱围岩隧道超前支护结构，包括多个沿所施工隧道的纵向延伸方向由前至后布设的管棚超前支护结构，前后相邻两个管棚超前支护结构之间的搭接长度不小于3m；每个管棚超前支护结构均包括多根分别经多个孔口管钻进掌子面前方岩体内的管棚管，多个孔口管均预埋在隧道洞拱部所设置导向墙内；多根管棚管的外插角均为1°～3°；每根管棚管均包括由多个管节拼接而成的管体和同轴安装在管体前端的钻头，相邻两个管节之间均通过连接套进行密封连接；钻头上开有多个与管体内部相通的注浆孔。本实用新型结构简单、设计合理且施工简便、使用效果好，能简便、快速完成软弱围岩隧道超前支护过程，并且支护效果好。

Description

基于自钻式螺旋管棚的软弱围岩隧道超前支护结构

技术领域

本实用新型属于隧道超前支护施工技术领域，尤其是涉及一种基于自钻式螺旋管棚的软弱围岩隧道超前支护结构。

背景技术

管棚超前支护是将一组钢管(即管棚管)沿隧道的开挖轮廓线外侧己钻好的钻孔打入地层内，并与钢拱架组合形成强大的棚架预支护加固体系，用以支承来自于管棚上部围岩的荷载，并通过注浆孔加压向地层中注浆，以加固软弱破碎的地层，提高地层的自稳能力。

隧道施工中，级别为Ⅳ级以下的围岩为软弱围岩。如对沪昆客运专线中的大独山隧道进行施工时，该隧道位于关岭至普安区间，属I级风险高隧道，地质条件复杂，不可预见地质灾害较多，围岩岩性为泥岩、泥质灰岩，岩质较软，含泥量严重；节理裂隙发育，地下水发育，岩体遇水后软化极快，多呈散体状及粉末状，围岩自稳能力极差，施工过程中极易发生坍方。大独山隧道洞身主要穿越白云岩、灰岩、泥岩、泥灰岩、泥岩夹砂岩等地层，其中可溶岩段长8753m。洞身依次穿越大兴寨断层、龙门地断层、垮岩断层、大湾断层、营盘坡断层、杨家冲断层、永宁镇断层等7个断层，8个推测破碎带，4个可溶岩与非可溶岩接触带。因此，大独山隧道的管棚超前支护施工难度非常大。

目前，在隧道工程施工中，管棚施工主要采用的是引孔顶入法施工，具体先在隧道开挖轮廓线外利用钻机钻好钻孔，然后将管棚顶入已钻好的钻孔内，最后进行注浆稳固。实际施工时，引孔顶入法存在以下方面问题：第一、施工工序多，工序衔接复杂，施工工期较长，灵活性较差，超前支护长度及参数很难根据实际钻进施工情况进行及时调整，并且需专业作业队进行施工；第二、管棚安装到位后，采用低压灌浆，浆液扩散半径小，难以形成较大范围的加固圈；第三、管棚管上开孔，因管棚管管体开孔的原因，浆液先充填近端，阻断排气通道，造成管棚远端以及顶部存在空气包，注浆不能饱满；第四、围岩自稳能力较差的施工区域，易塌孔，顶入管棚困难。因此，需设计一种结构简单、设计合理且施工简便、使用效果好的基于自钻式螺旋管棚的软弱围岩隧道超前支护结构，能简便、快速完成软弱围岩隧道超前支护过程，并且支护效果好。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于自钻式螺旋管棚的软弱围岩隧道超前支护结构，其结构简单、设计合理且施工简便、使用效果好，能简便、快速完成软弱围岩隧道超前支护过程，并且支护效果好。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种基于自钻式螺旋管棚的软弱围岩隧道超前支护结构，其特征在于：包括多个沿所施工隧道的纵向延伸方向由前至后布设的管棚超前支护结构，多个所述管棚超前支护结构的结构均相同，前后相邻两个所述管棚超前支护结构之间的搭接长度不小于3m；

每个所述管棚超前支护结构均包括多根分别经多个孔口管由后向前钻进掌子面前方岩体内的管棚管，多个所述孔口管均预埋在隧道洞拱部所设置的导向墙内；所述导向墙位于掌子面后侧，所述导向墙为弧形，多个所述孔口管沿导向墙的中心线由左至右进行布设，多个所述孔口管的结构和尺寸均相同且其均布设在隧道洞的同一个隧道横断面上，多个所述孔口管分别为对多根所述管棚管进行导向的导向管，每根所述管棚管均与对其进行导向的导向管呈同轴布设；多根所述管棚管的结构和尺寸均相同且其外插角均为1°～3°；每根所述管棚管均包括由多个管节拼接而成的管体和同轴安装在所述管体前端的钻头，多个所述管节均呈同轴布设，多个所述管节的结构均相同且其由前至后进行布设；多个所述管节的横截面结构和尺寸均相同且其均为螺旋钢管，相邻两个所述管节之间均通过连接套进行密封连接；多个所述管节中位于最前侧的管节为前端管节，多个所述管节中位于最后侧的管节为后端管节，所述钻头安装在所述前端管节的前部；所述钻头上开有多个注浆孔，多个所述注浆孔均与所述管体内部相通。

上述基于自钻式螺旋管棚的软弱围岩隧道超前支护结构，其特征是：所述管体为拼接式钻杆，所述连接套为钻杆连接套。

上述基于自钻式螺旋管棚的软弱围岩隧道超前支护结构，其特征是：所述导向墙后侧设置有钻机工作室，所述钻机工作室为对隧道洞的拱部向外开挖后形成的空间；所述钻机工作室的长度为5m～8m；

所述钻机工作室内设置有第一隧道初期支护结构，所述第一隧道初期支护结构包括由喷射在钻机工作室内壁上的混凝土形成的第一混凝土喷射层和多个由前至后支撑于钻机工作室内的第一型钢支架，多个所述第一型钢支架均固定于第一混凝土喷射层内且其为对钻机工作室的拱部与左右两侧边墙进行支护的型钢支架；所述导向墙位于第一混凝土喷射层下方且其与第一混凝土喷射层紧固连接为一体。

上述基于自钻式螺旋管棚的软弱围岩隧道超前支护结构，其特征是：所述隧道洞内设置有第二隧道初期支护结构；所述第二隧道初期支护结构包括由喷射在隧道洞内壁上的混凝土形成的第二混凝土喷射层和多个由前至后支撑于隧道洞内的第二型钢支架；所述第二混凝土喷射层与第一混凝土喷射层紧固连接为一体。

上述基于自钻式螺旋管棚的软弱围岩隧道超前支护结构，其特征是：所述管体的外径为Φ70mm～Φ120mm。

上述基于自钻式螺旋管棚的软弱围岩隧道超前支护结构，其特征是：所述钻头为直径由后向前逐渐缩小的圆锥形钻头，所述钻头的后端直径大于所述管体的外径且其后端直径小于导向管的内径。

上述基于自钻式螺旋管棚的软弱围岩隧道超前支护结构，其特征是：所述圆锥形钻头的外侧壁上设置有多个沿螺旋方向布设有多个钻齿，多个所述管节的螺旋方向均相同，且多个所述钻齿的螺旋方向与所述管节的螺旋方向相同。

上述基于自钻式螺旋管棚的软弱围岩隧道超前支护结构，其特征是：多个所述注浆孔沿圆周方向均匀布设且其均沿钻头的中心轴线布设。

上述基于自钻式螺旋管棚的软弱围岩隧道超前支护结构，其特征是：所述管体的长度为15m～30m，所述管节的长度为3m～6m；多个所述孔口管呈均匀布设且相邻两个所述孔口管之间的环向间距均为35cm～45cm。

上述基于自钻式螺旋管棚的软弱围岩隧道超前支护结构，其特征是：所述导向墙为混凝土墙体且其内部设置有钢拱架，多个所述孔口管均焊接固定在钢拱架上；所述钢拱架浇筑于导向墙内且其圆心角为140°～160°。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、结构简单、设计合理且投入成本较低。

2、所采用的管棚管结构简单、设计合理且拼接方便，并且强度高、使用过程安全可靠，将管棚管作为钻杆使用，安装方便且钻进过程简便，同时管棚管的强度高，能满足隧道超前支护需求。同时，管棚管中各管节均为螺旋钢管，相邻管节之间均采用钻杆连接套进行连接，安装方便且钻进过程易于控制，管壁为密闭状态，仅通过钻头进行注浆。

3、施工简便、施工周期短且施工效率高，先在隧道掌子面后方6m范围施做钻机工作室，再在隧道掌子面部位施工导向墙并预埋导向管，之后将钻机与注浆机安装就位，然后便可进行管棚超前支护施工。施工过程大幅度简化，管棚管的钻进、安装与注浆过程一体化，不需要跟管钻进。管棚管的钻进过程采用边注浆边钻进的方式，使管棚安装有类似旋喷桩的效果，能有效增加注浆扩散半径，改良围岩。管棚管的钻进过程采用水泥浆护壁钻进，能有效避免发生塌孔、卡钻等事故，加快施工进度，规避施工风险。

4、使用效果好且实用价值高，与传统的引管顶入法相比，管棚管采用高强度管，并在高强管端头配带合金钻头，钻头作为旋转注浆头，在钻机的作用下进行水泥浆护壁钻进，钻进、管棚管安装与注浆一次完成，终孔进行二次高压注浆，最终在隧道拱部形成高强度的管棚超前支护体系。同时，采用边钻进边注浆的方式，浆液扩散半径较大，能在一定程度上改良围岩。因而，具有施工工艺简单快捷、施工周期短、加固效率高、加固效果好等优点，能有效规避施工风险；对提高软弱围岩的稳定性，具有很好的作用。

综上所述，本实用新型结构简单、设计合理且施工简便、使用效果好，能简便、快速完成软弱围岩隧道超前支护过程，并且支护效果好。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的横断面结构示意图。

图2为本实用新型的纵断面结构示意图。

图3为本实用新型钢拱架的布设位置示意图。

图4为本发明管棚管的结构示意图。

附图标记说明:

1—钢拱架；2—导向管；3—管棚管；

3-1—管节；3-2—钻头；3-3—钻杆连接套；

4—隧道洞；5—钻机工作室；6—导向墙；

7—第一型钢支架；8—第一混凝土喷射层；

9—第二混凝土喷射层；10—第二型钢支架。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实用新型包括多个沿所施工隧道的纵向延伸方向由前至后布设的管棚超前支护结构，多个所述管棚超前支护结构的结构均相同，前后相邻两个所述管棚超前支护结构之间的搭接长度不小于3m。

每个所述管棚超前支护结构均包括多根分别经多个孔口管由后向前钻进掌子面前方岩体内的管棚管3，多个所述孔口管均预埋在隧道洞4拱部所设置的导向墙6内。所述导向墙6位于掌子面后侧，所述导向墙6为弧形，多个所述孔口管沿导向墙6的中心线由左至右进行布设，多个所述孔口管的结构和尺寸均相同且其均布设在隧道洞4的同一个隧道横断面上，多个所述孔口管分别为对多根所述管棚管3进行导向的导向管2，每根所述管棚管3均与对其进行导向的导向管2呈同轴布设。多根所述管棚管3的结构和尺寸均相同且其外插角均为1°～3°。如图4所示，每根所述管棚管3均包括由多个管节3-1拼接而成的管体和同轴安装在所述管体前端的钻头3-2，多个所述管节3-1均呈同轴布设，多个所述管节3-1的结构均相同且其由前至后进行布设。多个所述管节3-1的横截面结构和尺寸均相同且其均为螺旋钢管，相邻两个所述管节3-1之间均通过连接套进行密封连接。多个所述管节3-1中位于最前侧的管节3-1为前端管节3-1，多个所述管节3-1中位于最后侧的管节3-1为后端管节3-1，所述钻头3-2安装在所述前端管节3-1的前部。所述钻头3-2上开有多个注浆孔，多个所述注浆孔均与所述管体内部相通。

本实施例中，所述管体为拼接式钻杆，所述连接套为钻杆连接套。

本实施例中，所述管体的长度为15m～30m。所述管节3-1的长度为3m～6m。

其中，所述管体的长度记作L。

实际施工时，可根据具体需要，对所述管体的长度与各管节3-1的长度进行相应调整。

实际施工过程中，多个所述导向管2呈均匀布设且相邻两个所述导向管2之间的环向间距均为35cm～45cm。

本实施例中，相邻两个所述导向管2之间的环向间距均为40cm。

实际使用时，所述管体的外径为Φ70mm～Φ120mm。

本实施例中，所述钻头3-2为直径由后向前逐渐缩小的圆锥形钻头，所述钻头3-2为直径由后向前逐渐缩小的圆锥形钻头，所述钻头3-2的后端直径大于所述管体的外径且其后端直径小于导向管2的内径。

并且，所述圆锥形钻头的外侧壁上设置有多个沿螺旋方向布设有多个钻齿，多个所述管节3-1的螺旋方向均相同，且多个所述钻齿的螺旋方向与所述管节3-1的螺旋方向相同。

本实施例中，多个所述注浆孔沿圆周方向均匀布设且其均沿钻头3-2的中心轴线布设。

并且，所述注浆孔的数量为三个。

实际使用时，可根据具体需要，对所述注浆孔的数量以及各注浆孔在钻头3-2上的布设位置进行相应调整。

本实施例中，所述管体的外径为Φ90mm，所述导向管2的外径为Φ150mm且其壁厚为10mm，所述钻头3-2的后端直径为Φ115mm。

实际施工时，可根据具体需要，对所述管体的外径、导向管2的内径和钻头3-2的后端直径进行相应调整。

本实施例中，所述管节3-1为厚壁钢管且其壁厚为15mm，所述管节3-1的极限抗拉力为1200KN(即120t)，抗拉强度为772N/mm²，屈服力为1500KN(即150t)，屈服强度为609N/mm²。

实际加工时，所述钻头3-2为合金钻头。并且，可根据具体需要，对钻头3-2的后端直径进行相应调整。

本实施例中，所述钻杆连接套3-3的长度为220mm。

实际施工时，前后相邻两个所述管棚超前支护结构之间的搭接长度记作L2。本实施例中，L2＝3.5m。

本实施例中，如图3所示，所述导向墙6为混凝土墙体且其内部设置有钢拱架1，多个所述孔口管均焊接固定在钢拱架1上。

本实施例中，所述钢拱架1为型钢支架且其为弧形。

实际施工时，所述钢拱架1浇筑于导向墙6内且其圆心角为140°～160°。本实施例中，所述钢拱架1的圆心角为150°。

并且，所述钢拱架1为工字钢支架。实际使用时，所述钢拱架1也可以采用其它类型的型钢支架。

实际施工过程中，采用钢拱架1作为隧道管棚超前支护施工的简易护拱。

实际施工时，多个所述导向管2的长度均为0.8m～1.5m。

本实施例中，多个所述导向管2均为钢管且其均焊接固定在钢拱架1上，多个所述导向管2的长度均为1m且其数量为50个。

实际施工时，沿隧道纵向延伸方向由后向前进行管棚超前支护施工，并获得多个所述管棚超前支护结构；对任一个所述管棚超前支护结构进行施工时，包括以下步骤：

步骤一、导向墙施工：在掌子面后侧施工导向墙6，并在导向墙6内预埋多个分别对多根管棚管3进行导向的导向管2；

所述管棚管3为第一管棚管或第二管棚管，所述第一管棚管和所述第二管棚管的数量均为多根，所述第一管棚管与所述第二管棚管呈交错布设，且相邻两根所述第一管棚管之间均布设有一根所述第二管棚管；

步骤二、钻机与注浆机安装就位：在步骤一中所述导向墙6后侧安装钻机与注浆机；

步骤三、管棚超前支护施工：对步骤一中多根所述管棚管3分别进行管棚超前支护施工，多根所述管棚管3的管棚超前支护施工方法均相同，且多根所述管棚管3分别经多个所述导向管2由后向前钻进掌子面前方岩体内；对多根所述管棚管3进行管棚超前支护施工时，过程如下：

步骤301、第一管棚管钻孔及同步注浆施工：从左至右或从右至左对多根所述第一管棚管分别进行钻孔及同步注浆施工，多根所述第一管棚管的钻孔及同步注浆施工方法均相同；对任一根所述第一管棚管进行钻孔及同步注浆施工时，过程如下：

步骤3011、钻进前准备：在当前所施工管棚管3的前端管节3-1前部安装钻头3-2，并将所述前端管节3-1的后端与步骤二中所述钻机的钻进驱动机构连接，同时通过注浆管将所述前端管节3-1的后端与步骤二中所述注浆机的注浆口连接；

步骤3012、前端管节3-1钻进及同步注浆：将步骤301中所述前端管节3-1由后向前插入至对当前所施工管棚管3进行导向的导向管2内，并使所述前端管节3-1与所插入的导向管2呈同轴布设；之后，启动所述钻机并通过所述钻机由后向前进行钻进；钻进过程中，采用所述注浆机同步进行注浆；

步骤3013、管节接续：在当前已完成钻进且位于最后侧的管节3-1后侧安装下一个管节3-1，并将当前所安装管节3-1的后端与步骤301中所述钻进驱动机构连接，同时通过所述注浆管将当前所安装管节3-1的后端与步骤301中所述注浆口连接；

步骤3014、持续钻进及同步注浆：启动所述钻机并通过所述钻机由后向前进行钻进；钻进过程中，采用所述注浆机同步进行注浆；

步骤3015、多次重复步骤3013至步骤3014，直至完成当前所施工管棚管3中所有管节3-1的钻进过程，完成当前所施工管棚管3的钻孔及同步注浆施工过程，获得当前所施工管棚管3所处的钻孔；

步骤3016、下一根第一管棚管钻孔及同步注浆施工：按照步骤3011至步骤3015中所述的方法，对下一根所述第一管棚管进行钻孔及同步注浆施工；

步骤3017、多次重复步骤3016，直至完成多根所述第一管棚管的钻孔及同步注浆施工过程；

步骤302、第一管棚管终孔注浆施工：待多根所述第一管棚管的钻孔及同步注浆施工过程均完成后，从左至右或从右至左对多根所述第一管棚管分别进行终孔注浆施工；多根所述第一管棚管的终孔注浆施工方法均相同；对任一根所述第一管棚管进行终孔注浆施工时，过程如下：

步骤3021、钻孔孔口封堵：对当前所施工管棚管3所处钻孔的孔口进行封堵，获得钻孔孔口封堵结构，并在所述钻孔孔口封堵结构布设排气孔；所述钻孔孔口封堵结构为位于所述钻孔的孔口与当前所施工管棚管3的外侧壁之间环形空腔内的封堵结构，所述排气孔与所述环形空腔内部相通；

步骤3022、终孔注浆：步骤3021中钻孔孔口封堵完成后，采用所述注浆机进行二次注浆，直至所述排气孔内有所注浆液流出为止，完成当前所施工管棚管3的终孔注浆施工过程；

步骤3023、下一根第一管棚管终孔注浆施工：按照步骤3021至步骤3022中所述的方法，对下一根所述第一管棚管进行终孔注浆施工；

步骤3024、多次重复步骤3023，直至完成多根所述第一管棚管的终孔注浆施工过程；

步骤303、第二管棚管钻孔及同步注浆施工：从左至右或从右至左对多根所述第二管棚管分别进行钻孔及同步注浆施工，多根所述第二管棚管的钻孔及同步注浆施工方法均相同；对任一根所述第二管棚管进行钻孔及同步注浆施工时，均按照步骤3011至步骤3015中所述的方法进行钻孔及同步注浆施工；

步骤304、第二管棚管终孔注浆施工：待多根所述第二管棚管的钻孔及同步注浆施工过程均完成后，从左至右或从右至左对多根所述第二管棚管分别进行终孔注浆施工；多根所述第二管棚管的终孔注浆施工方法均相同；对任一根所述第二管棚管进行终孔注浆施工时，均按照步骤3021至步骤3022中所述的方法进行终孔注浆施工。

本实施例中，所述导向墙6后侧设置有钻机工作室5，所述钻机工作室5为对隧道洞4的拱部向外开挖后形成的空间。所述钻机工作室5的长度为5m～8m。

本实施例中，所述钻机工作室5的长度记作L1，且L1＝6m。并且，所述钻机工作室5为对隧道洞4的拱部向外开挖40cm后形成的空间，也就是说，钻机工作室5为将隧道洞4拱部调高40cm后的空间。

步骤一中进行导向墙施工时，先在掌子面后侧施工一个供步骤二中所述钻机使用的钻机工作室5。步骤二中进行钻机与注浆机安装就位时，将所述钻机与注浆机均安装在钻机工作室5内。

本实施例中，所述钻机工作室5内设置有第一隧道初期支护结构，所述第一隧道初期支护结构包括由喷射在钻机工作室5内壁上的混凝土形成的第一混凝土喷射层8和多个由前至后支撑于钻机工作室5内的第一型钢支架7，多个所述第一型钢支架7均固定于第一混凝土喷射层8内且其为对钻机工作室5的拱部与左右两侧边墙进行支护的型钢支架；所述导向墙6位于第一混凝土喷射层8下方且其与第一混凝土喷射层8紧固连接为一体。

并且，所述隧道洞4内设置有第二隧道初期支护结构；所述第二隧道初期支护结构包括由喷射在隧道洞4内壁上的混凝土形成的第二混凝土喷射层9和多个由前至后支撑于隧道洞4内的第二型钢支架10；所述第二混凝土喷射层9与第一混凝土喷射层8紧固连接为一体。

本实施例中，所述第一型钢支架7和第二型钢支架10均为工字钢支架。

实际使用时，所述第一型钢支架7和第二型钢支架10也可以采用其它类型的钢支架。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于自钻式螺旋管棚的软弱围岩隧道超前支护结构，其特征在于：包括多个沿所施工隧道的纵向延伸方向由前至后布设的管棚超前支护结构，多个所述管棚超前支护结构的结构均相同，前后相邻两个所述管棚超前支护结构之间的搭接长度不小于3m；

每个所述管棚超前支护结构均包括多根分别经多个孔口管由后向前钻进掌子面前方岩体内的管棚管(3)，多个所述孔口管均预埋在隧道洞(4)拱部所设置的导向墙(6)内；所述导向墙(6)位于掌子面后侧，所述导向墙(6)为弧形，多个所述孔口管沿导向墙(6)的中心线由左至右进行布设，多个所述孔口管的结构和尺寸均相同且其均布设在隧道洞(4)的同一个隧道横断面上，多个所述孔口管分别为对多根所述管棚管(3)进行导向的导向管(2)，每根所述管棚管(3)均与对其进行导向的导向管(2)呈同轴布设；多根所述管棚管(3)的结构和尺寸均相同且其外插角均为1°～3°；每根所述管棚管(3)均包括由多个管节(3-1)拼接而成的管体和同轴安装在所述管体前端的钻头(3-2)，多个所述管节(3-1)均呈同轴布设，多个所述管节(3-1)的结构均相同且其由前至后进行布设；多个所述管节(3-1)的横截面结构和尺寸均相同且其均为螺旋钢管，相邻两个所述管节(3-1)之间均通过连接套进行密封连接；多个所述管节(3-1)中位于最前侧的管节(3-1)为前端管节(3-1)，多个所述管节(3-1)中位于最后侧的管节(3-1)为后端管节(3-1)，所述钻头(3-2)安装在所述前端管节(3-1)的前部；所述钻头(3-2)上开有多个注浆孔，多个所述注浆孔均与所述管体内部相通。

2.按照权利要求1所述的基于自钻式螺旋管棚的软弱围岩隧道超前支护结构，其特征在于：所述管体为拼接式钻杆，所述连接套为钻杆连接套。

3.按照权利要求1或2所述的基于自钻式螺旋管棚的软弱围岩隧道超前支护结构，其特征在于：所述导向墙(6)后侧设置有钻机工作室(5)，所述钻机工作室(5)为对隧道洞(4)的拱部向外开挖后形成的空间；所述钻机工作室(5)的长度为5m～8m；

所述钻机工作室(5)内设置有第一隧道初期支护结构，所述第一隧道初期支护结构包括由喷射在钻机工作室(5)内壁上的混凝土形成的第一混凝土喷射层(8)和多个由前至后支撑于钻机工作室(5)内的第一型钢支架(7)，多个所述第一型钢支架(7)均固定于第一混凝土喷射层(8)内且其为对钻机工作室(5)的拱部与左右两侧边墙进行支护的型钢支架；所述导向墙(6)位于第一混凝土喷射层(8)下方且其与第一混凝土喷射层(8)紧固连接为一体。

4.按照权利要求3所述的基于自钻式螺旋管棚的软弱围岩隧道超前支护结构，其特征在于：所述隧道洞(4)内设置有第二隧道初期支护结构；所述第二隧道初期支护结构包括由喷射在隧道洞(4)内壁上的混凝土形成的第二混凝土喷射层(9)和多个由前至后支撑于隧道洞(4)内的第二型钢支架(10)；所述第二混凝土喷射层(9)与第一混凝土喷射层(8)紧固连接为一体。

5.按照权利要求1或2所述的基于自钻式螺旋管棚的软弱围岩隧道超前支护结构，其特征在于：所述管体的外径为Φ70mm～Φ120mm。

6.按照权利要求1或2所述的基于自钻式螺旋管棚的软弱围岩隧道超前支护结构，其特征在于：所述钻头(3-2)为直径由后向前逐渐缩小的圆锥形钻头，所述钻头(3-2)的后端直径大于所述管体的外径且其后端直径小于导向管(2)的内径。

7.按照权利要求6所述的基于自钻式螺旋管棚的软弱围岩隧道超前支护结构，其特征在于：所述圆锥形钻头的外侧壁上设置有多个沿螺旋方向布设有多个钻齿，多个所述管节(3-1)的螺旋方向均相同，且多个所述钻齿的螺旋方向与所述管节(3-1)的螺旋方向相同。

8.按照权利要求6所述的基于自钻式螺旋管棚的软弱围岩隧道超前支护结构，其特征在于：多个所述注浆孔沿圆周方向均匀布设且其均沿钻头(3-2)的中心轴线布设。

9.按照权利要求1或2所述的基于自钻式螺旋管棚的软弱围岩隧道超前支护结构，其特征在于：所述管体的长度为15m～30m，所述管节(3-1)的长度为3m～6m；多个所述孔口管呈均匀布设且相邻两个所述孔口管之间的环向间距均为35cm～45cm。

10.按照权利要求1或2所述的基于自钻式螺旋管棚的软弱围岩隧道超前支护结构，其特征在于：所述导向墙(6)为混凝土墙体且其内部设置有钢拱架(1)，多个所述孔口管均焊接固定在钢拱架(1)上；所述钢拱架(1)浇筑于导向墙(6)内且其圆心角为140°～160°。